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ROCCIA
Le rocce sono aggregati di uno o più minerali distinti, che normalmente si presentano in associazioni ben definite.
A seconda dell'origine si parla di rocce ignee, rocce metamorfiche e rocce sedimentaria.
Le rocce ignee
Dette anche eruttive o magmatiche, derivano da solidificazione di magmi con conseguente cristallizzazione dei minerali. In base alla zona della crosta nella quale hanno luogo la solidificazione dei magmi sono distinte due tipi di rocce magmatiche, le rocce intrusive e le rocce effusive.
Derivano da magmi solidificatisi negli strati più profondi e, quindi con un lento raffreddamento ed in condizioni di elevata pressione dovuta alle rocce soprastanti. Nel magma si trovano in grande quantità delle sostanze aeriformi disciolte nei fusi, quali il vapore acqueo, l'acido solfidrico, l'anidride solforica, l'acido cloridrico, l'acido borico, l'ammoniaca; questi gas rendono il magma più fluido e, facilitando i movimenti delle molecole, favoriscono i meccanismi di cristallizzazione dei minerali. La solidificazione dei magmi avviene a temperature superiori ai 600-700 °C ed in tempi molto lunghi, per cui i cristalli che si formano sono di grandi dimensioni con aspetto di granuli.
Il magma fluido tende, inoltre, ad insinuarsi in cavità di altre rocce o di roccia da poco solidificatasi ove si solidifica esso stesso formando dei filoni o delle tasche.
Le rocce intrusive possono venire alla superficie a causa dei movimenti della crosta terrestre e degli effetti demolitivi degli agenti meteorici sulle rocce soprastanti.
La struttura delle rocce intrusiva è detta granitoide, dal granito che è l'elemento più rappresentativo.
Il magma fuoriesce dalla crosta terrestre attraverso condotti o fenditura e, rapidamente, solidifica con un brusco passaggio da temperature di circa 1000 -l300 °C alla temperatura ambientale, con l'abbassamento di pressione di alcune migliaia di atmosfere e la dispersione delle sostanze gassose nell'aria. Pertanto la cristallizzazione in elementi di dimensioni visibili ( fenocristalli ) avviene solo in piccola parte in profondità e durante il passaggio attraverso la crosta, mentre la maggior parte dei fusi solidifica alla superficie in cristalli molto minuti o, in alcuni casi, in massa amorfa ( vetro ).
La struttura delle rocce effusive è detta porfirica, dal porfido che è l'elemento più rappresentativo.
Riorganizzazioni mineralogiche e strutturali di rocce sottoposte a condizioni di pressione e/o temperatura diverse da quelle esistenti al momento della loro formazione. Questi processi avvengono sempre allo stato solido con intervalli di pressione e temperatura compresi tra quelli propri del processo sedimentario e quelli del processo magmatico.
Le reazioni metamorfiche possono essere considerate delle ' cristallizzazioni ' di nuovi minerali in luogo di quelli originari o delle ' ricristallizzazioni ' degli stessi. I movimenti di materia avvengono attraverso lente diffusioni ioniche; la composizione chimica complessiva delle rocce viene mantenuta. Il processo può essere di tipo dinamico quando intervengono pressioni orientate o di tipo statico quando ciò non avviene.
La classificazione tipica del metamorfismo è: metamorfismo regionale o tettonico, metamorfismo termico o di contatto e metamorfismo dinamico.
ll metamorfismo regionale o tettonico
Influenza grandi aree ed è dovuto ai movimenti crostali ( es. falde) che spostano ammassi magmatici e sedimentari verso l'interno; questi ammassi vengono sottoposti a notevoli aumenti di pressione e temperatura. Negli strati più superficiali prevale l'aumento della pressione per cui si formano rocce tipicamente scistose, sfaldabili in lastre secondo piani paralleli ( es. ardesia ). Nelle zone più profonde prevale l'aumento della temperatura e si formano in prevalenza rocce a struttura granulare prive, o quasi, di scistosità. Si tratta di un metamorfismo con fasi statiche e dinamiche.
Dovuto ad aumenti notevoli di temperatura per contatto diretto con magmi. E' caratterizzato da una più o meno evidente ricristallizzazione, da sostituzioni di minerali idrati con altri anidri e da sostituzioni di sostanze argillose, colloidali ed amorfe con elementi cristallini. E' un metamorfismo di tipo statico. E' tipico dei calcari che vengono trasformati nei marmi saccaroidi, ovvero costituiti da grossi cristalli.
Avviene in corrispondenza di linee di faglia ed è originato da spinte e pressioni orientate. La roccia preesistente tende a frantumarsi e polverizzarsi e ciò provoca deformazioni nei reticoli cristallini dei minerali. Il grado di metamorfismo è basso.
Rocce che si formano ad una certa profondità della crosta terrestre per compattazione e cementazione di sedimenti originati da detriti, da precipitazione chimica o da materiali organici mineralizzati. La disposizione tipica è a strati; le rocce sedimentarie spesso racchiudono fossili animali o vegetali.
I depositi sedimentari risultano dalla disgregazione, ad opera di agenti meteorici, di rocce preesistenti di vario tipo, magmatiche, sedimentarie o metamorfiche. I prodotti di questa disgregazione sono dispersi, sotto forma di particelle solide in sospensione o in soluzione, nelle acque; le particelle sospese andranno a costituire, per precipitazione diretta, i sedimenti terrigeni o clastici; le sostanze in soluzione possono anch'esse precipitare dando sedimenti di origine chimica oppure possono essere utilizzate da organismi viventi per proprie parti scheletriche che, alla morte dell'organismo, daranno sedimenti di origine organica.
Un caso particolare di sedimentazione sono i depositi piroclastici, originati da accumuli di materiali provenienti da eruzioni vulcaniche, come ad esempio ceneri e lapilli; strutturalmente sono simili ai sedimenti terrigeni.
I sedimenti incoerenti, formati cioè da singole particelle, possono subire un processo di litificazione detto diagenesi ; con questo processo, ovviamente molto lento, ad esempio, una sabbia può diventare arenaria, un fango carbonatico può trasformarsi in calcare.
La diagenesi comporta dapprima una compattazione dei materiali dovuta alla sovrapposizione degli stessi, fino alla riduzione degli spazi interstiziali e, quindi, alla cementazione, processo per cui sostanze in soluzione acquosa precipitano negli interstizi, riempiendoli e cementando le particelle sedimentarie. I cementi sono, in genere, costituiti da calcite, silice ed ossidi di ferro.
La classificazione delle rocce sedimentarie si opera, come già detto, in base all'origine delle stesse.
Rocce sedimentarie terrigene o clastiche
Originano da sedimentazione meccanica. Possono essere incoerenti, ovvero formate da particelle sciolte oppure coerenti quelle formate da particelle
cementate.
Arenarie: granuli tra 0.06 e 2 mm, di solito arrotondati costituiti da diversi minerali quali i feldspati, il quarzo, minerali argillosi, miche, epidoti, serpentino. La matrice è irregolare ed il cemento, scarso, può essere di tipo siliceo ( quarzo), carbonatico ( calcite o aragonite ) o ematitico. Le arenarie hanno diversa resistenza alla compressione, da 400 a 1300 Kg/cm2, e sono utilizzate principalmente per pavimentazioni. Le più importanti arenarie a cemento siliceo sono le quarziti sarde; le più importanti a cemento carbonatico la pietra serena e la pietra di Sarnico.
Argilla: Materiale sedimentario che in presenza di umidità ha comportamento plastico e che diviene irreversibilmente duro in seguito a cottura. Di grande importanza industriale, le argille sono costituite da un gruppo di alluminosilicati idrati, formati dall'alterazione di rocce contenenti feldspati, come il granito.
Rocce sedimentarie di origine chimica
Originano da precipitazione chimica di sostanze chimiche disciolte in acqua
quando tali sostanze superano il limite di solubilità
Travertini: originano per precipitazione chimica di acque fortemente carbonatiche; tessitura molto irregolare con frequenti concrezioni e vacuoli, colore giallo chiaro o rossastro. Costituito principalmente da calcite e/o aragonite in cristalli anche grossi; può contenere argille e limonite. Resistenza alla compressione di circa 500 kg/cm2 ; utilizzato, per lo più, in lastre da rivestimento.
Rocce sedimentarie di origine organica
Derivano da precipitazione di sostanze minerali presenti in alcune strutture
viventi, quali gusci, scheletri, o per mineralizzazione di altre sostanze
biologiche. A questi processi seguono, solitamente, compattazione e
cementazione.
Dolomia: tessitura da granulare a saccaroide, costituita da prevalente dolomite con calcite e presenza di cristalli di quarzo e di argille; colore bianco grigiastro o giallo-rosso in relazione ai minerali accessori. A seconda del rapporto dolomite-calcite si hanno le dolomie pure con calcite < 10 %, dolomie calcaree con calcite 10-50 % e calcari dolomitici con calcite > 50 %. Resistenza alla compressione fino a 1100 kg/cm2, utilizzate come pietre da pietrisco per massicciate, come inerti per calcestruzzi o per la preparazione di calci idrauliche.
Calcari: derivano dall'azione di organismi viventi; possono presentare evidenti inclusioni fossili organogeni ( es. lumachella ) e sono costituiti da calcite, prevalente, e da dolomite ed aragonite. Una particolare varietà, detta calcare compatto ha particolare pregio nelle costruzioni, essendo utilizzato come marmo; presenta una grana compatta, fine, spesso brecciata e con alcune concrezioni, colori diversi a seconda dei minerali accessori; in prevalenza è costituito da calcite. Le varietà più note sono il botticino di Brescia di colore bianco-giallo, utilizzato per colonne e vasche, il chiampo di Vicenza nummulitico, la pietra di Finale bianca o giallastra, la pietra di Trani biancastra e utilizzabile in grosse lastre, il calcare maiolica di Bergamo , il portoro del Piemonte nero con venature gialle. Resistenze alla compressione fino a 1300 kg/cm2.
Carbon fossile: Combustibile solido di origine vegetale. Nelle passate ere geologiche, in particolare nel Carbonifero (345-280 milioni di anni fa), gran parte della superficie terrestre era occupata da paludi in cui cresceva una vegetazione lussureggiante che comprendeva molte varietà di felci, alcune grandi come alberi. Man mano che morivano, le piante venivano sommerse dall'acqua: la materia organica dunque non si decomponeva, ma cominciava a subire un lento processo di carbonizzazione, una particolare forma di fossilizzazione consistente nella perdita graduale e continua di atomi di idrogeno e di ossigeno, con il conseguente accumulo di un'alta percentuale di carbonio.
CICLO DELLE ROCCE:
Questo schema rappresenta l'insieme dei processi geologici che trasformano continuamente l'uno nell'altro i tre tipi di rocce esistenti in natura (sedimentarie, metamorfiche, ignee). I sedimenti che si staccano dalle rocce esposte agli agenti erosivi possono cementarsi dando luogo a strati coerenti di rocce sedimentarie; se sottoposte ad alte temperature o pressioni, le rocce possono subire profonde trasformazioni che le rendono metamorfiche; infine, se sottoposte a temperature ancora più alte, possono fondere e ritornare allo stato di magma incoerente che, raffreddato, genera le rocce ignee.
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