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F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore 2010 Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini.

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1 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore 2010 Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini La Terra Età 4,5 miliardi di anni versione blu La Terra Età 4,5 miliardi di anni versione blu

2 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Capitolo 6 Le rocce metamorfiche Aronta è quel cheal ventre li satterga che ne monti di Luni, dove ronca lo Carrarese che di sotto alberga, ebbe tra bianchi marmi la spelonca per sua dimora; onde a guardar le stelle e l mar non gli era la veduta tronca. Dante Alighieri Inferno XX

3 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Lezione 15 Origine delle rocce metamorfiche §6.1 Metamorfismo e ricristallizzazione §6.2 Temperatura, pressione e metamorfismo §6.3 Metamorfismo regionale Lezione 16 Caratteristiche delle rocce metamorfiche §6.4 Pressione litostatica e pressione orientata §6.5 Temperatura, pressione e metamorfismo §6.6 La serie metamorfica delle argille §6.5 Metamorfismo di contatto e cataclastico Capitolo 6 Le rocce metamorfiche

4 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore I minerali e le rocce sono stabili solo nelle condizioni in cui si formano. Ai cambiamenti di temperatura e pressione corrispondono cambiamenti mineralogici e di struttura nelle rocce, che si adattano alle nuove condizioni. Tutto ciò avviene in tempi molto lunghi mentre la roccia resta allo stato solido. Le nuove condizioni di temperatura e pressione determinano il fenomeno della ricristallizzazione. §6.1 Metamorfismo e ricristallizzazione

5 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore La maggiore temperatura favorisce la mobilità degli atomi e degli ioni che formano i cristalli. §6.1 Metamorfismo e ricristallizzazione

6 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore La maggiore pressione genera nuove strutture cristalline più stabili di quelle preesistenti. §6.1 Metamorfismo e ricristallizzazione

7 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Procedendo verso linterno del nostro pianeta, temperatura e pressione variano in modo correlato: entrambe aumentano con la profondità. §6.2 Temperatura, pressione e metamorfismo

8 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore In un grafico temperatura-pressione, il processo metamorfico occupa unarea compresa tra processo sedimentario e processo magmatico sfumando in questi. §6.2 Temperatura, pressione e metamorfismo

9 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Lentità delle trasformazioni subite dalle rocce è definita grado metamorfico. Esso diventa sempre più accentuato con la profondità: si passa da un grado metamorfico basso a uno intermedio e infine a uno elevato al cambiare delle condizioni fisiche. §6.2 Temperatura, pressione e metamorfismo

10 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Le rocce che si formano dalla fusione parziale dei minerali che compongono una roccia prendono il nome di migmatiti. §6.2 Temperatura, pressione e metamorfismo

11 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore La collisione tra masse continentali provoca lo sprofondamento di grandi volumi di rocce che, sottoposte a condizioni di temperatura e pressione sempre più intense, subiscono processi metamorfici di grado crescente, indicati col termine di metamorfismo regionale. §6.3 Metamorfismo regionale

12 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore §6.3 Metamorfismo regionale

13 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Una stessa roccia originaria può formare rocce metamorfiche diverse a seconda del grado di metamorfismo cui è sottoposta. Queste rocce di diverso grado che hanno origine dalla stessa roccia formano una serie metamorfica. §6.3 Metamorfismo regionale

14 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Alcuni minerali, chiamati minerali indice, si formano solo in un limitato intervallo di temperatura e pressione. La presenza dei minerali indice testimonia le condizioni in cui è avvenuto il processo metamorfico. §6.3 Metamorfismo regionale

15 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore §6.3 Metamorfismo regionale

16 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Rocce metamorfiche diverse, caratterizzate da metamorfismo dello stesso grado, occupano nel grafico temperatura-pressione la stessa area e appartengono alla stessa facies metamorfica. §6.3 Metamorfismo regionale

17 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore §6.3 Metamorfismo regionale

18 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore La pressione litostatica, dovuta al peso delle rocce sovrastanti, si esercita con la stessa intensità da tutte le direzioni, non provocando deformazione delle rocce. §6.4 Pressione litostatica e pressione orientata

19 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore La pressione orientata agisce lungo una direzione prevalente e determina di conseguenza deformazione delle rocce. §6.4 Pressione litostatica e pressione orientata

20 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore La pressione orientata fa disporre i minerali di forma allungata o appiattita, come gli anfiboli o le miche, lungo piani perpendicolari alla direzione della pressione e fa assumere alla roccia un aspetto a bande. §6.4 Pressione litostatica e pressione orientata

21 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Il metamorfismo conferisce nuove strutture alle rocce che modifica. La struttura di una roccia metamorfica è determinata dalla dimensione, dalla forma e dalla disposizione dei cristalli. I cristalli possono essere di dimensioni assai variabili, ma in genere sono distinguibili a occhio nudo. §6.5 Struttura delle rocce metamorfiche

22 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore La struttura scistosa è caratterizzata dalla disposizione dei cristalli per bande grossolanamente parallele, più o meno ondulate. Un campione di scisto. §6.5 Struttura delle rocce metamorfiche

23 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Se i piani che caratterizzano la roccia metamorfica sono sottili, la roccia ha struttura foliata. Un campione di fillade. §6.5 Struttura delle rocce metamorfiche

24 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Quando, come accade spesso nel metamorfismo di grado elevato, lo spessore dei piani è considerevole, si parla di struttura zonata. Un campione di gneiss. §6.5 Struttura delle rocce metamorfiche

25 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Le rocce metamorfiche formate da cristalli compatti, privi di un orientamento preferenziale, sono caratterizzate da una struttura granulare. Un campione di marmo. §6.5 Struttura delle rocce metamorfiche

26 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Alcune rocce metamorfiche, come gli gneiss, hanno la struttura occhiadina, caratterizzata da noduli cristallini chiari circondati da sottili bande scure. Un campione di gneiss occhiadino. §6.5 Struttura delle rocce metamorfiche

27 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Le rocce sedimentarie costituite da argilla che subiscono un metamorfismo di basso grado si trasformano in argilloscisti. I cristalli degli argilloscisti si ricristallizzano, trasformandosi in mica e conferiscono alla roccia un aspetto foliato. §6.6 La serie metamorfica delle argille Se le miche continuano a ricristallizzarsi le rocce si trasformano in filladi. Ulteriori reazioni di ricristallizzazione portano alla formazione di grossi cristalli di mica, di quarzo e di feldspati e la roccia diventa uno scisto.

28 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore A temperature e pressioni più elevate si formano minerali come il granato e i feldspati e le rocce si trasformano in gneiss. §6.6 La serie metamorfica delle argille Sottoposti a condizioni di temperatura e di pressione molto elevate, alcuni gneiss si trasformano in migmatiti. In generale si può dire che, nelle rocce, al crescere del grado di metamorfismo, aumenta la dimensione dei cristalli e aumenta lo spessore della foliazione, fino a creare bande di un certo spessore.

29 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Il metamorfismo di contatto è causato dal forte riscaldamento operato da un magma sulle rocce circostanti; si tratta di un fenomeno localizzato. Lintrusione di un magma provoca la cottura della roccia incassante. §6.7 Metamorfismo di contatto e cataclastico

30 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore Il metamorfismo cataclastico è causato dalle forti pressioni che agiscono in corrispondenza delle zone di dislocazione di masse rocciose. La roccia subisce frantumazione e si possono formare nuovi minerali. §6.7 Metamorfismo di contatto e cataclastico Il metamorfismo di contatto si verifica in aree prossime alla superficie, dove agiscono forti pressioni orientate.

31 F. Fantini, S. Monesi, S. Piazzini - la Terra età 4,5 miliardi di anni - © Italo Bovolenta editore


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