I MINERALI

Gli atomi originano elementi che si uniscono a formare minerali, questi a loro volta si aggregano nelle rocce.

Abbondanza relativa dei dieci elementi più comuni nella crosta terrestre Siccome O e Si sono gli elementi + abbondanti, gran parte dei minerali sono silicati e derivano dal modo in cui si uniscono i due elementi

Principali minerali delle rocce I principali minerali costituenti le rocce possono essere classificati in: - MINERALI NON SILICATI, fra i quali: calcite CaCO3 dolomite CaMg (CO3)2 salgemma NaCl gesso CaSO4 · 2H2O anidrite CaSO4 altri (ematite, pirite, magnetite, …..) - MINERALI SILICATI, costituenti nell’insieme il 99% delle rocce della crosta terrestre, formati da combinazioni diverse di gruppi SiO4 (a struttura tetraedrica).

Scala di Mohs

MINERALI NON SILICATI

Cristalli di fluorite con abito cubico Il quarzo mostra un’estrema varietà di forme che vanno da gruppi di cristalli con facce ben definite (a sinistra) a masse di cristalli concresciuti in modo tale che non compaiono facce ben sviluppate (a destra).

Strutture dei principali silicati Le varie strutture dei silicati derivano dai modi in cui questi tetraedri si associano tra loro + Minerali delle argille feldspati

MINERALI DELLE ARGILLE MINERALI DELLE ARGILLE ≠ ARGILLE (nel senso comune) (MINERALI ARGILLOSI) (TERRE ARGILLOSE) (ARGILLITI o R. ARGILLOSE) Minerali a struttura complessa, formata dall’associazione di: T - strati di tetraedri (gruppi SiO4) – silica sheet O - strati di ottaedri (atomi di Mg o Al legati ad ossidrili OH) – noti rispettivamente come brucite- o gibbsite sheet Presentano cristalli molto piccoli dell’ordine del micron. Il basso valore della dimensione media dei granuli implica una caratteristica importante: elevata superficie per unità di peso. Struttura a strati + grande superficie conferiscono ai minerali proprietà particolari: assorbimento di acqua e ioni (soprattutto cationi) sulla superficie dei cristalli e scambio ionico. Superficie specifica =L’area superficiale specifica è l’area totale delle particelle di materiale contenute nell’unita di massa o di volume Capacità di assorbimento d’acqua= capacità di scambio di cationi con altri presenti in soluzione acquosa

Alluminio, magnesio, ecc. Tetraedro T ossigeno silicio Ottaedro O OH- Alluminio, magnesio, ecc.

MINERALI DELLE ARGILLE Principali minerali delle argille: Gruppo delle caoliniti (TO), Gruppo delle illiti (TOT), Gruppo delle smectiti (montmorilloniti) (TOT) a crescente superficie specifica, capacità di assorbimento d’acqua, rigonfiabilità e capacità di scambio cationico (CEC – cation exchange capacity), * a decrescente spessore e diametro delle lamine. * Proprietà che governano plasticità e comportamento meccanico delle terre. Presentano cristalli molto piccoli dell’ordine del micron. Il basso valore della dimensione media dei granuli implica una caratteristica importante: elevata superficie per unità di peso. Struttura a strati + grande superficie conferiscono ai minerali proprietà particolari: assorbimento di acqua e ioni (soprattutto cationi) sulla superficie dei cristalli e scambio ionico. Superficie specifica = area totale delle particelle di materiale contenute nell’unita di massa o di volume Capacità di assorbimento d’acqua= capacità di scambio di cationi con altri presenti in soluzione acquosa

ACQUA ADSORBITA DA UNA PARTICELLA ARGILLOSA

MINERALI ARGILLOSI: STRUTTURA Capacità di Scambio Cationico = Peso degli ioni che possono essere trattenuti per unita' di volume (o talvolta per unita' di peso) di materiale scambiante [da Attewell & Farmer, 1976]

MINERALI DELLE ARGILLE - Microstruttura KAOLINITE 7.2 Å MONTMORILLONITE water ions

Principali prodotti di alterazione dei silicati MINERALI SILICATI PRODOTTI DI ALTERAZIONE Feldspato di potassio e Plagioclasio Caolinite e Bauxite Silicati di alluminio idrati Mica muscovite e Feldspati Illite Silicati di alluminio e potassio idrati Feldspati, minerali mafici, ceneri vulcaniche (scorie e ossidiane composte da silicati) Montmorillonite Silicati di alluminio idrati complessi, con ferro, magnesio e sodio Minerali mafici (biotite, anfiboli, pirosseni, olivina) Limonite Ossidi idrati di ferro

Definizione geologica Le rocce Definizione geologica Aggregati naturali formati da uno o più minerali, o anche materiali organici solidificati, legati o non legati, costituenti parti della crosta terrestre

composizione mineralogica + struttura  origine di una roccia Le rocce composizione mineralogica + struttura  origine di una roccia