Laurea Triennale in Geologia A.A. 2011-2012 Corso di PETROGRAFIA Laurea Triennale in Geologia Angelo Peccerillo tel: 075 5852608 e-mail: pecceang@unipg.it home page: www.unipg.it/pecceang/ Lezione del 11 Ottobre 2011

Introduzione

Programma di Petrografia CS: Geologia Lezioni teoriche: Cenni sulla struttura interna della Terra. Caratteristiche chimiche e fisiche dei magmi. I minerali magmatici. Le rocce magmatiche: giacitura delle rocce plutoniche, ipoabissali e vulcaniche. Struttura delle rocce magmatiche. Classificazione delle rocce magmatiche: classificazioni semplificate, classificazione modale IUGS, classificazioni chimiche. Origine dei magmi. Genesi dei magmi nel mantello. I magmi basaltici. Genesi dei magmi nella crosta. I magmi granitici. Processi di evoluzione magmatica. Cristallizzazione frazionata, mescolamento, assimilazione. Le serie magmatiche. Magmatismo e geodinamica. Ruolo del magmatismo nell’evoluzione del pianeta Terra. Il magmatismo recente in Italia. Cenni di calcoli di simulazione dei processi di evoluzione magmatica. Cenni di termodinamica dei sistemi silicatici. Il vulcanismo. I prodotti dell’attività vulcanica. Tipi di eruzioni vulcaniche. Struttura dei vulcani. Cenni sul vulcanismo recente e attivo in Italia. Il vulcanismo e l’ambiente. Il processo metamorfico. Fattori del metamorfismo. Metamorfismo progrado e retrogrado. Reazioni metamorfiche. Minerali metamorfici. Cenni di geobarometria e geotermometria dei sistemi metamorfici. Tipi di metamorfismo. Facies metamorfiche. Metamorfismo e geodinamica. Il ruolo del metamorfismo nella strutturazione del sistema Terra. Le rocce metamorfiche. Giacitura delle rocce metamorfiche. Struttura delle rocce metamorfiche. Classificazione delle rocce metamorfiche. Esercitazioni (Dr. Donati): riconoscimento di minerali e rocce in campioni macroscopici e in sezione sottile. Esercizi simulazione esame. Escursione di terreno(?) - Isola d’Elba

Risultato esame: media scritto-orale Esami Esame scritto: domande a risposta multipla, ciascuna con diverso punteggio. Riconoscimento, classificazione e descrizione di una roccia ignea o metamorfica Esame orale: discussione della prova scritta Risultato esame: media scritto-orale

Materiale didattico 1) Peccerillo A. Elementi di petrologia ignea e metamorfica. Morlacchi editore, Perugia 2) Peccerillo A., Perugini D. Introduzione alla petrografia ottica. Morlacchi editore, Perugia 3) Diapositive proiettate a lezione disponibili sul sito web del docente o fornite su pendrive

Prerequisiti Chimica Fisica Mineralogia Orario di ricevimento: Martedì e Mercoledì 10.30-13.00 oppure in qualsiasi orario su appuntamento (e-mail: pecceang@unipg.it)

Strumenti del mestiere…….

Osservazione campioni macroscopici Lenti di ingrandimento (10x)

Campioni di rocce ignee

Microscopio Polarizzatore

Rocce in sezione sottile osservate al microscopio polarizzatore

Struttura dell’interno della Terra Parte 1a Struttura dell’interno della Terra Metodi di indagine Xenoliti in rocce vulcaniche - Magmi Meteoriti Geofisica (sismica)

composizione dell’interno della Terra I magmi e gli xenoliti da essi trasportati forniscono indicazione sulla composizione dell’interno della Terra Xenolito peridotitico in basalto

Meteoriti Le meteoriti rappresentano frammenti di pianeti a composizione terrestre esplosi in epoche remote. La loro composizione fornisce informazioni indirette sull’interno della Terra

1) Onde P (Primae) 2) Onde S (Secundae) 3) Onde L (Love) Metodi sismici Onde che si originano dalI'ipocentro (zona di origine del sisma) Onde di Volume 1) Onde P (Primae) 2) Onde S (Secundae) Onde che si originano dall’epicentro (Punto della superficie terrestre più vicino all'ipocentro) Onde di Superficie 3) Onde L (Love) 4) Onde R (Rayleigh)

Onde P (Primae) Onde S (Secundae)

Onde P (Primae)

Onde S (Secundae)

Onde R (Rayleigh) Onde L (Love)

L'interno della Terra Velocità k = modulo di compressibilità µ = modulo di rigidità (nei liquidi µ=0)  = densità onde P più veloci di onde S onde S non attraversano i liquidi Percorsi non lineari rifrazione variazioni reologiche Zone d’ombra onde P: 105-140° circa onde S: 105-180°

Discontinuità sismiche: Sono presenti anche altre discontinuità: L'interno della Terra Discontinuità sismiche: zone in cui avvengono rapide variazioni di velocità delle onde sismiche. Discontinuità di Mohorovicic (Moho; separa crosta e mantello) ~ 35 km al di sotto dei continenti; ~ 8 km al di sotto dei fondali oceanici. Discontinuità di Gutenberg [separa il mantello inferiore (solido) dal nucleo esterno (liquido)] ~ 2900 km di profondità ____________________________ Sono presenti anche altre discontinuità: Discontinuità di Conrad [divide crosta superiore (granitica) e crosta inferiore (basaltica)]. Discontinuità di Lehmann [divide il nucleo esterno (liquido) da quello interno (solido)].

L'interno della Terra

Il Mantello La parte più alta del mantello superiore (detta LID) è rigida e solidale con la sovrastante crosta, insieme alla quale forma un blocco compatto detto LITOSFERA. Secondo la teoria della tettonica a zolle, la litosfera è suddivisa in placche o zolle mobili che si spostano lateralmente navigando sul mantello plastico sottostante (ASTENOSFERA).

Proprietà fisiche dell’interno della Terra

Densità della Terra = 5.5 g/cm³ L'interno della Terra Variazione della velocità delle onde sismiche P e S, e della densità r all’interno della Terra Densità della Terra = 5.5 g/cm³

GRADIENTE DI PRESSIONE Variazione della Pressione all’interno della Terra GRADIENTE DI PRESSIONE Pressione P = rgh* Andamento circa lineare attraverso il mantello ~ 30 MPa/km » 1 GPa alla base della crosta media Nucleo: P aumenta più rapidamente perchè il nucleo è costituito da materiale più denso

Variazione della Temperatura all’interno della Terra GRADIENTE GEOTERMICO (°C/m) Variazione di Temperatura con la profondità all’interno della Terra Il gradiente geotermico medio nella crosta è di ca. 25-30°C/km (N.B. può variare da località a località da 6 a 140 °C/km) Il gradiente geotermico per le regioni più interne della Terra è molto più basso (~0,7-0,8 °C/km)

Convezione nel mantello terrestre

L'interno della Terra

La tettonica a zolle

Il Mantello La parte più alta del mantello superiore (detta LID) è rigida e solidale con la sovrastante crosta, insieme alla quale forma un blocco compatto detto LITOSFERA. Secondo la teoria della tettonica a zolle, la litosfera è suddivisa in placche o zolle mobili che si spostano lateralmente navigando sul mantello plastico sottostante (ASTENOSFERA).