LE ROCCE

LE ROCCE Introduzione Rocce magmatiche Rocce sedimentarie Rocce metamorfiche Ciclo delle rocce Datazione delle rocce

INTRODUZIONE Per roccia si intende un aggregato naturale di minerali, cristallini e/o amorfi, particelle e solidi di vario tipo; le rocce sono sostanze non esprimibili con una formula chimica e generalmente formano masse ben individuabili. A seconda del processo che dà loro origine le rocce vengono distinte in tre grandi categorie. Le rocce magmatiche sono le rocce generate per raffreddamento del magma; queste rocce vengono a loro volta suddivise, in base alla velocità e al luogo di raffreddamento del magma, in rocce magmatiche intrusive o plutoniche, effusive o vulcaniche, ipoabissali o filoniane. Le rocce sedimentarie sono le rocce generate per sedimentazione di detriti inorganici, organici e sali minerali, consolidati dalla successiva o contemporanea deposizione di una sostanza cementante. Sono le rocce più diffuse sulla superficie terrestre in quanto coprono oltre l'80% delle terre emerse; a seconda del processo di formazione si dividono in rocce clastiche, rocce organogene e rocce chimiche. Le rocce metamorfiche sono rocce magmatiche o sedimentarie che sono state portate in condizioni di (pressione e temperatura) diverse da quelle presenti al momento della litificazione della roccia. In seguito a questi cambiamenti la roccia subisce trasformazioni chimiche e fisiche che ne alterano ad esempio la composizione mineralogica.

Le rocce magmatiche si suddividono: Le rocce magmatiche (dette anche eruttive o ignee) si formano in seguito alla solidificazione di magmi, cioè di masse silicatiche fuse contenenti vari componenti e sostanze volatili (acqua, anidride carbonica, idrogeno, metano, ecc.). Costituiscono quasi il 65% della crosta terrestre; ma, sulla superficie della Terra, questa abbondanza è nascosta dallo strato diffuso, sebbene molto sottile, di rocce sedimentarie e metamorfiche. Le rocce magmatiche si suddividono: Rocce effusive o vulcaniti Rocce ipoabissali o filoniane Rocce intrusive o plutoniti

Rocce magmatiche intrusive Le rocce intrusive, rocce ignee intrusive o plutoniche sono le rocce magmatiche solidificate all'interno della crosta terrestre. Il lento processo di raffreddamento in molti casi ha permesso la formazione di grossi individui cristallini (fenocristalli) all'interno di una pasta di fondo a tessitura cristallina più o meno fine, differente dalla struttura microcristallina o addirittura vetrosa che si ha nel caso delle rocce effusive. In molti casi, i fenocristalli possono raggiungere dimensioni anche di alcuni centimetri.

Esempi Il granito è una roccia magmatica intrusiva. I cristalli che lo compongono sono il quarzo,silicati di sodio e calcio e biotite. La diorite è una roccia magmatica intrusiva. È principalmente composta da plagioclasio, anfibolo, pirosseno. La sienite è una roccia magmatica intrusiva  di composizione analoga ai graniti, ma, diversamente da questi ultimi, priva di quarzo o con quantità di quarzo relativamente piccole.

Rocce magmatiche effusive Le rocce effusive sono rocce magmatiche che si formano sulla superficie terrestre in seguito alla parziale fusione di rocce del mantello e della crosta terrestre. Quando la massa magmatica spinta dalla pressione dei gas in essa disciolti e dalla minore densità trova una via di risalita ed arriva sulla superficie terrestre, sfruttando fratture nella crosta o contribuendo a formarne di nuove, si raffredda velocemente, solidificando all'aria aperta o nell'acqua dei mari. A causa della rapida cristallizzazione, le rocce effusive sono caratterizzate da una grana molto fine, e sono di più difficile classificazione rispetto alle rocce intrusive.

Esempi Il basalto è una roccia effusiva di origine vulcanica, di colore scuro o nero. E’ principalmente formato da silice e ossido di alluminio. La pomice è una roccia magmatica effusiva, leggerissima per l'elevatissima porosità. Essa si forma principalmente da eruzioni di tipo esplosivo, quindi da magmi acidi, silicatici o felsici. La dacite è una roccia magmatica effusiva costituita principalmente da quarzo, plagioclasio di media acidità.

Rocce ipoabissali o filoniane Le rocce filoniane o ipoabissali sono un tipo di rocce magmatiche, che si raffreddano all' interno della crosta terrestre, a metà tra la superficie e il camino vulcanico. Il magma incontra una spaccatura nel terreno e penetra; quando si ferma, inizia a solidificarsi insieme alle rocce circostanti. Le rocce filoniane sono considerate intermedie tra le rocce effusive e quelle intrusive. Una roccia filoniana è il porfido, con cui i romani facevano la pavimentazione stradale (il classico pavé).

Rocce sedimentarie Le rocce sedimentarie si formano attraverso processi che avvengono sulla superficie terrestre, al contrario delle rocce magmatiche e metamorfiche, che hanno origine in profondità. La sedimentazione è la deposizione, in strati sovrapposti, di vari tipi di materiali: frammenti di rocce portati dai corsi d’acqua, gusci e scheletri di animali, resti vegetali, sabbie trasportate dal vento, ceneri di vulcani. Le rocce sedimentarie vengono divise in tre gruppi, a seconda del processo di formazione: Rocce clastiche Rocce organogene Rocce chimiche

Rocce clastiche Le rocce in superficie subiscono la disgregazione e l’erosione, per opera degli agenti atmosferici; si producono così frammenti di varia dimensione. I frammenti sono trasportati degli agenti esogeni (acque, ghiaccio, vento) e si sedimentano sulle terre emerse o sul fondo del mare. I sedimenti si accumulano in strati e vanno incontro a litificazione, cioè si trasformano in roccia, grazie a due processi: la compattazione e la cementazione. Le rocce che si formano seguendo questo processo si chiamano rocce clastiche e si classificano in base alla dimensione delle particelle (clasti) che compongono in: Conglomerati, costituiti da ciottoli il cui diametro supera i 2 mm. Arenarie , formate da clasti con diametro compreso tra i 2 mm e 0,06 mm. Argilliti, con clasti di diametro inferiore a 0,06 mm.

ESEMPI La breccia è una roccia clastica costituita da frammenti di dimensioni grossolane a spigoli vivi, uniti da una matrice più sottile. Le puddinghe sono invece conglomerati nei quali i ciottoli (clasti) sono arrotondati. L’arenaria è una roccia clastica. Il suo colore rosato caratteristico è dovuto alla presenza degli ossidi di ferro, che fanno da legante ai granuli di quarzo di cui è costituita. In questa suggestiva formazione rocciosa dell'Arizona è evidente la stratificazione tipica delle rocce sedimentarie, quale è l'arenaria.

Rocce organogene Le rocce sedimentarie organogene sono delle rocce sedimentarie che si sono formate da sedimenti di resti animali o vegetali fissati e cementati tra loro da sali di calcio, di magnesio e di silice. Le rocce organogene più diffuse sono i calcari, costituiti soprattutto da calcite, minerale presente nei gusci di molti organismi marini.Rocce organogene sono le dolomie, formate da dolomite e da fossili animali e vegetali; queste rocce costituiscono ad esempio, il gruppo montuoso delle Dolomiti. Sono rocce organogene anche i carboni fossili, originatisi da quel deposito di sostanze ricche di carbonio, come i resti di intere foreste, e il petrolio, originatosi anch’esso da depositi di organismi animali e vegetali. Altri tipi di rocce sedimentarie organogene sono le fosforiti, derivanti dalla diagenesi delle ossa animali.

Esempi La dolomia è una roccia sedimentaria organogena costituita principalmente dal minerale dolomite, chimicamente un carbonato doppio di calcio e magnesio. La fosforite è una roccia sedimentaria organogena derivata da depositi di fosfati di calcio formatisi in ambiente marino poco profondo o in zone costiere. Le fosforiti si trovano di solito intercalate a strati di calcare e conservano spesso resti fossili di organismi di habitat costiero

Rocce chimiche Le rocce sedimentarie chimiche derivano dalla precipitazione di sostanze presenti in soluzione nell’acqua,sia per l’evaporazione dell’acqua,sia per la modificazione della composizione chimica delle soluzioni. Le evaporiti, ad esempio, sono rocce che si formano per precipitazione di sali per effetto dell’evaporazione intensa dell’acqua del mare e contengono minerali quali calcite, salgemma, gesso, solfati complessi. Anche le stalattiti e le stalagmiti sono rocce chimiche, formate da concentrazioni di calcare che si depositano in seguito alla caduta di acqua satura di carbonato di calcio dal soffitto delle grotte.

Esempi Travertino: roccia molto porosa, costituita da CaCO3 (carbonato di calcio) molto diffusa in Italia Alabastro: nelle grotte carsiche si deposita in strati sovrapposti, formando stalattiti e stalagmiti, in seguito al lento stillicidio di gocce d’acqua sovrasature di CaCO3 Rocce selcifere: si formano a partire da acqua ricca di silice circolanti all’interno di sedimenti marini

Rocce metamorfiche Le rocce metamorfiche sono rocce che hanno subìto modificazioni nella composizione mineralogica o nella struttura e nella tessitura in seguito a mutamenti di temperatura e pressione: questo processo prende il nome di metamorfismo. Questa tipologia di rocce può derivare dalla trasformazione di rocce sedimentarie, magmatiche o da altre rocce metamorfiche: il processo di trasformazione avviene comunque allo stato brado in particolari condizioni di pressione e temperatura. Gli atomi dei minerali in questa particolare condizione si dispongono in modo da formare nuovi reticoli cristallini. In laboratorio sono state evidenziate le condizioni di temperatura e pressione che portano alla formazione di minerali indice cioè che permettono l'identificazione delle rocce.

Tipi di metamorfismo I casi di metamorfismo più frequenti sono due: Il metamorfismo di contatto avviene quando i magmi, risalendo da zone profonde di crosta e mantello, stazionano nelle zone meno profonde venendo a contatto con le rocce. Il magma, avendo alte temperature, inizia una trasformazione della roccia che si trova a contatto con esso; l'area di contatto tra la roccia e il magma prende il nome di aureola di contatto ed è in essa che si producono le trasformazioni fisico/chimiche tipiche di questo metamorfismo. Poiché il grado di metamorfismo sfuma gradatamente dalle rocce incassanti a contatto col magma a quelle più distanti, si parla di alone metamorfico. Il metamorfismo regionale, è invece provocato dallo sconvolgimento della crosta terrestre, in particolare quando porzioni di questa vengono sepolte variando così le condizioni di temperatura e pressione. Quando prevale l'azione di forti pressioni ma a basse profondità si formano, in prevalenza, minerali aventi una struttura lamellare composta da più strati appiattiti, orientati nella direzione perpendicolare alla pressione. Tra questi ricordiamo l'ardesia. Quando la pressione è molto elevata e la roccia si trova a notevoli profondità, la struttura lamellare non è più evidente e si formano rocce massicce i cui minerali hanno un aspetto granulare.

Esempi Il marmo è una roccia metamorfica composta prevalentemente di carbonato di calcio (CaCO3). Il colore del marmo dipende dalla presenza di impurità minerali all'interno della roccia originaria. I marmi bianchi sono esito della metamorfizzazione di rocce prive di impurità. L'ardèsia è una varietà di roccia metamorfica. In virtù della propria scistosità (ovvero la capacità di dividersi in lastre) e proprietà, può essere impiegata in vari segmenti artigianali e industriali Lo gneiss è una delle più comuni rocce metamorfiche scistose costituenti la crosta continentale. Si forma a grande profondità, per effetto delle mutate condizioni di pressione e temperatura, nelle zone di convergenza di due placche, durante la fase di subduzione e in quella successiva di collisione continentale.

CICLO DELLE ROCCE Sia le rocce magmatiche sia quelle sedimentarie sia quelle metamorfiche, quando vengono trasportate a grande profondità all’interno della crosta terrestre, possono fondere e originare magmi. La fusione distrugge tutti i minerali delle rocce preesistenti e gli elementi che li costituivano entrano a far parte del magma. Altro magma risale invece dalla parte del mantello al di sotto della crosta, dove condizioni particolari fanno fondere una parte delle rocce presenti. Il magma si raffredda in superficie formando rocce magmatiche effusive, o al di sotto di essa, formando rocce magmatiche intrusive . A causa dei movimenti che interessano la crosta terrestre, le rocce magmatiche intrusive possono risalire in superficie. La lenta azione degli agenti atmosferici sulle rocce sedimentarie, che all’origine ricoprono quelle magmatiche, fa quindi affiorare queste ultime. Le rocce magmatiche, messe a nudo dall’erosione, vengono a loro volta degradate dagli agenti atmosferici. I prodotti della degradazione (detriti di vari dimensioni e sostanze in soluzione) vengono trasportati dai fiumi verso il mare, dove si depositano in strati sovrapposti. I sedimenti,seppelliti dagli strati che via via si aggiungono, vanno incontro a un lento processo di litificazione(cioè di trasformazione in rocce)e diventano rocce sedimentarie. Le rocce sedimentarie sprofondano sotto il peso degli strati sovrastanti e si riscaldano. Quando la temperatura raggiunge i 300c°, i minerali delle rocce sedimentarie cominciano a trasformarsi in nuove specie mineralogiche. Attraverso questo processo, le rocce preesistenti si trasformano in rocce metamorfiche. Più in profondità, le rocce metamorfiche vengono ulteriormente riscaldate,fino a raggiungere la temperatura di fusione, originando un magma, e il ciclo ricomincia.

Datazione delle rocce Le datazioni delle rocce avvengono utilizzando diversi metodi fisici, chimici o paleontologici, ciascuno dei quali ha i suoi limiti applicativi, per cui quando possibile le datazioni risultanti da ogni metodo vengono confrontate e discusse per ridurre il margine di incertezza. La stratigrafia comprende alcune sottobranche: litostratigrafia, magnetostratigrafia, chemostratigrafia, cronostratigrafia, stratigrafia sequenziale, biostratigrafia, e tefrostratigrafia. Studi degli stratigrafi in tutte le parti del mondo hanno portato alla creazione di una tabella cronostratigrafica fondamentale, costituita da unità chiamate in gergo geologico "piani", che hanno permesso la suddivisione del tempo in ere, periodi, ecc.

Metodi di datazione I metodi di datazione utilizzati in stratigrafia possono appartenere a due categorie: Metodi relativi: cronologicamente sono i primi metodi utilizzati. Non assegnano un'età ma si limitano a indicare se un reperto è più recente o più antico di un altro; si avvale dei principi di stratificazione. Metodi assoluti: la datazione assoluta permette di dare un'età a rocce, minerali e fossili utilizzando il metodo radiometrico, basandosi cioè sulla radioattività di alcuni isotopi.

Principi stratigrafici Sovrapposizione stratigrafica: in condizioni normali, osservando una successione sedimentaria gli strati più antichi si trovano inferiormente, e viceversa gli strati più recenti si trovano in posizione più elevata o superiore. In altre parole ogni strato è più recente di quello che è a lui sottostante ed è più antico di quello che lo sovrasta. Principio di orizzontalità originaria: Se non sono intervenuti movimenti tettonici gli strati si depositano orizzontalmente. Questo principio non sempre è valido, in quanto in ambienti deposizionali particolari, come margini di piattaforma, depositi esterni di scogliere, la stratificazione avviene lungo superfici inclinate, in questo caso si parla di clinostratificazione. Intersezione. Intrusioni di magna che tagliano altre rocce sono più giovani di queste. Questo principio si applica anche alle fratture o rotture che attraversano le rocce.

Fonti: Wikipedia Immagini da internet