MINERALI “Un minerale è una sostanza naturale solida caratterizzata da una precisa composizione chimica e da una disposizione ordinata e regolare degli atomi che la costituiscono. Tale struttura prende il nome di STRUTTURA CRISTALLINA” Il sale da cucina o salgemma (cloruro di sodio NaCl) è un minerale ed ha questa struttura cristallina.

MINERALI I minerali si formano per solidificazione di un magma o per precipitazione da una soluzione.

MINERALI Fin quando si troveranno allo stato liquido le molecole e/o atomi saranno liberi di vagare nella soluzione avendo così il tempo di legarsi ad altri atomi secondo le loro affinità. Se il tempo di solidificazione è abbastanza lungo (migliaia o anche milioni di anni!) le particelle della soluzione si disporranno in maniera ordinata, formando un reticolo cristallino. Più tempo avranno a disposizione più grande diventerà il minerale: è in questo modo che i minerali “crescono”. Se invece il materiale fuso raffredda velocemente gli atomi e le molecole non avranno il tempo di disporsi in una maniera ordinata e verranno così “bloccati” nella posizione casuale che avevano nel momento della solidificazione. In questo caso si parla di SOLIDI AMORFI. (Amorfo significa “senza forma” con riferimento però non alla forma esterna ma a quella interna, cioè al reticolo cristallino). Ad esempio il vetro è un solido amorfo in quanto le sue molecole sono disposte in modo casuale e non ha quindi un reticolo cristallino.

MINERALI La forma del reticolo cristallino determina la forma del minerale. Pirite Quarzo Fluorite

MINERALI In base alla forza con cui gli atomi di un minerale si legano tra loro, si può determinare la loro DUREZZA.

MINERALI In base alla loro costituzione chimica i minerali vengono classificati in: -ELEMENTI NATIVI cioè non combinati con altri elementi. Es: Diamante e Grafite (C), Oro (Au), Rame (Cu). -ALOIDI es: Salgemma (NaCl, il sale da cucina), Fluorite (CaF2). -OSSIDI e IDROSSIDI es: Quarzo (SiO2), Ematite (Fe2O3), Magnetite (Fe3O4), Bauxite (Al2O3 idrato). -CARBONATI, SOLFATI e FOSFATI es: Calcite (CaCO3), Gesso (CaSO4 idrato). -SILICATI es: Quarzo (SiO2), Talco. Questo gruppo forma più del 90% delle rocce della crosta terrestre ed è quindi un gruppo molto studiato. L’unità fondamentale presente nei reticoli cristallini dei silicati è un tetraedro costituito da un atomo di silicio circondato da 4 atomi di ossigeno. La diversa disposizione dei tetraedri nel reticolo cristallino permette di classificare i silicati in diversi gruppi.

MINERALI Importanza dei minerali I minerali son indispensabili nella civiltà moderna.  Alcuni vengono utilizzati tal quali (es. talco, amianto, zolfo, ecc.).  La maggior parte vengono trattati per ottenere materiali utilizzabili (ad esempio sono impiegati per la produzione di mattoni, vetro, cemento, gesso da presa, leghe metalliche).  I minerali ci accompagnano durante la nostra vita (sono impiegati in componenti elettronici, saldature, batterie, vernici, composti chimici, gomme, motori, telecomunicazioni, lattine, e quasi ogni cosa vi possa venire in mente). 

ROCCE “Le rocce sono ammassi di materiale costituiti da aggregati di minerali”. Le ROCCE possono essere classificate in tre gruppi in base alla loro origine: Rocce METAMORFICHE Derivano da un processo di profonda trasformazione di rocce preesistenti, dovuto soprattutto all’aumento di temperatura e di pressione. Rocce SEDIMENTARIE Derivano dalla deposizione (sedimentazione) di materiali di diversa origine, dai frammenti derivati dall’erosione di rocce ai resti di organismi viventi. Rocce MAGMATICHE o IGNEE Si sono formate attraverso un processo di solidificazione di materiale fuso (magma) proveniente dalle profondità della Terra.

ROCCE Ciclo Litogenetico Non bisogna però pensare che che ognuno dei grandi gruppi di rocce visti precedentemente abbiano una storia indipendente dagli altri; bisogna pensare invece che “una qualsiasi roccia è materiale grezzo per un’altra”. I processi che portano alla formazione delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche fanno parte di un unico ciclo detto CICLO DELLE ROCCE o CICLO LITOGENETICO.

ROCCE Ciclo Litogenetico Per capire questo passaggio da una roccia ad un’altra guarda lo schema qua sotto e immagina di partire da un magma che si trova nelle profondità della Terra e che, risalendo, dà origine a rocce ignee. Se si solidifica prima di raggiungere la superficie abbiamo le rocce ignee intrusive, se invece solidifica dopo essere stato eruttato abbiamo le rocce ignee effusive. Questi due tipi di rocce (le prime in seguito ad un sollevamento), a contatto con gli agenti esogeni (acqua, vento ecc.), vengono erose: si originano così i sedimenti che formeranno le rocce sedimentarie. Sia le rocce sedimentarie che quelle ignee possono essere metamorfosate (compresse e riscaldate) quando vengono portate in profondità dai movimenti della crosta terrestre. Talvolta queste possono essere fuse dando così origine di nuovo a rocce ignee. Anche le rocce metamorfiche, se portate in superficie, vengono erose dando così origine alle rocce sedimentarie. Il passaggio da un tipo di roccia ad un altro richiede tempi geologici (migliaia o milioni di anni).

ROCCE Magmatiche o Ignee Distinguiamo due tipi di rocce magmatiche Rocce magmatiche intrusive o plutoniche Derivano dalla solidificazione sotto la superficie terrestre di un MAGMA (sistema complesso di roccia fusa, comprendente acqua, altri fluidi e sostanze gassose). In questo caso il raffreddamento avviene molto lentamente (migliaia di anni o anche milioni) e la roccia conterrà cristalli ben visibili ad occhio nudo. Rocce magmatiche effusive Derivano dalla solidificazione, sopra la superficie terrestre, della LAVA (magma giunto in superficie attraverso fratture della crosta, che ha perso i componenti volatili). In questo caso il raffreddamento avviene in modo brusco (giorni, mesi o anni) e la roccia conterrà qualche grande cristallo immerso in una pasta di fondo dovuta alla rapida solidificazione.

ROCCE Magmatiche o Ignee Riconoscere una roccia intrusiva Una roccia magmatica intrusiva è caratterizzata da una STRUTTURA GRANULARE o OLOCRISTALLINA determinata dalla presenza di cristalli ben formati giustapposti uno accanto all’altro.

ROCCE Magmatiche o Ignee Riconoscere una roccia intrusiva una roccia magmatica effusiva è caratterizzata da varie strutture: STRUTTURA PORFIRICA con la presenza di pochi cristalli riconoscibili immersi in una massa vetrosa (PORFIDO) STRUTTURA MICROCRISTALLINA con cristalli piccolissimi e non riconoscibili ad occhio nudo (BASALTO i famosi “Sanpietrini”) STRUTTURA VETROSA in cui non si formano cristalli (OSSIDIANA o Vetro lavico) STRUTTURA VACUOLARE ricca di bolle d’aria (POMICE)

ROCCE Sedimentarie Le rocce sedimentarie si originano dalla deposizione (sedimentazione) di frammenti (sedimenti) di altre rocce o minerali, in un bacino sedimentario (che può essere un fondale marino o lacustre). Il processo che porta alla formazione di questo tipo di rocce è detto processo sedimentario ed è costituito dalle seguenti fasi: Erosione della roccia madre; Trasporto dei detriti; Sedimentazione dei detriti; Litificazione (dal greco lithos = pietra).

ROCCE Sedimentarie Talvolta i sedimenti si conservano così come sono stati depositati, abbiamo così sedimenti incoerenti (non legati insieme) come le sabbie e le ghiaie. Di solito però i sedimenti vanno incontro a processi complessi, chiamati nel complesso diagenesi, che trasformano i sedimenti in rocce sedimentarie. La litificazione è il più comune tra i processi di diagenesi e porta alla formazione della roccia sedimentaria vera e propria. Prima però deve avvenire la compattazione cioè una diminuzione del volume del sedimento (a causa dell’espulsione di acqua) dovuto al peso dei sedimenti che si sovrappongono. Poi deve esserci una cementazione dei granuli che costituiscono il sedimento. In gran parte ciò avviene grazie alla deposizione dei vari sali minerali, che fungono da cemento, rilasciati delle acque che circolano nei sedimenti.

ROCCE Sedimentarie Anche le rocce sedimentarie vengono classificate in base all’origine dei sedimenti Detritiche: si formano a partire da frammenti derivati dalla disgregazione meccanica di altre rocce; sulla base delle dimensioni dei frammenti avremo diversi tipi di rocce detritiche (conglomerati, arenarie … ) Chimiche: derivano da sedimenti che si formano per fenomeni chimici; Organogene: originano dall’accumulo di sostanze che derivano da organismi viventi (fossili).

ROCCE METAMORFICHE Le rocce metamorfiche derivano dalla trasformazione di rocce appartenenti ai precedenti due gruppi, che hanno subito delle trasformazioni (metamorfosi) della composizione mineralogica e della struttura della roccia. Queste trasformazioni si realizzano quando le rocce vengono a trovarsi in condizioni di pressione e temperatura molto diverse rispetto a quelle in cui si sono formate.

IL SUOLO È la parte più superficiale della crosta terrestre, e deriva dalla disgregazione fisica e chimica della roccia che ricopre. Costituito da sostanze minerali e residui organici, il suolo influenza lo sviluppo della vegetazione e di conseguenza la distribuzione degli animali e degli insediamenti umani. L’osservazione di una sezione orizzontale ci permette di distinguere diversi strati detti orizzonti.

IL SUOLO Orizzonte O: strato più superficiale formato da resti animali e vegetali in decomposizione e humus (materiale organico quasi completamente decomposto); Orizzonte A: qui oltre alla componente minerale troviamo la massima quantità di humus; Orizzonte B: si trova più in profondità ed è povero di sostanze organiche; Orizzonte C: si trova ancora più in profondità e costituisce la base del suolo; è costituito da roccia disgregata la quale mantiene ancora le principali caratteristiche della roccia madre inalterata sottostante; Orizzonte R: è il livello della roccia madre inalterata da cui è derivato il suolo sovrastante.