Rocce e minerali De Biasi Nicolo: Rocce Polo Leyla: Minerali

I MINERALI Di Polo Leyla

Distinzione tra rocce e minerali I Minerali sono solidi naturali con una disposizione degli atomi ben precisa e ordinata. Le Rocce sono aggregati (naturali) di minerali legati tra loro da forze di coesione; si sono formati tramite uno o più processi geologici.

Struttura del minerale La struttura del minerale si chiama abito ed è formato da moltissime celle unite insieme da legami covalenti. La cella è la più piccola parte del minerale dove si possono ancora riscontrare le sue caratteristiche chimiche

Formazione dei minerali I minerali si possono formare attraverso diversi tipi di processi: Raffreddamento Cristallizzazione Evaporazione del solvente Biomineralizzazione

Raffreddamento I minerali si formano per solidificazione dei componenti liquidi del magma. Il passaggio da liquido a solido cristallino avviene in tempi e a temperature diverse. In questo modo si forma, ad esempio, il quarzo.

Cristallizzazione (o sublimazione) Alcune sostanze aeriformi emesse nelle zone vulcaniche passano direttamente dallo stato aeriforme a quello solido cristallino per sublimazione; così si forma, ad esempio, lo zolfo.

Evaporazione del solvente l'acqua marina è una soluzione in cui sono disciolti numerosi sali, i quali si depositano se la loro concentrazione aumenta in seguito all'evaporazione dell'acqua. Si originano in questo modo il gesso e il salgemma.

Biomineralizzazione (o mineralogenesi) La biomineralizzazione è il processo mediante il quale gli organismi formano dei materiali compositi, costituiti da macromolecole e minerali. I processi consistono nella conversione di ioni in composti solidi attraverso attività cellulari che rendono possibili i cambiamenti chimico-fisici necessari per la formazione dei biominerali. Un esempio è l’aragonite

Legami dei cristalli Cristalli ionici; Cristalli covalenti; Cristalli molecolari; Cristalli metallici;

Legami ionici Formadi da ioni positivi e negativi tenuti insieme dalla forza elettrostatica, es: cloruro di sodio Na Cl

Legami covalenti Gli atomi sono tenuti insieme da legami covalenti e formano tutti insieme una grandissima molecola molto stabile, es: silicati Si O₂

Legami molecolari I componenti sono le molecole tenute insime da legami di Van der Waals o legami a idrogeno (es: il ghiaccio) H₂O (ghiaccio)

Legami metallici Ioni positivi Ioni negativi Gli atomi sono tutti identici tra loro, sono uniti in modo compatto e formano tre tipi di strutture: esagonale, cubica (a facce centrate) e cubica (a corpo centrato) Ioni positivi Ioni negativi

Proprietà fisiche Proprietà Descrizione Durezza È data dalla forza dei legami chimici. I minerali con legami covalenti sono generalmente più duri di quelli con legami ionici Sfaldatura I legami covalenti generano sfaldatura bassa o nulla; quelli ionici la favoriscono Lucentezza È la capacità di un minerale di riflettere la luce. Colore indica la capacità di un minerale di riflettere la luce. Densità Dipende dal peso atomico degli atomi e dalla loro vicinanza nella struttura dei cristalli. Peso Specifico È il rapporto tra il peso di una sostanza e il suo volume.

Classificazione dei Minerali Elementi nativi Ossidi Alogenuri Carbonati Solfati Solfuri

Elementi Nativi ZOLFO È un minerale che contiene una sostanza semplice, pura (cioè una sostanza chimica costituita da atomi apparte nenti ad un solo elemento chimico) RAME ORO

Ossidi Un ossido è un composto chimico binario che si ottiene dall'ossidazione dell'ossigeno su di un altro elemento MAGNETITE EMATITE CORINDONE

È un minerale costituito dall'unione di metalli con elementi alogeni Alogenuri SALGEMMA È un minerale costituito dall'unione di metalli con elementi alogeni FLUORITE SILVITE

Carbonati Lo ione carbonato si combina con diversi ioni positivi. Alcuni esempi sono l’azzurrite, la malachite e la magnesite MAGNESITE AZZURRITE MALACHITE

Solfati Questi minerali (come anche i solfuri) contengono lo zolfo ad alte quantità e si trova come ione negativo GESSO ANIDRITE

Solfuri In questi minerali lo zolfo (presente in alte quantità) si combina ad altri elementi metallici. Alcuni solfuri molto comuni sono la pirite, la blenda e il cinabro CINABRO PIRITE BLENDA

Geminati La formazione di geminati avviene secondo una precisa legge: la geminazione fa sì che due o più cristalli della stessa specie siano associati in modo che l’uno ricopra l’altro perpendicolarmente.

Striature È una particolare forma di geminazione, che prevede che il solido formatosi si accresca in due forme

Silicati l‘abito cristallino è rappresentato da un tetraedro (SiO4)4−, con al centro uno ione silicio (Si4+) legato a 4 ioni ossigeno (O2−) posti ai vertici. A seconda di come i tetraedri sono disposti nel reticolo cristallino, si distinguono: Nesosilicati, Sorosilicati, Ciclosilicati, Inosilicati, Fillosilicati.

Nesosilicati I tetraedri (SiO4)4− sono legati tra loro da ioni metallici. Fa parte dei nesosilicati l'olivina, un silicato di ferro e magnesio. I minerali che hanno questa struttura presentano elevati valori di durezza, densità e rifrangenza.

Sorosilicati I tetraedri sono uniti per i vertici e formano un gruppo chiuso ad anello e gli ioni metallici collegano tra loro diversi gruppi di tetraedri; I più diffusi sono gli epidoti e la Vesuvianite

Ciclosilicati I ciclosilicati sono costituiti da anelli formati da tetraedri, ognuno dei quali condivide 2 atomi di ossigeno con tetraedri dello stesso anello. Un esempio di ciclosilicato è il berillo, una pietra preziosa che si presenta nelle varietà verde (smeraldo) e azzurra (acquamarina).

Inosilicati i tetraedri sono uniti a formare delle catene che possono essere singole o doppie. Un esempio è l’ Inesite

Fillosilicati I tetraedri sono isolati tra loro e legati direttamente a cationi metallici (ferro, magnesio, potassio, ecc.), che saturano le valenze libere dell'ossigeno. Tra i nesosilicati ricordiamo la crisocolla e la biotite

Classificazione dei silicati La disposizione dei tetraedri dipende a seconda di quanti ioni metallici possiede il minerale. In base alla composizione i silicati si dividono in due gruppi: Sialici o felsici Femici o mafici

Silicati Sialici o felsici I silicati sialici (composti da silicio e alluminio) sono minerali chiari e relativamente leggeri. Sono composti da molti tetraedri, ma da pochi ioni metallici. Un esempio di silicato sialico è il feldspato

Silicati Femici o mafici I silicati femici (composti da ferro e magnesio), possiedono colore scuro e una maggiore densità. La sua struura presenta pochi tetredri, ma in compenso ha molti ioni metallici. Un esempio è l’olivina

LE ROCCE Di De Biasi Nicolò

ROCCIA: Per rocce si intendono gli aggregati naturali di minerali di diversa natura. Tuttavia, al contrario dei minerali, le rocce non possono essere espresse o definite mediante formule chimiche in quanto non presentano una composizione chimica definita. Si parla di roccia quando ci si trova in presenza di un ammasso che forma una unità geologica indipendente, in cui però mancano una vera continuità e omogeneità e si riconoscono masse mineralogiche distinte. Rocce omogenee: costituite da un solo tipo di minerale (es. roccia gessosa, roccia calcarea, salgemma) Rocce eterogenee: costituite da più specie di minerali (es. granito)

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE In funzione del loro processo di formazione le rocce si possono distinguere in: ROCCE MAGMATICHE O IGNEE derivano dalla solidificazione di un materiale fuso: magma ROCCE METAMORFICHE derivano da trasformazioni (composizione mineralogica e/o struttura) di rocce preesistenti sottoposte a pressioni e temperature elevate ROCCE SEDIMENTARIE si formano per processi di deposizione, compattazione e cementazione di sedimenti

ROCCE MAGMATICHE O IGNEE Derivano dalla solidificazione di un materiale fuso: il magma Cos’è il magma? è una miscela molto complessa di sostanze, in prevalenza silicati, associati a vapor d’acqua e gas, (idrogeno, acido cloridrico, cloro, acido solforoso, anidride solforosa, ecc.), in percentuali variabili. Rocce intrusive o plutoniche Le rocce intrusive, o plutoniche si originano da magmi che solidificano in profondità, circondati da altre rocce; esse si formano quando vi è l’impossibilità, per la massa fusa, di giungere in superficie. La roccia presenta una struttura granulare, in quanto risulta formata da tanti cristalli visibili ad occhio nudo.

Rocce effusive o vulcaniche Il processo di solidificazione avviene in superficie a contatto con l’atmosfera in maniera rapida. Il magma tende a solidificare sotto forma di microcristalli (visibili solo al microscopio) o di sostanza vetrosa (amorfa) perché i vari atomi non hanno il tempo di organizzarsi in reticoli cristallini. A volte la massa può risultare completamente vetrosa (Es. ossidiana). In alcuni casi una piccola parte della massa magmatica può riuscire a formare granuli di dimensioni apprezzabili che si distinguono in mezzo ad una massa amorfa o microcristallina: questi granuli prendono il nome di fenocristalli.

Come riconoscere le rocce MAGMATICHE La roccia è formata da cristalli visibili a occhio nudo -Struttura granulare formata da minerali di dimensioni circa omogenee a contatto l’uno con l’altro. -Struttura porfirica -Cristalli di dimensioni maggiori (fenocristalli) della massa di fondo che è microcristallina o vetrosa. Colore chiaro Leggera: GRANITO -Colore scuro -Pesante: GABBRO -Colore molto scuro -molto pesante: PERIDOTITE -Colore grigio scuro -Fenocristalli bianchi e tondeggianti. -Sono presenti bolle e cavità: LEUCITE o TEFRITE -Colore bruno-grigio -fenocristalli neri e bianchi: ANDESITE

Struttura microcristallina Non sono evidenti cristalli a occhio nudo Struttura microcristallina Struttura vetrosa -Colore nero lucido (simile vetro) -presenta frattura concoide: OSSIDIANA -Colore grigio-bruno -Massiccia e pesante: BASALTO

ROCCE METAMORFICHE Le rocce metamorfiche derivano da rocce preesistenti, sedimentarie, magmatiche o da altre metamorfiche, che hanno subito, in tempi successivi alla loro formazione, modificazioni più o meno profonde a causa di una variazione delle condizioni fisiche, quali temperatura e pressione. Come le rocce magmatiche, si formano in seguito a processi che avvengono in profondità. Il nome di questo genere di rocce risulta molto appropriato in quanto significa "cambiamento di forma" e questi cambiamenti sono innescati da alcuni fattori tra cui i più importanti sono la temperatura e la pressione.

Come riconoscere una roccia METAMORFICA La struttura delle rocce metamorfiche è spesso FOGLIETTATA, i cristalli sono disposti secondo piani o bande paralleli fra loro Quando i minerali sono disposti in bande compatte ed alternate di colore chiaro e scuro, la struttura GNEISSICA (come nello GNEISS, roccia che ha subito un alto grado di metamorfismo) Quando i piani sono molto fitti e si staccano più o meno facilmente, la struttura è SCISTOSA (come nella FILLADE, roccia che ha subito un basso grado di metamorfismo)

ROCCE SEDIMENTARIE Le rocce sedimentarie sono costituite da materiali (detti sedimenti) provenienti dalla disgregazione, attraverso processi di varia natura, di rocce preesistenti. Queste solitamente presentano una stratificazione e molto spesso contengono fossili. I processi di alterazione che portano alla formazione di una roccia sedimentarie possono essere di tipo fisico, chimico e biologico. I processi fisici causano la disintegrazione della roccia senza però modificarne la composizione chimica e mineralogica (es.: temperatura, erosione ghiacciai, abrasione vento). FASI CHE PORTANO ALLA FORMAZIONE DI UNA ROCCIA SEDIMENTARIA Fase I: ALTERAZIONE ED EROSIONE • disgregazione (processo meccanico) • decomposizione (processo chimico) Fase II: TRASPORTO Fase III: DEPOSIZIONE Fase IV: DIAGENESI

Come riconoscere una roccia SEDIMENTARIA La roccia è formata da granuli ben visibili I granuli sono formati da cristalli giustapposti I granuli sono costituiti da fossili I granuli sono formati da minerali e frammenti di roccia La roccia è detritica/terrigena come il CONGLOMERATO La roccia è chimica come l’ANIDRITE la roccia è organogena come il CALCARE Fossilifero

CICLO LITOGENETICO Il ciclo litogenetico è la successione di eventi che ha come risultato la trasformazione, ripetuta e reversibile, dei materiali terrestri da un tipo di roccia ad un altro. Le rocce della Terra non sono immutabili, ma possono trasformarsi una nell'altra grazie alle forze endogene ed esogene che agiscono continuamente modificando dall'interno e dall'esterno i materiali che compongono la Terra. I tre processi di formazione delle rocce sono dunque collegati e strettamente connessi tra loro. Ad esempio una roccia magmatica può essere sollevata, esposta all'erosione e sedimentazione e diventare una roccia sedimentaria, può quindi sprofondare ulteriormente e diventare una roccia metamorfica per poi essere fusa e dare origine ad un'altra roccia magmatica.

CICLO LITOGENETICO