Rocce a cura della prof.ssa A.Pulvirenti. Le immagini presenti in questo file sono state reperite in rete o modificate da testi cartacei e vengono utilizzate solo per 1l’elevato contenuto didattico

PROCESSO SEDIMENTARIO Le Rocce sono aggregati naturali di minerali e sono la principale costituzione della crosta. Essendo le rocce dei miscugli di minerali il criterio che si usa per classificarle è quello relativo al processo di formazione. Ogni roccia deriva da un processo particolare: PROCESSO MAGMATICO PROCESSO SEDIMENTARIO PROCESSO METAMORFICO

ROCCE MAGMATICHE L’immagine qui proposta appartiene ad una sezione sottile ricavata da un roccia lavica dell’Etna che è quindi di origine vulcanica. I diversi colori presenti nell’immagine rispecchiano le diverse proprietà ottiche dei minerali che compongono la roccia e consentendone così la determinazione.

Rocce intrusive, un esempio: GRANITO E’ formato da cristalli di quarzo (colore trasparente-biancastro), feldspati (minerali di alluminio di colore bianco o rosa) e miche nere (minerali di ferro e magnesio).

GRANITO IN SEZIONE SOTTILE SEZ SOTTILE GRANITO

Processo magmatico Si realizza con il raffreddamento del magma (un miscuglio di rocce fuse mescolate a sostanze gassose). A seconda della profondità in cui si origina il magma, della sua temperatura iniziale e dei processi chimico-fisici a cui andrà incontro durante la risalita si otterranno rocce magmatiche effusive, ipoabissali ed intrusive. Durante il raffreddamento del magma i minerali presenti cristallizzano, assumendo dimensioni e forme variabili, dando alle rocce magmatiche strutture caratteristiche. I minerali presenti in questo tipo di rocce sono prevalentemente silicati.

DEFINIZIONE DI MAGMA Il magma è un miscuglio ad altissima temperatura (da 700 a 1500 °C). Si tratta cioè di un sistema chimico-fisico a molti componenti consistente di una fase liquida (fuso) e di un certo numero di fasi solide (cristalli) in sospensione; è presente anche una fase gassosa. E’ più o meno viscoso e suscettibile di movimento Diverse sono le ipotesi sull'origine del magma: da materiale terrestre primordiale allo stato fuso; da fusione, totale o parziale, di rocce preesistenti; da modificazioni di un magma originario per contaminazione.

COMPOSIZIONE E CARATTERISTICHE DI UN MAGMA I principali componenti sono: silice (40-75%, valori espressi come percentuali in peso), allumina (10-20%), ossidi di ferro (2-12%), calcio (1-12%), magnesio (tracce-12%), sodio (1-8%) e potassio (tracce-7%). Nella fase gassosa è presente principalmente acqua; anidride carbonica, acido cloridrico, anidride solforosa, ecc. sono presenti in quantità minori.

Tipi di magma In funzione della quantità di silice presente, un magma viene definito: SIALICO (persilicico, % di silice superiore al 66%) o INTERMEDIO (mesosilicico, % di silice fra 52% e 66%). FEMICO (iposilicico, % di silice fra 52% e 45%) ULTRAFEMICO (% di silice minore di 45%) La viscosità di un magma è legata alla temperatura ed alla pressione cui è sottoposto ed alla sua composizione chimica: Un magma ricco di silice, è più viscoso (o meno fluido) di una magma povero di silice.

Solidificazione dei magmi INTRUSIVE: derivano da un magma cristallizzato a grande profondità. Si riconoscono perché sono costituite da minerali ben formati spesso facilmente distinguibili ad occhio nudo. EFFUSIVE: derivano dalla cristallizzazione di un magma in superficie. Sono costituite da cristalli di piccole dimensioni (in genere non distinguibili ad occhio nudo) tra i quali sono presenti pochi cristalli di dimensioni maggiori detti fenocristalli. Se il raffreddamento è molto rapido la struttura può essere vetrosa FILONIANE o ipoabissali: derivano dalla cristallizzazione di un magma che si è raffreddato a modesta profondità formando corpi di diverse dimensioni (es. filoni). Magma Lento In profondità Veloce in superficie Struttura macrocristallina o granulare Struttura porfirica Struttura vetrosa Magmatiche intrusive Magmatiche effusive raffreddamento

DAL MAGMA ALLA ROCCIA MAGMATICA Se il magma si forma dalla fusione di materiali della parte superiore del mantello, avrà natura basica, sarà caratterizzato da un’alta percentuale di ferro e di magnesio, ma povero di silice. Questo magma raggiunge temperature elevate (1200-1500 °C) e risulta molto fluido. Rocce Femiche. Se la fusione riguarda rocce della crosta continentale trascinate in profondità per fenomeni tettonici, si origina un magma di natura acida, ricco di silice e assai viscoso, in quanto vi abbondano componenti che, pur essendo immersi in una massa fusa, si trovano ancora allo stato solido. La temperatura è compresa tra 700 e 900 °C. Rocce Sialiche. Dalla fusione della crosta e dei sedimenti oceanici derivano magmi con composizione intermedia rispetto ai magmi basici e a quelli acidi.

FORMAZIONE DI UNA ROCCIA MAGMATICA La cristallizzazione di un magma procede con l'abbassarsi della temperatura nella massa magmatica. Man mano che si creano le condizioni per la cristallizzazione dei diversi minerali il magma diviene via via più ricco di componenti che non si sono ancora solidificati. I minerali che si sono formati per primi possono ridisciogliersi parzialmente o reagire con il liquido residuo in modo da mutare la loro composizione. Esiste un ordine di cristallizzazione dei minerali in seguito al raffreddamento del magma: questo ordine è detto "serie di Bowen“.

Serie di Bowen Serie Serie discontinua continua I minerali che cristallizzano per primi (olivine, plagioclasio di calcio) si trovano immersi in un liquido che permette di sviluppare cristalli con una forma regolare e ben definita (minerali idiomorfi). I minerali che cristallizzano per ultimi (quarzo) si devono adattare agli spazi residui e non hanno forma ben definita (minerali allotriomorfi). Per questo motivo, nelle rocce magmatiche, il quarzo non ha mai la sua tipica forma di prisma esagonale.

Strutture delle rocce magmatiche Granulare olocristallina : tutti i frammenti minerali sono visibili ad occhio nudo e sono essenzialmente della stessa dimensione.  (Rocce intrusive) Aplitica: tipica di rocce ipoabissali, è caratterizzata dal fatto che tutti i frammenti minerali sono cristalli invisibili ad occhio nudo. Vetrosa: i frammenti minerali sono così piccoli che la roccia ha l’aspetto di un vetro. Le rocce vetrose sono effusive. Porfirica: nella roccia sono presenti frammenti minerali di varie dimensioni a causa delle diverse velocità di raffreddamento. I minerali che costituiscono i frammenti più grandi sono chiamati fenocristalli e gli altri costituiscono la matrice. Presente sia in rocce effusive che ipoabissali Piroclastica: presente in molti frammenti di roccia prodotti da attività vulcanica esplosiva Pegmatitica: caratterizzata dalla presenza di frammenti minerali molto grandi. Le rocce pegmatitiche sono ipoabissali Vescicolare: caratterizzata dalla presenza di molte cavità (vescicole) formate dalla fuga dei gas che conferiscono alla roccia un aspetto spugnoso. Le rocce vescicolari sono effusive.

SEZ SOTTILE 1-BASALTO 2 ROCCIA METAMORFICA 3- SCORIA

Struttura pegmatitica Struttura vescicolare Struttura aplitica                                                                          Struttura vetrosa Struttura porfirica Struttura olocristallina o macrocristallina                                               Struttura piroclastica  

Classificazione rocce magmatiche                                                                                                                                   

INTRUSIVE EFFUSIVE Gabbro Picrite (rara) granito INTRUSIVE EFFUSIVE Granito Riolite Diorite Andesite Gabbro Basalto Peridotite Picrite (rara) diorite andesite gabbro basalto peridotite picrite

granito-riolite diorite-andesite gabbro-basalto

Ambienti che generano magmatismo Archi di subduzione La crosta oceanica creata nelle dorsali viene consumata nelle zone di subduzione dove il materiale roccioso oceanico si immerge sotto un'altra porzione rocciosa che può essere continentale o oceanica. La crosta che subduce è sempre quella più densa. La subduzione produce prevalentemente magmi andesitici. Dorsali oceaniche Nelle dorsali oceaniche viene prodotta nuova crosta terrestre di composizione basaltica. Tutti i fondali oceanici sono fatti di basalti.

STRUTTURE A CONFRONTO

ANDESITE AL MICROSCOPIO (SEZIONE SOTTILE) IN LUCE POLARIZZATA

ANDESITE AL MICROSCOPIO (SEZIONE SOTTILE) IN LUCE NATURALE

CONFRONTO TRA DUE SEZIONI SOTTILI DI ANDESITE( A SN IN LUCE NATURALE, A DS IN LUCE PLARIZZATA)

Scoria is another name for a highly-vesicular (almost "frothy") basalt Scoria is another name for a highly-vesicular (almost "frothy") basalt. The black, ovals features in this photomicrograph are vesicles. Note the acicular, white plagioclase laths throughout and the euhedral, white olivine phenocryst at the lower right.