MINERALI E ROCCE
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MINERALI E MINERALI E ROCCEROCCE
Unità didattica di Scienze della TerraUnità didattica di Scienze della Terra
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INDICE
Minerali
Rocce ignee
Ignee intrusive
Ignee effusive
Rocce sedimentarie
Rocce metamorfiche
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I MINERALI
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La litosfera è composta da rocce: miscugli eterogenei di minerali. Questi ultimi sono sostanze pure (non possono essere separati in sostanze più semplici) sia elementari sia composte. Hanno quattro caratteristiche peculiari:
1) sono sostanze inorganiche allo stato naturale;
2) hanno una composizione esprimibile con una formula mineralogica, che può essere differente da quella chimica. Es.: dolomite = Ca,Mg(CO3)2
(vicarianza);
3) hanno atomi disposti geometricamente, cioè formano un solido cristallino (cella elementare);
4) posseggono proprietà fisiche costanti.
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CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
Silicati
Carbonati
Solfuri
Solfati
Alogenuri
Ossidi
Elementi nativi
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Nesosilicati
Inosilicati
Fillosilicati
Tectosilicati
SILICATI: 92% della crosta; tetraedro SiO4
4- più cationi di Al, Fe, Ca, Na, K, Mg.
Sialici (quarzo, feldspati, muscovite) e femici (biotite, anfiboli, pirosseni, olivina).
Classificazione:
Class.
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NESOSILICATI(da = isola): [SiO4]4–; Mg, Fe
Olivina
Class.
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INOSILICATI(da = fibra): [Si2O6]4–
; Al, Ca, Mg, Fe; a catena singola pirosseni
Augite
Class.
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INOSILICATI[Si4O11(OH)]7–
; Al, Ca, Mg, Fe; a catena doppia anfiboli
Orneblenda
Class.
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FILLOSILICATI(da = foglia): [Si4O10(OH)2]6–
;Al, K, Mg, Fe; Al3+ può sostituire Si4+;miche: muscovite (Al, K), biotite (Al, K, Fe, Mg)
Muscovite BiotiteClass.
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TECTOSILICATI(da = architettura): [AlSi3O8]–
;Al3+ sostituisce Si4+ e l'elettroneutralità è ripristinata da K, Na, Ca;feldspati
Ortoclasio
Plagioclasio
Class.
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CARBONATI: gruppo (CO3)2-
CaCO3 (calcite)
Ca,Mg(CO3 )2 (dolomite)
Class.
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SOLFURI
FeS2 (pirite)
Class.
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SOLFATI: gruppo (SO4) 2-
CaSO4 • 2H2O (gesso)
Class.
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ALOGENURI
NaCl (salgemma)
CaF2 (fluorite)
Class.
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OSSIDI
Fe3O4 (magnetite)
Class.
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[SiO2] (quarzo)
OSSIDI
Class.
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ELEMENTI NATIVI
Zolfo
Class.
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LE ROCCE IGNEE
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Le rocce magmatiche sono composte essenzialmente da silicati. In base al rapporto fra minerali sialici e femici si distinguono rocce acide (SiO2 >
66%), intermedie (66% > SiO2 > 52%), basiche (52% > SiO2 > 45%) e
ultrabasiche (SiO2 < 45%). Un'altra suddivisione delle rocce ignee si basa
sul diverso contenuto in elementi alcalini e alcalino-terrosi: se è maggiore il contenuto di Na e K si parla di rocce della serie alcalina, se è maggiore quello di Ca e Mg si parla di serie alcali-calcica, che è molto più comune. Se il magma solidifica in profondità si ha la formazione di rocce intrusive, se fuoriesce in superficie si formano rocce effusive. Principali gas nel magma: H2O, CO2, CO, H2S, SO2, SO3, HCl, NH3, CH4.
Magma primario Magma secondario
Temperatura 1500 °C 700 °C
Contenuto in silice 50% 70%
Acqua 2% 15%
Altri componenti 48% 15%
MAGMA: roccia silicatica allo stato fuso.
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ROCCE INTRUSIVE L'elevata pressione e il lento raffreddamento del magma che solidifica al di sotto della superficie terrestre permettono ai componenti volatili come l'acqua e i gas di rimanere intrappo-lati nel magma, facilitando l'aggregazione di ioni e molecole nei reticoli cristallini dei vari minerali.
In tal modo i cristalli possono svilupparsi notevolmente e la struttura della roccia, definita olocristallina o granulare, risulta caratterizzata dalla presenza di cristalli che occupano tutta la roccia e che sono visibili a occhio nudo o con una lente.
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Una struttura particolare è quella pegmatitica, caratterizzata da cristalli di grandi o grandissime dimensioni. Di solito è legata a magmi acidi che, insinuandosi nelle spaccature delle rocce preesistenti, risultano molto ricchi di gas e acqua (agenti mineralizzatori). È una struttura tipica delle rocce filoniane (o ipoabissali).
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ROCCE EFFUSIVE
A causa del rapido raffreddamento del magma che fuoriesce in condizioni subaeree o subacquee, la formazione di cristalli è ostacolata o impedita del tutto dal fatto che ioni e molecole risultano immobilizzati troppo in fretta nella roccia che solidifica. Si distinguono tre tipi principali di strutture:
1. vetrosa
2. ipocristallina
3. porfirica
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Struttura vetrosa o amorfa: è contraddistinta dall'assenza di cristalli e si ha quando la cristallizzazione è inibita completa-mente.
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Struttura ipocristallina: formata da microcristalli invisibili a occhio nudo.
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Struttura porfirica: si ha quando è possibile distinguere alcuni cristalli più grandi (fenocristalli) immersi in una pasta di fondo ipocristallina (formata da microcristalli invisibili a occhio nudo) o vetrosa. I fenocristalli si formano quando il magma è ancora situato in profondità o durante la sua risalita, mentre la matrice solidifica rapidamente durante l'effusione in superficie.
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ORIGINE DELLE ROCCE IGNEE
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CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE IGNEESerie alcali-calcica
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PRINCIPALI ROCCE INTRUSIVE
Granito
Diorite
Gabbro
Peridotite
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GRANITO. Componenti essenziali: quarzo, feldspati, mica biotite; accessori: mica muscovite, anfiboli. Aspetto: colore bianco, grigio chiaro, roseo. Struttura: granulare massiccia, a grana media o fine.
quarzo
ortoclasio
biotite
anfibolo
plagioclasio
Schema
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DIORITE. Componenti essenziali: plagioclasio, anfiboli; accessori: mica biotite, pirosseni, quarzo. Aspetto: colore grigio scuro o grigio-nerastro (in massa). Struttura: granulare massiccia, a grana media o grossa.
anfibolo
plagioclasio
Schema
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GABBRO. Componenti essenziali: plagioclasio, pirosseni, olivina; accessori: anfiboli. Aspetto: colore scuro in massa, grigio-verde o grigio-bruno. Struttura: granulare massiccia, a grana media.
pirosseno
plagioclasio
olivina
Schema
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PERIDOTITE. Componenti essenziali: olivina, pirosseni. Aspetto: colore verde più o meno scuro. Struttura: granulare massiccia.
pirosseno
olivina
Schema
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PRINCIPALI ROCCE EFFUSIVE
Riolite
Andesite
Basalto
Ossidiana
Pomice
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RIOLITE. Componenti essenziali: quarzo, feldspati; accessori: biotite, anfiboli (orneblenda), plagioclasio. Aspetto: colore grigio chiaro, rosa, violaceo, rosso mattone.
Struttura porfirica con fenocristalli di quarzo (corrosi) e di plagioclasio (cor-rosi e arrotondati) in una pasta di fondo microcristal-lina o parzialmente vetrosa.
quarzo
ortoclasio
plagioclasio
Schema
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ANDESITE. Componenti essenziali: plagioclasio (andesina), biotite; accessori: anfiboli e pirosseni. Aspetto: colore grigio-bruno verdastro o nero. Struttura: porfirica, con fenocristalli di plagioclasio e biotite immersi in una massa compatta.
Anfiboli e pirosseni
plagioclasio
Schema
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BASALTO. Componenti essenziali: plagioclasio, pirosseno; accessori: olivina, anfiboli, vetro. Aspetto: colore nero, variabile verso il bruno-rossastro o verdastro in caso di alterazione. Struttura: ipocristallina; struttura compatta o scoriacea e vacuolare (nei vacuoli possono cristallizzare vari minerali).
Schema
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OSSIDIANA. Componente essenziale: vetro; accessori: minerali di vario tipo. Aspetto: colore rosso, verde scuro o nerastro, talora a bande e chiazze. Struttura: roccia vetrosa (oloialina) caratterizzata da frattura concoide a bordi taglienti e traslucidi.
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POMICE. Componente essenziale: vetro; accessori: minerali di vario tipo. Aspetto: colore grigio chiaro. Struttura: roccia vetrosa (oloialina), molto porosa e leggera.
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LE ROCCE SEDIMENTARIE
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Rocce sedimentarie: processo sedimentarioRocce sedimentarie: processo sedimentario
1) Degradazione fenomeni fisici e chimici che determinano la disgregazione
e l’alterazione delle rocce preesistenti
2) Trasportoa opera di vettori come acqua, ghiaccio, vento
3) Sedimentazionedeposito o precipitazione dei materiali trasportati
4) Diagenesitrasformazione dei sedimenti incoerenti in roccia compatta grazie a costipamento e cementazione
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Rocce sedimentarie: processo sedimentarioRocce sedimentarie: processo sedimentario
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Rocce sedimentarie: ambienti deposizionaliRocce sedimentarie: ambienti deposizionali
Ambienti continentali, di transizione, marini
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Zonazione dell’ambiente marino
Rocce sedimentarie: ambienti deposizionaliRocce sedimentarie: ambienti deposizionali
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1) Composizione
insieme dei costituenti detritici e chimici
2) Tessitura
dimensione, forma e disposizione spaziale dei granuli
3) Struttura
caratteristiche macroscopiche visibili in affioramento
Rocce sedimentarie: caratteriRocce sedimentarie: caratteri
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Rocce sedimentarie: classificazioneRocce sedimentarie: classificazione
1) Rocce clastiche o detritiche
- Ruditi (clasti >2mm)
- Peliti (clasti <1/16 mm)
- Areniti (fra 2mm e 1/16 di mm)
2) Rocce di origine chimica
3) Rocce organogene
(gesso, salgemma, travertino, alabastro)
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LE ROCCE METAMORFICHE
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Metamorfismo: fenomeno che comprende le trasfor-mazioni che una roccia subisce quando viene a trovarsi in un ambiente diverso (per T e P) da quello in cui si è formata.
Tali trasformazioni consistono nella blastesi (formazione di nuovi minerali) e in variazioni nella struttura e nella tessitura della roccia, senza che si abbia la fusione o che cambi la composizione chimica.
L'intensità (o grado) del metamorfismo si deduce dalla presenza di minerali indice.
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Scistosa
Gneissica
Tipi di strutture
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1) di contatto riscaldamento per intrusione di magma nelle rocce
circostanti (agisce la T); alone di contatto;
2) cataclastico in corrispondenza di fratture (agisce la P);
3) regionale ampie zone alla radice delle montagne; implica forti
variazioni sia della P sia della T; dà origine a foliazione;
4) ultrametamorfismo a elevate T si ha parziale fusione della roccia: migmatiti.
Tipi di metamorfismo:
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Metamorfismodi subduzione
Metamorfismo di carico
Metamorfismo regionale Ult
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Diagenesi - ROCCE SEDIMENTARIE
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Metamorfismo di contatto
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CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE METAMORFICHE
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FILLADI: a grana fine (i minerali non sono riconoscibili a occhio nudo) e finemente scistose. Sono costituite in prevalenza da fillosilicati, come miche e clorite. Metamorfismo regionale (come massimo grado di metamorfismo).
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MICASCISTI: di grana maggiore rispetto alle filladi e con netta scistosità, contengono più del 50% di miche. Metamor-fismo regionale.
![Page 55: MINERALI E ROCCE](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061408/568148f3550346895db6120f/html5/thumbnails/55.jpg)
CALCESCISTI: composti da calcite, mica, clorite (un fillo-silicato) e quarzo. Derivano da metamorfismo di calcari con varie mescolanze di argilliti e arenarie. Metamorfismo di grado medio basso.
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GNEISS: più ricchi di feldspati dei micascisti. La distinzione, però, si basa sulla scistosità, che negli gneiss non è ben eviden-te, mentre la frattura è a cubetti e a lastre spesse. Metamor-fismo regionale.
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SERPENTINITI: derivate da peridotiti, contengono serpenti-no (un fillosilicato). Derivano da metamorfismo regionale.
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MARMI: composti da calcite o dolomite a grana grossa, deri-vano da metamorfismo di contatto o regionale di calcari e dolomie.