Breve Lezione di Scienze della Terra: Le Rocce, ignee, sedimentarie e metamorfiche - (in Breve)

Le Rocce sono aggregati naturali formati da uno o più minerali, costituiscono la litosfera, in base alla loro genesi vengono divise in tre categorie principali: Rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche.

Le Rocce Ignee (Igneous Rock) derivano dal raffreddamento con successiva solidificazione dei magmi, vengono divise in Rocce ignee intrusive o plutoniche se il processo di litogenesi avviene all'interno della litosfera e Rocce ignee effusive o vulcaniche se la litogenesi avviene sulla superficie terrestre. Esempio classico per le rocce ignee intrusive sono i graniti mentre per le rocce ignee effusive sono i basalti;

Elenco di Rocce magmatiche intrusive ed effusive

Le Rocce Sedimentarie (Sedimentary Rock)
Possono essere formate da clasti provenienti dall'erosione e alterazione di rocce preesistenti dando origine alle Rocce Sedimentarie Clastiche come le Arenarie ed i Conglomerati; per via chimica da soluzioni saline ipersature si hanno le Rocce Sedimentarie Chimiche come il Gesso; per l’accumulo di resti organici si hanno le Rocce Sedimentarie Organogene come i Calcari conchigliferi e le Farine fossili.

Arenarie multicolore di Danxia - Cina

Le Rocce Metamorfiche (Metamorphic Rocks)

Sono originate da preesistenti rocce sia ignee che sedimentarie (ed anche metamorfiche) attraverso trasformazioni mineralogiche e strutturali dovuti al notevole innalzamento della pressione litostatica e della temperatura a cui vengono sottoposte dalla dinamica delle placche tettoniche.

Varie fasi del Metamorfismo del Basalto

Breve lezione di Geologia: La Migmatite

La migmatite (dal greco Μῖγμα = mescolanza) è una roccia ibrida, in parte ignea e in parte metamorfica.

Si forma a grande profondità nella crosta terrestre, quando la temperatura delle rocce metamorfiche qui esistenti è così alta da innescare il processo di fusione parziale, detto anatessi.

Le migmatiti sono formate da aree di colore chiaro e composizione leucogranitica, dette neosoma, mescolate in modo eterogeneo ad aree di roccia metamorfica scura, di chimismo intermedio o leggermente basico, solitamente di facies anfibolitica o granulitica, dette paleosoma. Il neosoma non è altro che il materiale fuso che si è consolidato e cristallizzato nel posto stesso in cui si è formato (migmatiti anatettiche o in situ) o si è iniettato nelle fratture delle rocce metamorfiche provenendo da aree circostanti (migmatiti iniettate), in quest’ultimo caso solitamente da un plutone profondo con cui le rocce metamorfiche vengono a contatto.

Nelle migmatiti anatettiche il paleosoma è interpretato come prodotto “restitico”, ovvero il residuo solido della fusione parziale che è stato impoverito dei minerali sialici a più bassa temperatura di fusione, arricchendosi così di quelli femici, più altofondenti.

Etimologia e Genesi delle Rocce Carbonatiche o Calcaree (in breve)

Le Dolomiti ed il gruppo Sella (un atollo fossile del Triassico la cui morfologia è rimasta perfettamente conservata ) al centro.

ETIMOLOGIA
L'etimologia del termine "calcare" risale al latino "calx", che significa "calce" o "calcestruzzo". La parola latina "calx" deriva a sua volta dalla radice indoeuropea "*kal-", che significa "bruciare" o "diventare caldo".
Il termine "calcare" viene utilizzato per descrivere il carbonato di calcio (CaCO3), il principale costituente delle rocce calcaree. La parola "calcare" viene spesso associata alla calcite, una forma cristallina del carbonato di calcio, che è abbondantemente presente nelle rocce calcaree.
È interessante notare che la parola "calce" ha anche un significato specifico nel campo della costruzione. La calce è un materiale ottenuto dalla cottura del carbonato di calcio (come il calcare) a temperature elevate. Viene tradizionalmente utilizzata come legante nelle malte e nell'intonaco, svolgendo un ruolo importante nella costruzione e nell'edilizia.
In breve, l'etimologia del termine "calcare" è legata al concetto di calce e all'origine del carbonato di calcio, che costituisce le rocce calcaree.

GENESI

La genesi delle rocce calcaree, anche conosciute come rocce carbonatiche, è un processo geologico interessante che coinvolge la deposizione e la successiva diagenesi del carbonato di calcio. Queste rocce sono composte principalmente da calcite o dolomite, e si formano in vari ambienti, come i mari caldi e poco profondi o le acque dolci dei laghi. In questa lezione, esploreremo i principali processi di formazione delle rocce calcaree e forniremo esempi specifici.

1. Sedimentazione del carbonato di calcio: La formazione delle rocce calcaree inizia con la sedimentazione del carbonato di calcio. Questo avviene principalmente attraverso due meccanismi:

Turchia - Pamukkale - Castello di Cotone - Travertino

- Precipitazione chimica: In alcune aree marine, le condizioni ambientali possono favorire la precipitazione chimica del carbonato di calcio direttamente dalle acque. Ciò può accadere quando l'acqua marina è sovrasatura di ioni calcio e carbonato, spesso a causa di processi biologici come la fotosintesi delle alghe o l'attività dei coralli. Un esempio notevole è la formazione delle barriere coralline, dove i coralli producono scheletri di calcare grazie ai loro processi di crescita.

- Biocostruzioni: I resti di organismi marini che secernono gusci o scheletri di carbonato di calcio, come molluschi, echinodermi (come stelle marine e ricci di mare) e coralli, possono accumularsi nel tempo e formare depositi di rocce calcaree. Ad esempio, le rocce calcaree possono essere costituite da accumuli di conchiglie marine fossilizzate, come le famose rocce di calcare delle Alpi italiane o le scogliere di Dover in Inghilterra.

2. Diagenesi: Dopo la sedimentazione, il processo di diagenesi trasforma il sedimento calcareo in roccia solida attraverso la compattazione e la cementazione dei sedimenti. La diagenesi avviene principalmente a causa della pressione e della temperatura aumentate con la sepoltura del sedimento nel corso del tempo. Durante questo processo, il carbonato di calcio si compatta e le particelle si saldano insieme grazie a minerali di cemento come calcite, aragonite o dolomite.

- Compressione e consolidazione: A causa dell'aumento di pressione, i sedimenti calcarei vengono compressi e compattati, riducendo lo spazio tra le particelle. Ciò porta all'eliminazione dell'acqua interstiziale e alla formazione di una matrice solida.

- Cementazione: Durante la diagenesi, i minerali di cemento si depositano tra le particelle di sedimenti compattati, fornendo una saldatura chimica che tiene insieme la roccia. Questi minerali di cemento possono essere costituiti da calcite, aragonite o dolomite.

3. Metamorfismo (eventuale): A seconda delle condizioni geologiche, le rocce calcaree possono subire un processo di metamorfismo, trasformandosi in marmo. Il metamorfismo è causato da temperature e pressioni elevate che modificano la struttura cristallina della roccia calcarea. Durante il metamorfismo, la calcite o la dolomite possono essere ricristallizzate in cristalli più grandi e le impurità presenti nella roccia possono formare nuovi minerali. Questo processo conferisce al marmo una struttura cristallina distintiva e una maggiore durezza rispetto alle rocce calcaree non metamorfiche.

Esempi specifici di genesi delle rocce calcaree includono:

1. Formazione di una barriera corallina: Le barriere coralline sono un esempio di come le rocce calcaree si formino attraverso la deposizione di carbonato di calcio da parte dei coralli. I coralli costruiscono scheletri di calcare utilizzando ioni di calcio e carbonato presenti nell'acqua marina. Nel corso del tempo, i resti di coralli morti si accumulano e si solidificano formando rocce calcaree massicce.

2. Rocce calcaree delle Alpi italiane: Le Alpi italiane sono famose per le loro imponenti formazioni rocciose costituite da rocce calcaree. Queste rocce si sono formate a partire da antichi sedimenti marini ricchi di conchiglie di organismi marini, come molluschi e coralli. Nel corso di milioni di anni, i sedimenti si sono compattati e cementati, trasformandosi in rocce calcaree solide.

3. Scogliere di Dover, Inghilterra: Le scogliere bianche di Dover sono un altro esempio di rocce calcaree. Si sono formate attraverso la deposizione di conchiglie di organismi marini come foraminiferi, molluschi e echinodermi nel corso di milioni di anni. I sedimenti si sono poi compattati e cementati, creando le caratteristiche scogliere bianche che sono diventate un'icona della costa inglese.

4. Depositi di calcare nelle grotte: Le grotte calcaree sono spesso associate alla formazione di depositi di calcare. L'acqua che scorre attraverso le grotte può dissolvere il calcare presente nelle rocce circostanti e, successivamente, depositare il carbonato di calcio sotto forma di stalattiti (che si formano dall'alto verso il basso) e stalagmiti (che si formano dal basso verso l'alto). Questi depositi di calcare sono un risultato diretto della genesi delle rocce calcaree.

Questi sono solo alcuni esempi di come le rocce calcaree si formano attraverso la deposizione e la diagenesi del carbonato di calcio. La genesi delle rocce calcaree è un processo complesso che può avvenire in diversi ambienti geologici e può richiedere milioni di anni per completarsi.

Rocce: Rock Cycle - Ciclo delle Rocce - Contiene Video

Schema Illustrato in alta definizione del Ciclo delle Rocce

Video sul ciclo delle rocce

Vedi anche i Video: Identificazione delle Rocce Sedimentarie,  Magmatiche e Metamorfiche

 

Gneiss - Rocce metamorfiche

[dal tedesco Gneis, nome con cui i minatori dell'Erzgebirge indicavano un particolare tipo di roccia]. Roccia prodotta da metamorfismo regionale di medio e alto grado, i cui costituenti fondamentali sialici (quarzo, ortoclasio, plagioclasi) e femici (miche, pirosseni e anfiboli) sono disposti in livelli alternati chiari e scuri, con più o meno distinta tessitura scistosa. Gli gneiss hanno affinità con i micascisti, ma si differenziano per un maggior contenuto in feldspati potassici e scarsità di miche. Si definiscono ortogneiss gli gneiss derivanti da metamorfismo di rocce eruttive persiliciche e mesosiliciche, e paragneiss quelli derivanti da metamorfismo di rocce sedimentarie di analoga composizione chimica, distinguibili, dato l'aspetto spesso identico, solo in base all'esame delle condizioni geologiche di giacitura e di associazione con altri tipi di rocce metamorfiche. Gli ortogneiss possono essere classificati in base alla roccia di provenienza; per lo più sono granitici, ma anche granodioritici, dioritici e sienitici. Gneiss anfibolici sono definiti gli gneiss privi di ortoclasio e ricchi di anfiboli derivanti da metamorfismo di rocce gabbro-dioritiche. I paragneiss derivano dal metamorfismo di rocce sedimentarie clastiche con un sensibile contenuto di materiale eruttivo: paragneiss conglomeratici, arenacei, micacei (gneiss sillimanitici e granatiferi, kinzigiti), ecc. Gneiss derivati da rocce sia eruttive sia sedimentarie per metamorfismo di grado elevato sono le granuliti, composte da quarzo, ortoclasio, plagioclasi, granati, mentre i minerali micacei sono assenti o scarsi. In Italia gli ortogneiss sono frequenti nelle Alpi Occidentali (massicci dell'Argentera, Dora-Maira, Gran Paradiso) e Centrali, dove sono indicati col termine generico di gneiss centrale, e inoltre nell'Aspromonte e in Sardegna; anche i paragneiss sono presenti nell'arco alpino, intercalati ai micascisti o attorno ai nuclei ortogneissici dei massicci ercinici, in Calabria e nella Sardegna centrale e orientale.

Campione di Gneiss

Quartzite - Quarzite

Quartzite

Quartzite (from German Quarzit) is a hard, non-foliated metamorphic rock which was originally sandstone. Sandstone is converted into quartzite through heating and pressure usually related to tectonic compression within orogenic belts. Pure quartzite is usually white to gray, though quartzites often occur in various shades of pink and red due to varying amounts of iron oxide (Fe2O3). Other colors, such as yellow and orange, are due to other mineral impurities.

When sandstone is metamorphosed to quartzite, the individual quartz grains recrystallize along with the former cementing material to form an interlocking mosaic of quartz crystals. Most or all of the original texture and sedimentary structures of the sandstone are erased by the metamorphism. Minor amounts of former cementing materials, iron oxide, silica, carbonate and clay, often migrate during recrystallization and metamorphosis. This causes streaks and lenses to form within the quartzite.

Orthoquartzite is a very pure quartz sandstone composed of usually well rounded quartz grains cemented by silica. Orthoquartzite is often 99% SiO2 with only very minor amounts of iron oxide and trace resistant minerals such as zircon, rutile and magnetite. Although few fossils are normally present, the original texture and sedimentary structures are preserved. The term is often misused, and should be used for only tightly-cemented metamorphic quartzites, not quartz-cemented quartz arenites. The typical distinction between the two (since each is a gradation into the other) is a proper quartzite is so highly cemented, diagentically altered, and metamorphosed that it will fracture and break across grain boundaries, not around them. Quartzite is very resistant to chemical weathering and often forms ridges and resistant hilltops. The nearly pure silica content of the rock provides little to form soil from and therefore the quartzite ridges are often bare or covered only with a very thin layer of soil and little vegetation.

La quarzite è un tipo di roccia metamorfica composta in netta prevalenza da quarzo. Deriva dallo smantellamento e successivo passaggio metamorfico di quarzoareniti. Le varietà più incolori, trasparenti e dall'aspetto vitreo sono composte quasi esclusivamente di quarzo.

Al quarzo possono essere associati altri minerali quali miche, feldspato potassico, plagioclasi, carbonati, ecc.. Data la grande stabilità del quarzo (non altera), le informazioni sul grado metamorfico sono date proprio dai minerali accessori. La tessitura è prevalentemente massiva, ma la presenza di miche può trasformala in scistosa.
Le quarziti derivano da rocce sedimentarie come arenarie, selci ma anche da apliti e pegmatiti.
La selce, roccia sedimentaria composta quasi esclusivamente di silice, non va confusa con la quarzite.
Hanno impiego in edilizia ed anche nell'industria dei refrattari e della ceramica, nonché in quella del vetro.

Abandoned quartzite mine in Kakwa Provincial Park and Protected Area near Wishaw Lake