A.A. 2011-2012
Corso di
PETROGRAFIA
Laurea Triennale in Geologia
Angelo Peccerillo
tel: 075 5852608
e-mail: [email protected]
home page: www.unipg.it/pecceang/
Lezione del 11 Ottobre 2011
Introduzione
Programma di Petrografia
CS: Geologia
Lezioni teoriche: Cenni sulla struttura interna della Terra. Caratteristiche chimiche e
fisiche dei magmi. I minerali magmatici. Le rocce magmatiche: giacitura delle rocce
plutoniche, ipoabissali e vulcaniche. Struttura delle rocce magmatiche. Classificazione
delle rocce magmatiche: classificazioni semplificate, classificazione modale IUGS,
classificazioni chimiche. Origine dei magmi. Genesi dei magmi nel mantello. I magmi
basaltici. Genesi dei magmi nella crosta. I magmi granitici. Processi di evoluzione
magmatica. Cristallizzazione frazionata, mescolamento, assimilazione. Le serie
magmatiche. Magmatismo e geodinamica. Ruolo del magmatismo nell’evoluzione del
pianeta Terra. Il magmatismo recente in Italia. Cenni di calcoli di simulazione dei
processi di evoluzione magmatica. Cenni di termodinamica dei sistemi silicatici. Il
vulcanismo. I prodotti dell’attività vulcanica. Tipi di eruzioni vulcaniche. Struttura dei
vulcani. Cenni sul vulcanismo recente e attivo in Italia. Il vulcanismo e l’ambiente. Il
processo metamorfico. Fattori del metamorfismo. Metamorfismo progrado e retrogrado.
Reazioni metamorfiche. Minerali metamorfici. Cenni di geobarometria e geotermometria
dei sistemi metamorfici. Tipi di metamorfismo. Facies metamorfiche. Metamorfismo e
geodinamica. Il ruolo del metamorfismo nella strutturazione del sistema Terra. Le rocce
metamorfiche. Giacitura delle rocce metamorfiche. Struttura delle rocce metamorfiche.
Classificazione delle rocce metamorfiche.
Esercitazioni (Dr. Donati): riconoscimento di minerali e rocce in campioni macroscopici
e in sezione sottile. Esercizi simulazione esame. Escursione di terreno(?) - Isola d’Elba
Esami
• Esame scritto: domande a risposta
multipla, ciascuna con diverso punteggio.
Riconoscimento, classificazione e
descrizione di una roccia ignea o
metamorfica
• Esame orale: discussione della prova
scritta
Risultato esame: media scritto-orale
Materiale didattico
1) Peccerillo A. Elementi di petrologia ignea e
metamorfica. Morlacchi editore, Perugia
2) Peccerillo A., Perugini D. Introduzione alla
petrografia ottica. Morlacchi editore, Perugia
3) Diapositive proiettate a lezione disponibili sul
sito web del docente o fornite su pendrive
Prerequisiti
Chimica
Fisica
Mineralogia
Orario di ricevimento: Martedì e Mercoledì 10.30-13.00
oppure in qualsiasi orario su appuntamento (e-mail:
[email protected])
Strumenti del mestiere…….
Osservazione campioni macroscopici
Lenti di ingrandimento (10x)
Campioni di rocce ignee
Microscopio Polarizzatore
Rocce in sezione sottile osservate al microscopio
polarizzatore
Parte 1a
Struttura dell’interno della Terra
Metodi di indagine
Xenoliti in rocce vulcaniche - Magmi
Meteoriti
Geofisica (sismica)
I magmi e gli xenoliti da essi trasportati
forniscono indicazione sulla
composizione dell’interno della Terra
Xenolito peridotitico in basalto
Meteoriti
Le meteoriti rappresentano
frammenti di pianeti a
composizione terrestre
esplosi in epoche remote. La
loro composizione fornisce
informazioni indirette
sull’interno della Terra
Metodi sismici
Onde che si originano dalI'ipocentro
(zona di origine del sisma)
Onde di Volume
1) Onde P (Primae)
2) Onde S (Secundae)
Onde che si originano dall’epicentro
(Punto della superficie terrestre più vicino all'ipocentro)
Onde di Superficie
3) Onde L (Love)
4) Onde R (Rayleigh)
Onde P (Primae)
Onde S (Secundae)
Onde P (Primae)
Onde S (Secundae)
Onde R (Rayleigh)
Onde L (Love)
L'interno della Terra
•
Velocità
Vp 
•
•
k 4 3μ
ρ
VS 
μ
ρ
– k = modulo di compressibilità
– µ = modulo di rigidità (nei liquidi
µ=0)
–  = densità
– onde P più veloci di onde S
– onde S non attraversano i liquidi
Percorsi non lineari
– rifrazione
– variazioni reologiche
Zone d’ombra
– onde P: 105-140° circa
– onde S: 105-180°
L'interno della Terra
Discontinuità sismiche:
zone in cui avvengono rapide
variazioni di velocità delle onde
sismiche.
Discontinuità di Mohorovicic
(Moho; separa crosta e mantello)
~ 35 km al di sotto dei continenti;
~ 8 km al di sotto dei fondali
oceanici.
Discontinuità
di
Gutenberg
[separa il mantello inferiore
(solido) dal nucleo esterno
(liquido)]
~ 2900 km di profondità
____________________________
Sono presenti anche altre
discontinuità:
- Discontinuità di Conrad [divide
crosta superiore (granitica) e crosta
inferiore (basaltica)].
- Discontinuità di Lehmann [divide il
nucleo esterno (liquido) da quello
interno (solido)].
L'interno della Terra
Il Mantello
La parte più alta del mantello superiore (detta LID) è rigida e solidale con la
sovrastante crosta, insieme alla quale forma un blocco compatto detto
LITOSFERA. Secondo la teoria della tettonica a zolle, la litosfera è suddivisa in
placche o zolle mobili che si spostano lateralmente navigando sul mantello
plastico sottostante (ASTENOSFERA).
Proprietà fisiche dell’interno della
Terra
L'interno della Terra
Variazione della
velocità delle onde
sismiche P e S,
e della densità 
all’interno della Terra
Densità della Terra = 5.5 g/cm³
Variazione della Pressione all’interno della Terra
GRADIENTE DI PRESSIONE
• Pressione P = gh*
• Andamento circa lineare
attraverso il mantello
~ 30 MPa/km
 1 GPa alla base della crosta
media
• Nucleo: P aumenta più
rapidamente perchè il nucleo è
costituito da materiale più denso
Variazione della Temperatura all’interno della Terra
GRADIENTE GEOTERMICO
(°C/m)
Variazione di Temperatura con la
profondità all’interno della Terra
Il gradiente geotermico medio nella
crosta è di ca. 25-30°C/km (N.B. può
variare da località a località da 6 a
140 °C/km)
Il gradiente geotermico per le
regioni più interne della Terra è
molto più basso (~0,7-0,8 °C/km)
Convezione nel mantello terrestre
L'interno della Terra
La tettonica a zolle
Il Mantello
La parte più alta del mantello superiore (detta LID) è rigida e solidale con la
sovrastante crosta, insieme alla quale forma un blocco compatto detto
LITOSFERA. Secondo la teoria della tettonica a zolle, la litosfera è suddivisa in
placche o zolle mobili che si spostano lateralmente navigando sul mantello
plastico sottostante (ASTENOSFERA).