LE ROCCE Le ROCCE IL CICLO DELLE ROCCE Le rocce derivano da tre processi chimico-fisici fondamentali: ¾ CRISTALLIZZAZIONE da un fuso magmatico Rocce MAGMATICHE o IGNEE ¾ PRECIPITAZIONE da una soluzione e/o DEPOSIZIONE di sedimenti Rocce SEDIMENTARIE ¾ RICRISTALLIZAZIONE allo stato solido Rocce METAMORFICHE Le ROCCE IL CICLO DELLE ROCCE rocce sedimentarie diagenesi NB. MAGMA= fuso silicatico ad alta temperatura, costituito da materiale allo stato liquido, solido e gassoso sedimenti clastici alterazione trasporto sedimentazione metamorfismo rocce rocce plutoniche vulcaniche atmosfera rocce met.metamorfiche metamorfismo cristallizzazione crosta sup fusione crosta inf mantello magma parziale Le ROCCE PROCESSI che caratterizzano la FORMAZIONE delle rocce rocce ignee rocce metamorfiche rocce sedimentarie liquido solido solido (+liquido) solido solido solido sottrazione calore diminuzione T Variazioni P, T, σ11, σ22, σ33 Erosione, trasporto, deposizione/ precipitazione solidificazione (cristallizzazione, etc) riequilibrazione (ri-)cristallizazione diagenesi Le ROCCE CONDIZIONI per la formazione delle rocce la classificazione di primo rango è di tipo genetico: rocce ignee (plutoniche e vulcaniche), metamorfiche e sedimentarie Temperatura (°C) 0.0 0.1 Pressione (GPa) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Le ROCCE Criteri MACROSCOPICI per distinguere rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie Rocce SEDIMENTARIE clastiche e non, con evidenti elementi strutturali di origine sedimentaria (es. superfici di strato, frammenti di roccia, fossili, ecc.) Le ROCCE Rocce SEDIMENTARIE Struttura CLASTICA Struttura STRATIFICATA (anisotropa) FOSSILI Le ROCCE Rocce MAGMATICHE Struttura FANERITICA = olocristallina, i minerali si riconoscono ad occhio nudo o con l’aiuto di una lente Struttura ISOTROPA = nessuna orientazione preferenziale Struttura AFANITICA = i minerali NON si riconoscono neanche con l’aiuto di una lente. La roccia può essere olocristallina o vetrosa Le ROCCE Rocce MAGMATICHE Struttura VETROSA Struttura VACUOLARE Struttura AMIGDALARE (amigdale= cavità riempite da minerali secondari) Le ROCCE Rocce MAGMATICHE Struttura PORFIRICA: si riconoscono cristalli di dimensioni maggiori (fenocristalli) rispetto alla massa di fondo, che può essere vetrosa o cristallina Le ROCCE Rocce METAMORFICHE Cristalline con struttura da massiva (granofelsica) a foliata fino a scistosa, talvolta porfiroblastica. Struttura GRANOFELSICA: struttura isotropa, senza orientazioni preferenziali dei minerali Struttura SCISTOSA (o FOLIATA): struttura anisotropa per la presenza di superfici planari legate alla isoorientazione dimensionale dei minerali non isodiametrici Le ROCCE Rocce METAMORFICHE Struttura PORFIROBLASTICA: presenza di PORFIROBLASTI = cristalli di dimensioni maggiori rispetto alla matrice della roccia Struttura OCCHIADINA: si riconoscono PORFIROBLASTI avvolti dalle superfici di foliazione Le ROCCE: riepilogo… STRUTTURE MAGMATICHE FANERITICA AFANITICA PORFIRICA VETROSA VACUOLARE AMIGDALARE SEDIMENTARIE CLASTICA STRATIFICATA PRESENZA DI FOSSILI METAMORFICHE GRANOFELSICA FOLIATA OCCHIADINA LE ROCCE MAGMATICHE Rocce MAGMATICHE ROCCE MAGMATICHE (IGNEE) PLUTONICHE - INTRUSIVE Æ cristallizzano in profondità Æ raffreddamento lento VULCANICHE – EFFUSIVE Æ cristallizzano in superficie Æ raffreddamento rapido Rocce MAGMATICHE PLUTONICHE – INTRUSIVE Æ cristallizzano in profondità Marocco Isola d’Elba Sardegna Rocce MAGMATICHE VULCANICHE – EFFUSIVE Æ cristallizzano in superficie Tenerife - Canarie Etna Hawaii Lanzarote - Canarie Rocce MAGMATICHE GRANA delle rocce magmatiche La GRANA delle rocce magmatiche è funzione della velocità di raffreddamento: un raffreddamento rapido produce cristalli di piccole dimensioni, mentre un raffreddamento lento favorisce la crescita di cristalli grandi. GROSSA > 5 mm, MEDIA: 5-1 mm, FINE: < 1 mm Rocce MAGMATICHE STRUTTURA delle rocce magmatiche PLUTONICHE - INTRUSIVE Æ raffreddamento lento Æ FANERITICHE (= olocristalline) VULCANICHE – EFFUSIVE Æ raffreddamento rapido Æ AFANITICHE – PORFIRICHE – VETROSE Rocce MAGMATICHE GRANA delle rocce magmatiche Vengono definiti FENOCRISTALLI quei cristalli le cui dimensioni sono nettamente maggiori rispetto a quelle dei cristalli nella MASSA DI FONDO Struttura PORFIRICA PLUTONICA Fenocristalli Massa di fondo faneritica VULCANICA Fenocristalli Massa di fondo vetrosa Rocce MAGMATICHE INDICE DI COLORE L’indice di colore (C.I.) è definito dalla percentuale IN VOLUME dei minerali femici (scuri) Sulla base dell’indice di colore le rocce magmatiche vengono distinte in: ¾ Ololeucocrate: C.I. = 0-10% ¾ Leucocrate: C.I. =10-35% ¾ Mesocrate: C.I. = 35–65% ¾ Melanocrate: C.I. > 65% Rocce MAGMATICHE FORMA DEI CRISTALLI a) IDIOMORFO o EUEDRALE: minerali che presentano facce cristalline totalmente ben sviluppate, cioè dotati di una forma propria b) SUBEDRALE: minerali con facce cristalline poco sviluppate c) ALLOTRIOMORFO o ANEDRALE: minerali che non presentano facce cristalline ben sviluppate, cioè sono privi di forma cristallina. Es. quarzo nelle rocce magmatiche intrusive Struttura SEQUENZIALE controllata dall’ORDINE DI CRISTALLIZZAZIONE! Rocce MAGMATICHE – minerali costituenti I MINERALI COSTITUENTI le rocce magmatiche PRIMARI segregati direttamente dal magma ¾ FONDAMENTALI comunemente costituiscono parte rilevante (>5%) e caratterizzante della roccia sialici ricchi in Si e Al femici ricchi in Fe e Mg ¾ ACCESSORI diffusi specifici SECONDARI quasi mai costituiscono parte fondamentale di una roccia si ritrovano comunemente in moltissime rocce si ritrovano soltanto in rocce di composizione particolare si formano in condizioni superficiali in seguito ad alterazione della roccia Rocce MAGMATICHE – genesi GENESI DEI MAGMI Si distinguono: a) ¾ Magmi PRIMARI, a chimismo basico: si formano per fusione parziale del MANTELLO superiore. ¾ Magmi SECONDARI: si formano per fusione parziale della CROSTA. 2 contesti geodinamici Magmi PRIMARI a) DORSALE oceanica b) Zone di SUBDUZIONE b) Rocce MAGMATICHE - genesi Distribuzione attività vulcanica nel mondo a) Margini di placca DIVERGENTI (dorsali medio-oceaniche) b) Margini di placca CONVERGENTI (zone di subduzione) c) Magm. intraplacca – HOT SPOT Rocce MAGMATICHE – genesi DIFFERENZIAZIONE MAGMATICA Per DIFFERENZIAZIONE MAGMATICA si intende un insieme di processi fisico-chimici attraverso i quali da magmi primari basici si arriva a magmi di composizione acida Magma mixing Assimilazione Cristallizzazione frazionata Magma BASICO = relativamente povero in silice Magma ACIDO = più ricco in silice Rocce MAGMATICHE – genesi CRISTALLIZZAZIONE FRAZIONATA Bowen dimostrò che i minerali cristallizzano da un magma secondo un ordine preciso: cristallizzano per primi i minerali stabili a più alta temperatura e poi via via quelli stabili a temperature più basse SERIE DI BOWEN Euedrali (molto spazio x cristallizzare) Anedrali (si adattano allo spazio rimasto) Rocce MAGMATICHE – genesi Per cristallizzazione frazionata si generano magmi (e quindi rocce) di composizione via via diversa, dai magmi basici primari ai magmi acidi (granitici), gli ultimi della serie. Ultrabasiche: < 45% SiO2 Basiche: 45–52% SiO2 Intermedie: 65-52% SiO2 Acide: > 65% SiO2 wt% SiO2 Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE La CLASSIFICAZIONE delle ROCCE MAGMATICHE CRITERI CLASSIFICATIVI: (1) MINERALOGICO: basato sull’osservazione del % in VOLUME dei MINERALI Rocce plutoniche (2) CHIMICO: basato sull’analisi chimica della roccia totale (% in PESO degli OSSIDI) Rocce vulcaniche Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE La CLASSIFICAZIONE delle rocce MAGMATICHE INTRUSIVE (1) CRITERIO MINERALOGICO 4 PARAMETRI: Quarzo/Feldspatoidi K-feldspato Plagioclasio DOPPIO TRIANGOLO QAPF (di Streckeisen) Prende in considerazione solo i minerali SIALICI, non i femici → è necessario riportare a 100 la somma dei minerali sialici % 10 Z= Metodo per la diagrammazione di un punto (composizione A: X=70%, Y=20%, Z=10%) in un diagramma triangolare Y= 20 % Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE X=70% B: X=20%; Y=50%; Z=30% B Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Q Classificazione delle rocce magmatiche INTRUSIVE faneritiche 90 90 V SO 60 60 UR E I.C. > 20 SATURE 20 5 5 A 10 35 65 10 T SO TO • SOVRASSATURE (contengono quarzo) • SATURE (prive di quarzo e feldspatoidi) • SOTTOSATURE (contengono feldspatoidi) P 90 10 SATURAZIONE in SiO2 AT SS RA contenenti quarzo (Q) + feldspati (A, P) o feldspatoidi (F) > del 10% in volume (M<90%, M=minerali mafici) T SA 60 60 UR E F Q Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Quarzolite Classificazione delle rocce magmatiche intrusive faneritiche 90 Granitoidi quarzitici contenenti quarzo (Q) + feldspati (A, P) o feldspatoidi (F) > del 10% in volume (M<90%, M=minerali mafici) 60 lino alc a Gr an ite ito Granodiorite 20 Quarzo Sienite 10 Sienite35 Quarzo Monzonite Quarzo Monzodiorite Monzonite65 Monzodiorite Monzonite a feldspatoidi eld spa t Monzodiorite a feldspatoidi 10 Diorite/Gabbro a feldspatoidi idi ato sp eld (Ga bb ro af af it e ien (S Monzosienite a feldspatoidi Diorite/Gabbro Anorthosite P Monzodiorite a feldspatoidi 10 Doppio triangolo QAPF (di Streckeisen): prende in considerazione solo i minerali SIALICI, non i mafici 5 90 oid i Sienite a feldspatoidi Sienite alkalina a feldspatioidi Quarzo Diorite/ Quarzo Gabbro 20 5 A Granito na l Sienite Alcalina 60 To Quarzo-Sienite Alcalina 90 60 60 Foidite F Diorite (An< 50%) Gabbro (An >50%) Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Q Q=40; A=30; P=30 90 90 60 60 Granito 20 5 10 A Q=15; A=40; P=45 20 Quarzo Monzonite 35 5 90 65 P 10 10 60 60 F Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Q Q=50; A=45; P=5 90 alin o 90 60 Granito Gr an ito a lc 60 20 20 5 Q=30; A=50; P=20 5 10 A 35 90 65 P 10 10 60 60 F Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Q 90 Q=5; A<5; P>90 90 60 60 20 20 5 5 10 A 35 90 65 10 10 60 60 F Diorite/ P Gabbro/ Anorthosite A<5; P>95 Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Q=10; A=70; P=20 Q 90 90 60 60 ali Ton Granodiorite 5 te 20 Quarzo Sienite 10 A Q=50; P=50 20 5 35 90 65 P 10 60 60 Foidite Roccia magmatica intrusiva sottosatura a sodalite (Azul Bahia) 10 Monzosienite a feldspatoidi F Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Plagioclase Classificazione delle rocce magmatiche con M>90% Anorthosite (Q+A+P+F)<90% cto Tro Ga bb ro 90 lite Olivine gabbro Rocce Ultramafiche Olivine Dunite 90 Plagioclase-bearing ultramafic rocks Rocce gabbroidi Lherzolite e Ha rzb urg it e Olivine lit hr We Pyroxene Peridotites 40 Pyroxenites Olivine Websterite Orthopyroxenite 10 10 Orthopyroxene Websterite Clinopyroxenite Clinopyroxene Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Ol Dunite 90 Peridotites Lherzolite 40 Olivine Websterite Pyroxenites 10 10 Opx Cpx Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Classificazione delle rocce MAGMATICHE EFFUSIVE (M<90%) (1) CRITERIO MINERALOGICO Nella maggior parte dei casi le rocce vulcaniche sono afanitiche: anche se completamente cristalline, non è possibile riconoscere i minerali ad occhio nudo DOPPIO TRIANGOLO QAPF SOLO SULLA BASE DEI FENOCRISTALLI Nome della roccia preceduto dal prefisso FENO- Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Q Classificazione delle rocce magmatiche effusive (M<90%) - sulla base dei fenocristalli 60 60 Riolite Dacite 20 Trachite 35 A 10 Trachyte a feldspatoidi Latite Latite a feldspatoidi Andesite/ Basalto 65 Andesite/Basalto a feldspatoidi 10 Tefrite Ol<10% Fonolite Basanite Ol>10% 60 60 Leucititi Nefeliniti F 20 P Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Classificazione delle rocce MAGMATICHE EFFUSIVE (2) CRITERIO CHIMICO: contenuto in silice (SiO2) e alcali (Na2O+K2O) Q BASALTO ANDESITE 60 60 20 A10 20 35 65 10 60 P 60 F Da Le Bas et al. (1986) J. Petrol., 27, 745-750 Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Le ROCCE PIROCLASTICHE Le ROCCE PIROCLASTICHE derivano dalla deposizione di materiale vulcanico eruttato nel corso di un’attività vulcanica ESPLOSIVA. In funzione della granulometria questo materiale viene distinto in: - Ceneri (< 2mm) - Lapilli (2 - 64 mm) - Blocchi e bombe (> 64 mm) Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Le ROCCE PIROCLASTICHE Le ROCCE PIROCLASTICHE vengono classificate in funzione di: -Tipo di materiale - Dimensioni del materiale Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE Cerveteri - Necropoli della Banditaccia Turchia, Cappadocia Rocce MAGMATICHE DISTRIBUZIONE delle ROCCE MAGMATICHE in Italia - Plutoniche - Vulcaniche Rocce MAGMATICHE DISTRIBUZIONE delle ROCCE MAGMATICHE in Piemonte Rocce MAGMATICHE Distribuzione dell’attività vulcanica in Italia Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali GRANITO rosa di Baveno PLUTONICHE Q 90 90 60 60 20 20 5 A 5 10 35 65 90 10 10 60 P 60 F SIENITE della Balma GRANITO bianco di Montorfano Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali PORFIDO (Riolite) Val Camonica VULCANICHE Q 90 90 60 60 20 20 5 A 5 10 35 65 90 10 10 60 P 60 F TRACHITE di Zovon BASALTO di Serrenti