LE ROCCE
Le rocce si dividono in: magmatiche, sedimentarie, metamorfiche
ROCCE MAGMATICHE
Si dividono in intrusive ed effusive e si formano in seguito alla solidificazione di magma
che consiste in una miscela di sostanze, in prevalenza silicati, uniti a vapor d’acqua e gas;
le componenti volatili si chiamano agenti mineralizzatori e contribuiscono a mantenere il
magma più fluido e più mobile, quando questo fuoriesce in superficie perde gli elementi
volatili e diventa lava. Il processo di raffreddamento e quindi di cristallizzazione incomincia
nei centri di cristallizzazione.
A seconda che il magma solidifichi in profondità o sopra la superficie da origine a rocce
intrusive o a rocce effusive, a volte il magma solidifica entro la crosta ma in prossimità
della superficie in questo caso si parla di rocce ipoabissali o filoniane.
Struttura delle rocce magmatiche
Le rocce possono avere caratteristiche diverse a seconda delle condizioni in cui si
formano, ad esempio le rocce che si formano in profondità avranno una struttura con
cristalli più definiti rispetto a quelle che solidificano in superficie poiché in profondità la
solidificazione avviene più lentamente.
Possiamo trovare vari tipi di strutture:
Struttura olocristallina o granulare: tipica delle rocce intrusive, caratterizzata da cristalli
evidenti ad occhio nudo e sotto forma di granuli.
Cristalli idiomorfi: si formano per primi e acquistano l’abito cristallino tipico.
Cristalli allotriomorfi: si formano in seguito e riempiono gli spazi lasciati dai cristalli
idiomorfi.
Struttura vetrosa: tipica di rocce raffreddate rapidamente, hanno questa struttura i
frammenti prodotti dall’attività esplosiva di molti vulcani o gli strati superficiali delle colate
laviche. Hanno struttura vetrosa l’ossidiana e la pomice.
Struttura porfirica: costituita da cristalli più grossi detti fenocristalli, immersi in una pasta
fenocristallina o vetrosa; i fenocristalli si formano lentamente quando il magma è ancora in
profondità e restano immersi nel magma che solidifica bruscamente quando arriva in
superficie.
Struttura aplitica: fortemente granulare costituita da cristalli molto piccoli e tutti delle
stesse dimensioni.
Struttura pegmatitica: costituita da cristalli di dimensioni notevoli e contiene alcune volte
minerali rari e preziosi.
La struttura apolitica e pegmatitica è tipica delle rocce ipoabissali.
Composizione delle rocce magmatiche
Minerali essenziali: quarzo, feldspati, miche, pirosseni, anfiboli e olivine
Minerali accessori: pirite, magnetite, zircone, apatite
Minerali accidentali: diamante, cromite, platino
Nei minerali delle rocce magmatiche il composto principale è il biossido di silicio o silice
(SiO2). I minerali ricchi di silice e alluminio sono detti sialici mentre quelli poveri di silice e
ricchi di ferro e magnesio sono detti femici.
La quantità di minerali sialici in rapporto alla quantità di minerali femici determina il grado
d’acidità di una determinata roccia:
Rocce acide (persiliciche, sialiche): percentuale di SiO2 superiore al 66%
Rocce intermedie (mesosiliciche): percentuale di SiO2 compresa tra il 66% e il 52%
Rocce basiche (iposiliciche, femiche): percentuale di SiO2 compresa tra il 52% e il 45%
Rocce ultrabasiche (ultrafemiche): percentuale di SiO2 inferiore al 45%
Classificazione delle rocce magmatiche
La classificazione delle rocce magmatiche si basa su tre criteri fondamentali: l’analisi della
struttura, determinazione del grado di acidità, la composizione mineralogica. Utilizzando
questi criteri si possono dividere le rocce magmatiche in famiglie:
Intrusive
Effusive
S ialiche
G ranito
R iolite
Interm ed ie B a siche
D iorite
G abbro
A ndesite
B asalto
U ltrab a siche
P eridotite
P icrite
Dualismo dei magmi
I magmi possono essere di due tipi a seconda della loro composizione e del luogo dove si
formano: il primo tipo è il magma primario, femico, con composizione basaltica, mentre è
del secondo tipo il magma secondario, sialico, con composizione simile al granito.
Il magma primario si forma a profondità maggiore da rocce ultrafemiche ricche di anfiboli e
olivina, mentre il magma secondario deriva dalla fusione di rocce della crosta che hanno
composizione variabile ma sicuramente più acida.
Questi due tipi si comportano anche in modo differente: il magma acido solidifica in
profondità originando plutoni granitici, mentre il magma basico nella maggior parte dei casi
giunge in superficie ancora fuso e produce lave basaltiche.
ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sedimentarie si formano grazie ad un processo sedimentario che può durare
decine di milioni di anni e che si svolge attraverso una sequenza caratteristica di eventi: la
prima tappa è la degradazione meteorica, questo processo può essere chimico o fisico,
attraverso l’alterazione fisica le rocce vengono frantumate e si producono frammenti con
la stessa composizione della roccia madre, mentre attraverso l’alterazione chimica i
minerali meno stabili vengono trasformati in minerali più stabili. I minerali prodotti dalla
degradazione e dall’erosione danno origine ad una coltre di detriti che ricopre la roccia
inalterata, la porzione superficiale di tale coltre prende il nome di suolo. A questo punto
una parte di detriti rimane nel luogo di formazione dando origine ai depositi residuali e
una parte viene rimossa dando inizio alla fase di trasporto. La fase di accumulo dei
materiali erosi si chiama sedimentazione e può essere fisica o chimica a seconda delle
modalità. La fase terminale del processo della sedimentazione è la diagenesi cioè
l’insieme dei processi che trasforma no i sedimenti incoerenti in vere e proprie rocce,
questo avviene anche grazie all’azione cementante del carbonato di calcio (CaCO3) e
della silice (SiO2).
Classificazione delle rocce sedimentarie
Le rocce sedimentarie vengono classificata a seconda della genesi in: rocce detritiche (o
clastiche) formate da detriti eventualmente cementati insieme, rocce di deposito
chimico, rocce organogene.
Rocce detritiche
La forma dei clasti indica le modalità con cui è avvenuto il trasporto: ciottoli arrotondati
e levigati indico un trasporto più o meno lungo operato da un corso d’acqua, ciottoli
levigati ma appiattiti si formano per opera del moto ondoso, mentre i ciottoli spigolosi
indicano che il trasporto è stato breve o addirittura assente. Le dimensioni dei clasti
dipendono dalla forza esercitata dagli agenti di trasporto: ciottoli grandi richiedono un
sistema di trasporto con maggiore energia rispetto ai sedimenti più fini. La cassazione
indica le dimensioni relative dei frammenti: un sedimento è ben classato se contiene clasti
di dimensioni simili tra loro. La classificazione delle rocce clastiche si basa sulle
dimensioni e sulla forma delle particelle più abbondanti di cui sono composte:
Diametro
Generica Sedim. Sciolti Rocce coerenti
Rudite
Ghiaia
Conglomerato
> 2 mm
Arenite
Sabbia
Arenaria
da 2 a 1/16 mm
Silt
Siltite
da 1/16 a 1/256 mm Pelite
Pelite
Argilla
Argillite
< 1/256 mm
ROCCE METAMORFICHE
Il processo metamorfico consiste in un complesso di profonde trasformazioni cui vanno
incontro rocce di qualsiasi tipo quando vengono a trovarsi in condizioni chimico-fisiche
profondamente diverse da quelle in cui si sono originate. Le rocce metamorfiche si
formano quasi sempre in profondità e possono essere osservate nelle regioni sollevate
della crosta e nelle aree sottoposte ad intensa erosione.
I processi metamorfici avvengono generalmente in tre situazioni geologiche diverse:
• Il metamorfismo di contatto si verifica quando una roccia viene a contatto con del
magma fuso, le modificazioni vengono compiute prevalentemente dal calore poiché la
pressione gioca un ruolo secondario. L’alta temperatura tende a cuocere le rocce
modificando composizione e grado di cristallizzazione. Anche gli agenti mineralizzatori
facilitano le trasformazioni nella zona circostante detta Aureola di contatto.
• Il metamorfismo cataclastico è dovuto all’azione di pressioni elevate. Avviene
quando le rocce vengono piegate e fratturate nelle zone di contatto delle zolle. Le
trasformazioni chimico-mineralogiche sono praticamente assenti.
• Il metamorfismo regionale si verifica per l’azione combinata di calore e pressione.
E’ il più diffuso e importante infatti, mentre gli altri due tipi coinvolgono porzioni ridotte
della crosta, riguarda ampie zone. Avviene quando le rocce vengono sepolte sotto un
grosso carico di sedimenti che fanno aumentare la pressione e anche la temperatura che
aumenta con la profondità (metamorfismo di carico); oppure quando le masse rocciose
sono coinvolte in fenomeni che causano il corrugamento di determinate porzioni della
crosta terrestre e la formazione di catene montuose (dinamometamorfismo).
Quando gli effetti del metamorfismo sono così intensi da formare la fusione parziale o
totale delle rocce si parla di ultrametamorfismo e di anatessi:
• L’ultrametamorfismo si osserva nelle zone profonde della crosta terrestre fortemente
compresse e deformate dove vi è una pressione elevatissima. In queste condizioni le
rocce fondono e si forma un migma, il quale è formato da una parte fusa (neosoma) e
da una parte solida (paleosoma). Dalla solidificazione del migma si originano le
migmatiti.
• Il processo di fusione parziale delle rocce preesistenti, a causa del notevole aumento di
temperatura e della pressione nell’ambito dei fenomeni di ultrametamorfismo si chiama
anatessi.
Struttura e composizione delle rocce metamorfiche
Quando una roccia viene coinvolta in un processo metamorfico si può dire che i
cambiamenti più evidenti si riscontrano nella struttura, si possono verificare tre effetti:
• L’orientazione preferenziale dei minerali, che può presentarsi come creazione di
superfici parallele tre loro (foliazione), e come allineamento dei minerali allungati
(lineazione).
• L’aumento della grana, cioè delle dimensioni dei cristalli inizialmente presenti
• La frantumazione della roccia in granuli che vengono abrasi e polverizzati.
Quando il metamorfismo è intenso e agiscono forti pressioni orientate, i cristalli della
stessa specie tendono ad accrescersi e a riunirsi in piani (bande) intercalati da piani di
cristalli diversi. In questo caso la roccia presenta una tipica foliazione, spesso
caratterizzata da bande più chiare e bande più scure. Un particolare tipo di foliazione è la
scistosità, che determina la capacità della roccia di sfaldarsi facilmente in lastre secondo
dei piani paralleli detti piani di scistosità. Quando il metamorfismo regionale implica
l’azione di temperature molto elevate, i minerali lamellari si trasformano, convertendosi in
minerali a struttura massiccia, si perde allora l’aspetto scistoso e si formano rocce
massicce che si rompono in blocchi, una struttura di questo genere si chiama struttura
gneissica.
Nel metamorfismo di contatto si formano rocce granulari o debolmente scistose, l’assenza
di pressioni orientate causa la mancanza di una vera scistosità. Le rocce granulari e
compatte a grana fine sono chiamate hornfels. Nel metamorfismo cataclastico le rocce
vengono ridotte in frammenti di dimensioni variabili, i minerali possono subire una
ricristallizzazione parziale, allinearsi e orientarsi.
Il grado di metamorfismo corrisponde a precise condizioni termodinamiche (determinate
in base ai valori della temperature e secondariamente della pressione) e consente di
definire fasce, o meglio facies metamorfiche diverse. Ogni facies metamorfica è definita
dalle possibili associazioni di minerali che si formano in quel determinato intervallo di
pressione e di temperature (minerali indice).
La classificazione delle rocce metamorfiche
In base all’origine si distinguono lo ortometamorfiti, derivanti dal metamorfismo delle
rocce magmatiche, e le parametamorfiti, prodotte dal metamorfismo di rocce
sedimentarie. La struttura e la presenza dei minerali indice consentono poi di suddividere
ulteriormente le rocce metamorfiche in base al processo genetico e alla composizione
delle rocce madri. Si possono individuare alcune sequenze che partendo da rocce con
una particolare composizione, riportano i cambiamenti che si verificano in funzione del tipo
e grado di metamorfismo. Le sequenze più importanti sono:
• Sequenza delle argille
• Sequenza quarzoso-feldspatica
• Sequenza dei carbonati
• Sequenza dei basalti
• Sequenza delle rocce ultrabasiche