LE ROCCE
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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
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Le ROCCE
IL CICLO DELLE ROCCE
NB. MAGMA= fuso silicatico ad alta
temperatura, costituito da materiale
allo stato liquido, solido e gassoso
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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
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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
200
400
600
800
1000
1200
0.1
Pressione
(GPa)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
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1400
Le ROCCE
Criteri MACROSCOPICI per distinguere le rocce ignee,
metamorfiche e sedimentarie
Rocce SEDIMENTARIE
Presenza di stratificazioni
Presenza di fossili
Struttura clastica
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Le ROCCE
Rocce MAGMATICHE
Struttura ISOTROPA = nessuna orientazione preferenziale
Struttura
granulare, a grana
più o meno fine
Struttura vacuolare
Struttura vetrosa
Struttura granulare, a
grana più o meno fine in
funzione delle modalità
di raffreddamento
Struttura porfirica
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Le ROCCE
Rocce METAMORFICHE
Struttura ANISOTROPA = struttura orientata per la presenza di
superfici planari legate alla iso-orientazione dimensionale dei
minerali non iso-diametrici
Struttura foliata, gneissica o
scistosa in funzione della
spaziatura tra le superfici di
foliazione
Struttura occhiadina
Struttura granofelsica
(non orientata)
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LE ROCCE
MAGMATICHE
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Rocce MAGMATICHE
ROCCE MAGMATICHE (IGNEE)
PLUTONICHE - INTRUSIVE
Æ cristallizzano in profondità
Æ raffreddamento lento
VULCANICHE – EFFUSIVE
Æ cristallizzano in superficie
Æ raffreddamento rapido
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Rocce MAGMATICHE
PLUTONICHE – INTRUSIVE Æ cristallizzano in profondità
Marocco
Isola d’Elba
Sardegna
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Rocce MAGMATICHE
VULCANICHE – EFFUSIVE Æ cristallizzano in superficie
Tenerife - Canarie
Etna
Hawaii
Lanzarote - Canarie
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Rocce MAGMATICHE
GRANA delle rocce magmatiche
La GRANA delle rocce magmatiche è funzione della velocità di raffreddamento
Se il raffreddamento è lento: tutto il magma cristallizza e si
formano cristalli relativamente grandi, normalmente visibili ad
occhio nudo o con l’ausilio di una lente (struttura FANERITICA).
Se il raffreddamento è rapido: tutto il magma può cristallizzare
producendo cristalli molto piccoli (struttura AFANITICA), oppure
cristallizza in parte dando cristalli minuti inclusi in vetro (struttura
PORFIRICA), oppure raffredda così rapidamente che solidifica senza
che si possano formare cristalli producendo una massa amorfa cioè
un vetro (struttura VETROSA).
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Rocce MAGMATICHE
La GRANA della roccia (definita dalla dimensione media dei cristalli) può essere:
• grossa: > 5 mm;
• media: 5-1mm
• fine / minuta: < 1mm
Se la grana è visibile ad occhio nudo, la roccia è FANERITICA.
Viceversa, la roccia è AFANITICA.
Se la grana è omogenea, la roccia si definisce EQUIGRANULARE / OMEOGRANULARE;
se non è omogenea la si definisce ETEROGRANULARE / INEQUIGRANULARE.
Grana media, equigranulare
Grana medio-grossa, debolm. eterogranulare
Grana medio-grossa, eterogranulare
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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
La percentuale di fenocristalli rispetto alla massa di fondo viene indicata come INDICE DI PORFIRICITÀ
(IP) della roccia (da 0 a 100).
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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 Leucocrate: C.I. =0-35%
¾ Mesocrate: C.I. = 35–65%
¾ Melanocrate: C.I. = 65-90%
¾ Ultrafemiche: C.I. >90%
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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
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Rocce MAGMATICHE
Ordine di cristallizzazione
Durante il raffreddamento, le diverse specie
minerali cristallizzano secondo un certo ordine
governato dalle leggi della fisica e della chimica.
I primi minerali che cristallizzano sviluppano
normalmente in modo regolare le proprie forme o
abito cristallino; si definiranno quindi euedrali /
idiomorfi.
Al contrario, gli ultimi cristalli che si formano si
devono adattare ai cristalli già presenti, e si
definiranno quindi anedrali / allotriomorfi. Le
condizioni intermedie porteranno a morfologie
subedrali / subidiomorfe.
1
2
2 1
1
4
2
3
4
L'ORDINE DI CRISTALLIZZAZIONE DEI MINERALI IN UNA
ROCCIA E' UN ELEMENTO IMPORTANTE PER OTTENERE
INFORMAZIONI SULLA SUA STORIA DI
RAFFREDDAMENTO.
3
struttura sequenziale di
cristallizzazione
1
2
3
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4
Rocce MAGMATICHE
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
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Approfondimento
Rocce MAGMATICHE – genesi
GENESI DEI MAGMI
Si distinguono:
a)
¾ Magmi PRIMARI: si formano per fusione
parziale del MANTELLO superiore.
¾ Magmi SECONDARI: si formano per
fusione parziale della CROSTA.
Magmi PRIMARI
2 contesti geodinamici
a) DORSALE oceanica
b) Zone di SUBDUZIONE
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b)
Rocce MAGMATICHE - genesi
Approfondimento
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
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Approfondimento
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
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Approfondimento
Rocce MAGMATICHE
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)
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.
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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
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
La CLASSIFICAZIONE
delle rocce MAGMATICHE INTRUSIVE
(1) CRITERIO MINERALOGICO
Prende in considerazione solo i minerali SIALICI, non i femici
→ è necessario riportare a 100 la somma dei minerali sialici
4 PARAMETRI:
Quarzo/Feldspatoidi
K-feldspato
Plagioclasio
DOPPIO
TRIANGOLO QAPF
(di Streckeisen)
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Metodo per la diagrammazione di un punto in un diagramma triangolare
DIAGRAMMI TERNARI
N.B. Il contenuto percentuale di un componente (A, B, C) relativo ad un
punto è definito dalla vicinanza del punto al vertice del componente stesso
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q
Classificazione delle rocce magmatiche
INTRUSIVE faneritiche con M<90%
90
90
V
SO
60
60
AT
SS
RA
[contenenti quarzo (Q) + feldspati (A, P) o feldspatoidi (F) >
del 10% in volume; M=minerali mafici)]
UR
Doppio triangolo QAPF
(di Streckeisen): prende in
considerazione solo i minerali
SIALICI, non i mafici
E
I.C. >
20
SATURE
20
5
5
A
10
35
65
10
10
T
SO
TO
60
60
UR
E
• SOVRASSATURE (contengono quarzo)
• SATURE (prive di quarzo e feldspatoidi)
• SOTTOSATURE (contengono feldspatoidi)
T
SA
SATURAZIONE in SiO2
P
90
F
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q = quarzo
A = alcali-feldspato
P = plagioclasio
F = feldspatoidi
M= femici
sinonimo:
roccia granitica
il suffisso - bearing
si traduce con - a (roccia a ... foidi) o
–ifera/o (foidifera)
- ifera < 10%
- ale > 10%
(Streckeisen, 1976, Earth Sci. Rev., 12 e
Le Maitre et al., 1989, Blackwell)
il triangolo è doppio,
con un lato comune,
perché Q e F non
sono mai presenti
contemporaneamente
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Graniti
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Tonalite
Sienite
Sienite
foidale
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
DIORITI e GABBRI si distinguono sulla base della composizione del plagioclasio e,
secondariamente, in base all'indice di colore.
Gabbro
Diorite
Diorite: Plagioclasio con Anortite < 50%; I.C. medio-basso
Gabbro: Plagioclasio con Anortite > 50%; I.C. medio-alto
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Approfondimento
Le rocce gabbriche possono essere ulteriormente distinte
sulla base dei minerali qui evidenziati. La difficoltà nel
riconoscere e distinguere i minerali femici consente di
utilizzare le categorie generali: ANORTOSITI, rocce
GABBROIDI, rocce ULTRAFEMICHE
(Streckeisen, 1976, Earth Sci. Rev., 12
e Le Maitre et al., 1989, Blackwell)
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Classificazione delle rocce magmatiche
INTRUSIVE faneritiche con M>90%
[ Q+A+P+F < del 10% in volume; M=minerali mafici)]
Olivine
Dunite
Peridotites
lit
hr
We
Lherzolite
e
Ha
rzb
urg
it e
90
40
Pyroxenites
Olivine Websterite
Orthopyroxenite
10
10
Orthopyroxene
Websterite
Clinopyroxenite
Clinopyroxene
Lherzolite
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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-
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Classificazione delle rocce magmatiche
EFFUSIVE con M<90% sulla base dei soli fenocristalli
[Q+A+PF > del 10% in volume; M=minerali mafici)]
Feno-riolite
Feno-andesite
Feno-basalto
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
(2) CRITERIO CHIMICO
PER LE ROCCE VULCANICHE
DIAGRAMMA TAS (Total Alkali versus Silica)
(da Le Maitre, 1984, Austr. J. Earth. Sc., 31, 243-255)
tefritica
fonolitica
il confronto tra
diagramma TAS
e QAPF è un po'
"forzato" ma possibile
picritico
TRE OSSIDI SONO
SUFFICIENTI PER DARE
UN NOME ALLA ROCCIA
(analisi chimica con percentuali
in peso degli ossidi, ricalcolati
a 100 su base anidra)
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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)
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Le ROCCE PIROCLASTICHE
Le ROCCE PIROCLASTICHE vengono classificate in funzione di:
-Tipo di materiale
- Dimensioni del materiale
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Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Tufi
I tufi sono in genere rocce stratificate (a causa delle modalità di
deposizione); sono inoltre rocce tenere, facilmente erodibili e
facilmente lavorabili
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Rocce MAGMATICHE
DISTRIBUZIONE delle
ROCCE MAGMATICHE
in Italia
- Plutoniche
- Vulcaniche
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Rocce MAGMATICHE
DISTRIBUZIONE delle
ROCCE MAGMATICHE
in Piemonte
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Rocce MAGMATICHE
Distribuzione dell’attività vulcanica in Italia
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Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
PLUTONICHE
Q
GRANITO rosa di Baveno
90
90
60
60
20
20
5
A1010
5
35
65
90
P
10
60
60
F
Torino – Mole Antonelliana
(colonne pronao)
Torino – Palazzo Carignano
(facciata ‘800)
Roma – S. Paolo fuori le Mura
(colonne portico)
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Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
PLUTONICHE
Q
GRANITO bianco di Montorfano
90
90
60
60
20
20
5
A1010
5
35
65
90
P
10
60
60
F
Torino – Stazione Porta Nuova
(colonne esterne)
Torino – Palazzo Carignano
(facciata ‘800)
Roma – S. Paolo fuori le Mura
(colonne portico)
Groppo – Georisorse Minerarie – a.a. 09/10 - Materiale didattico ad uso interno GeoMin-2
Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
PLUTONICHE
Q
SIENITE della Balma
90
90
60
60
20
20
5
A1010
5
35
65
90
P
10
60
60
F
Torino – Stazione Porta Nuova
(rivestimenti interni)
Torino – via Roma
(pavimentazione e colonne)
Torino – Chiesa di S. Massimo
(lesene e pavimentazione)
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Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
VULCANICHE
Q
PORFIDO trentino
90
90
60
60
20
20
5
A1010
5
35
65
90
P
10
60
60
F
Torino – Piazza S. Carlo
(pavimentazione)
Torino – Palazzo Nuovo
(pavimentazione esterna)
Venezia – Basilica S.Marco
(gruppo Tetrarchi)
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Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
VULCANICHE
Q
TRACHITE euganea
90
90
60
60
20
20
5
A1010
5
35
65
90
P
10
60
60
F
Torino – via Roma
(rivestimenti)
Torino – Palazzo Nuovo
(pavimentazione esterna)
Groppo – Georisorse Minerarie – a.a. 09/10 - Materiale didattico ad uso interno GeoMin-2
Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
TUFO
Torino – Teatro Regio
(rivestimenti)
VULCANICHE
Cerveteri – necropoli Etrusca
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