FASI CHE PORTANO ALLA FORMAZIONE DI UNA ROCCIA SEDIMENTARIA

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1 Rocce Sedimentarie

2 Le rocce sedimentarie rappresentano meno del 10% in volume dei primi 16 Km di crosta, tuttavia l'importanza di questo gruppo di rocce è notevole visto che costituiscono il 75% delle rocce che affiorano in superficie. Quindi si possono immaginare queste rocce come un sottile strato, a volte discontinuo, della porzione più esterna della crosta, cosa facilmente intuibile visto che i sedimenti si accumulano proprio sulla superficie della Terra.

3 Si formano in seguito al consolidamento (diagenesi) di materiali sciolti, che derivano dall'erosione e dall'alterazione o di rocce preesistenti, o di resti di organismi viventi. Si possono formare anche in seguito a precipitazione chimica di sali. Infatti: FASI CHE PORTANO ALLA FORMAZIONE DI UNA ROCCIA SEDIMENTARIA

4 Alterazione Fase I: ALTERAZIONE ED EROSIONE disgregazione (processo meccanico) decomposizione (processo chimico) DISGREGAZIONE: processi di alterazione FISICA che portano alla rottura o alla frammentazione dei materiali, ma non determinano trasformazioni chimiche o mineralogiche : es. azione gelo-disgelo, termoclastismo, variazioni di pressione dovuta all esposizione subaerea di rocce formatesi in profondità nella crosta, processi meccanici correlati all attività biologica (radici, animali, ecc.) DECOMPOSIZIONE: processi di alterazione CHIMICA che determina la trasformazione dei componenti minerali esistenti e la formazione di nuovi minerali. Tra i vari processi ricordiamo: - Soluzione (corrosione chimica da parte dell acqua e delle sostanze disciolte al suo interno - Idratazione (incorporazione di molecole d acqua o ossidrile nella struttura dei minerali) - Disidratazione (processo inverso all idratazione) - Idrolisi, ossidazione, riduzione, ecc.

5 Fase II: TRASPORTO

6 Fase III: DEPOSIZIONE

7 Deposizione

8 Fase IV: DIAGENESI

9 DIAGENESI (compattazione)

10 DIAGENESI (cementazione) I sali contenuti nell acqua precipitano formando il cemento

11 Le rocce sedimentarie si riconoscono perché Sono spesso stratificate in modo più o meno marcato e in strati di spessore molto variabile, a seconda delle modalità e dell'ambiente di sedimentazione. Contengono spesso fossili. Alcune reagiscono con acidi. Ad eccezione di quelle che derivano da precipitazione di sali, sono costituite da tre frazioni (clasti, matrice e cemento), classificati in base alla loro granulometria. La stratificazione determina l esistenza di superfici di debolezza

12 Caratteristica peculiare: generalmente sono stratificate! ATTENZIONE: Il colore è molto variabile (a causa sia delle impurezze sia della diversità dei materiali originari) e non è diagnostico.

13 Frazioni di una roccia sedimentaria Le rocce sedimentarie (escluse quelle che derivano da precipitazione di sali) sono costituite da tre frazioni: clasti: frammenti più grossolani che rappresentano l'impalcatura della roccia, matrice: materiale fine intrappolato tra i clasti, cemento: materiale di precipitazione chimica che si deposita nei vuoti del sedimento e consolida il sedimento stesso. Con matrice: Frammenti a grana molto fine Con cemento: il riempimento è cristallino

14 Le rocce sedimentarie si dividono nei seguenti grandi gruppi: ROCCE TERRIGENE: formatesi in seguito alla diagenesi di materiale sciolto depostosi in ambiente continentale o fluviale. Sono riconoscibili: clasti, matrice e cemento. Classificate in base alla dimensione dei clasti ROCCE CARBONATICHE: a prevalente contenuto di carbonato ROCCE SILICEE: a prevalente contenuto di silice ROCCE EVAPORITICHE: formatesi in ambienti marini a circolazione ristretta (bracci isolati di mare, lagune, ecc.) o dove l'evaporazione supera gli apporti, per la precipitazione dei vari sali disciolti nell'acqua ROCCE PIROCLASTICHE: derivano dalla deposizione di clasti prodotti da vulcani in concomitanza a eruzioni esplosive

15 Sedimentarie ROCCE TERRIGENE 1) CONGLOMERATI 2) arenarie 3) siltiti 4) argilliti CONGLOMERATO = Ghiaia cementata I clasti, che possono essere arrotondati o a spigoli vivi, vengono deposti ad opera dei corsi d'acqua o ad opera della gravità ( depositi prevalentemente continentali). Il cemento può essere calcareo (es. CEPPO) o siliceo (es. VERRUCANO). Se i ciottoli hanno spigoli vivi, i conglomerati prendono il nome di BRECCE. CEPPO VERRUCANO

16 Sedimentarie ROCCE TERRIGENE 1) conglomerati 2) ARENARIE 3) siltiti ARENARIE = SABBIE cementate Derivano dalla diagenesi di sedimenti depositati ad opera dei corsi d'acqua e del vento ( in ambiente continentale) e da correnti marine ( in ambiente marino). Le sabbie possono avere composizione variabile a seconda della roccia da cui provengono; in generale però il costituente principale è il quarzo (minerale poco alterabile). Le arenarie possono avere cemento silicio o calcareo. Alcune arenarie sono gradate, cioè presentano nella parte inferiore dello strato granulometria grossolana ed elementi con diametro decrescente verso la parte alta dello strato. 4) argilliti

17 Sedimentarie ROCCE TERRIGENE 1) conglomerati 2) ARENARIE 3) siltiti 4) argilliti CARATTERISTICHE TECNICHE FONDAMENTALI: resistenza non particolarmente elevata, notevole tenacità. Minore tendenza all alterazione se il cemento è siliceo. Se alterate, perdono il cemento calcareo, o argilloso, o siliceo) e si trasformano in sabbie USI: se la grana è uniforme, ottime pietre da costruzione. AREE DI AFFIORAMENTO: Piemonte (Acqui, Al), Lombardia (Val Trompia e Val Camonica, Bs).

18 Sedimentarie ROCCE TERRIGENE Rocce piuttosto rare che derivano dalla diagenesi dei LIMI. 1) conglomerati 2) arenarie 3) SILTITI 4) argilliti

19 Sedimentarie ROCCE TERRIGENE 1) conglomerati 2) arenarie 3) siltiti 4) ARGILLITI Derivano dalla diagenesi delle ARGILLE, che a loro volta derivano dall'alterazione chimica e biochimica delle rocce preesistenti, trasportate ad opera dei corsi d'acqua e sedimentate in acque ferme (laghi, mare aperto, anse fluviali). USI: impastate con acqua ed essiccate costituiscono leterizi e terrecotte. AREE DI AFFIORAMENTO: tutto l Appennino. CARATTERISTICHE TECNICHE FONDAMENTALI CARATTERISTICHE TECNICHE FONDAMENTALI: tenere, scarsa durevolezza, notevole alterabilità, impermeabili.

20 Determinano facilmente frane anche di grandi dimensioni (colamenti) e sono soggette a fenomeni di erosione accelerata

21 Sedimentarie ROCCE CARBONATICHE 1) CALCARI (detritici, biocostruiti, precip.chimica) 2) dolomie Rocce costituite interamente o per la maggior parte da CALCITE (CaCO 3 ). CALCARI DETRITICI: analogamente alle rocce terrigene, precedentemente descritte, si classificano in base alle dimensioni dei clasti, prevalentemente di origine carbonatica. Spesso sono presenti fossili. Essendo depositi marini, possono contenere anche sedimenti terrigeni veri e propri (sabbie e argille): argilla = 50% argilla < 50% argilla > 50% MARNE; CALCARI MARNOSI; MARNE CALCAREE. I calcari possono assumere colorazioni differenti (bianchi, rossi, neri, grigi ecc.) a seconda delle impurezze organiche ed inorganiche presenti. PALAZZO DUCALE VENEZIA (Pietra d Istria calcare bianco) CARATTERISTICHE TECNICHE FONDAMENTALI: buona resistenza alla gelività, lavorabilità, lucidabilità, alterazione chimica (carsismo). USI: monumenti, portali, colonne, ornamenti, rivestimenti. AREE AFFIORAMENTO: Brescia (bianco Botticino), Veneto (rosso- roseo).

22 Una regolare alternanza di calcari marnosi, arenarie, argilliti e siltiti viene detta flysch. Queste alternanze sono molto comuni, soprattutto nell Appennino settentrionale e centrale, dove sono causa di vasti movimenti franosi.

23 Sedimentarie CALCARI BIOCOSTRUITI ROCCE CARBONATICHE 1) CALCARI (detritici, biocostruiti, precip.chimica) 2) dolomie

24 Sedimentarie ROCCE CARBONATICHE 1) CALCARI (detritici, biocostruiti, precip.chimica) TRAVERTINO Esempio di impiego del travertino come pietra da costruzione: Stazione Centrale di Milano 2) dolomie CARATTERISTICHE TECNICHE FONDAMENTALI: leggero e poroso, colore bianco giallognolo, buona durevolezza agli agenti atmosferici. USI: edilizia romana, come elemento costruttivo (non decorativo). AREE DI AFFIORAMENTO: Toscana, Lazio

25 Esempi di impiego del travertino come pietra da costruzione STAZIONE CENTRALE DI MILANO SAN PIETRO - ROMA COLOSSEO

26 Sedimentarie DOLOMIE essenzialmente da dolomite Ca Mg(CO3)2 ROCCE CARBONATICHE 1) calcari (detritici, biocostruiti, precip.chimica) Le dolomie di sedimentazione primaria (rare) si depositano (come i calcari chimici) in ambiente evaporitico e sono estremamente porose (dolomie cariate). In genere, la dolomia deriva da un processo chimico successivo alla deposizione; tale 2) DOLOMIE processo provoca una ricristallizzazione più o meno completa della roccia calcarea di partenza (esistono tutti i termini di passaggio con i calcari). La grana è molto variabile. Si distinguono dai calcari in quanto reagiscono all'hcl diluito (5%) solo a caldo, mentre i calcari reagiscono con HCl a freddo. CARATTERISTICHE TECNICHE E USI: come calcari detritici. AREE DI AFFIORAMENTO: Dolomiti.

27 Le rocce sedimentarie carbonatiche..problematiche.. CALCARI (e DOLOMIE): alterazione chimica carsismo, con rischi per gallerie, strade, edifici MARNE: se alterate, tendono a suddividersi in scaglie minute e polverizzarsi in frammenti frane (soprattutto) in presenza di acqua

28 Sedimentarie ROCCE SILICEE 1) selci 2) radiolariti 3) diatomiti Esistono anche organismi a scheletro siliceo che danno luogo, sedimentandosi, a rocce il cui costituente principale è la SILICE (SiO 2 cristallina o amorfa). SELCE Si tenga presente che al di sotto di una profondità compresa tra i 3500 e i 4000 m, non possono più sedimentarsi i carbonati e si trovano solo sedimenti silicei. Tra le rocce silicee più conosciute si ricordano le Selci, le Radiolariti e le Diatomiti. In particolare le SELCI hanno colore variabile (bianco, grigio, rosso, verde, nero), grana molto fine, compatta e fragile, con frattura concoide e aspetto corneo. Non si incidono col temperino, non reagiscono con l'hcl e riflettono la luce.

29 Rocce evaporitiche In ambienti marini a circolazione ristretta (bracci isolati di mare, lagune, ecc.) o dove l'evaporazione supera gli apporti, si ha la precipitazione dei vari sali disciolti nell'acqua. Tale precipitazione avviene secondo un ordine fisso in base alla diversa solubilità dei sali stessi: CaCO3 Calcare Ca Mg (CO3)2 Dolomia primaria CaSO4 2H2O Gesso NaCl Salgemma Sali di Mg K Br e altri

30 Sedimentarie ROCCE EVAPORITICHE 1) GESSO 2) anidrite Ha colore variabile (bianco, grigio, rosso, verde o bruno) e può presentarsi con una grana finissima o con una grana grossolana in cui talora si distinguono grossi cristalli. E' molto tenero (tanto da rigarsi con l'unghia) e non reagisce con l'hcl diluito. Per disidratazione del gesso, in certe condizioni di temperatura e pressione, si viene a formare un'altra roccia chiamata Anidrite (CaSO4). USI: utilizzato come pietra da costruzione solo in Emilia ed in Sicilia, dove sono presenti i maggiori affioramenti.

31 Sedimentarie ROCCE EVAPORITICHE Ha colore grigio-azzurro, struttura massiccia e grana in genere ben visibile. Può acquistare nuovamente acqua e ritrasformarsi in gesso. 1) gesso 2) ANIDRITE USI: limitato nei rivestimenti d interni

32 Le rocce sedimentarie evaporitiche sono molto solubili Cavernosità, carsismo e cedimenti nelle rocce soprastanti

33 Sedimentarie ROCCE PIROCLASTICHE Sono dovute alla deposizione di clasti prodotti da VULCANI in concomitanza a eruzioni esplosive. Tali clasti possono essere più o meno rimaneggiati da acque correnti e mescolati a sedimenti non vulcanici. 1) cinerite 2) tufo cineritico 3) tufo a lapilli 4) tufo conglomeratico Tufo conglomeratico

34 Sedimentarie ROCCE PIROCLASTICHE 1) cinerite 2) tufo cineritico 3) tufo a lapilli 4) tufo conglomeratico TUFI CARATTERISTICHE TECNICHE FONDAMENTALI: colore grigio chiaro o giallo-rosso, leggerezza e porosità, scarsa resistenza alla compressione. USI: edilizia romana (etrusca) e napoletana, per strutture leggere, coibentazioni, malte. AREE DI AFFIORAMENTO: Lazio (Peperino Laziale) e Campania (Pozzolana)

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