MINERALI. Sostanze * naturali formatisi senza l intervento dell uomo * inorganiche * aventi composizione chimica ben definita

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1 MINERALI Definizione CARATTERISTICA Sostanze * naturali formatisi senza l intervento dell uomo * inorganiche * aventi composizione chimica ben definita omogeneità STATO FISICO stato solido solo Hg allo stato liquido DISTINZIONE elementi nativi C diamante e grafite S Cu Ag Au Pt STRUTTURA Composti cristallina amorfa ossidi solfuri e solfati carbonati alogenuri silicati gli atomi o le molecole di una sostanza sono legati tra loro in modo regolare e ripetitivo nelle diverse direzioni dello spazio. gli atomi o le molecole di una sostanza sono disposti in modo disordinato PROPRIETA DUREZZA è la resistenza che un minerale oppone alla scalfittura o all abrasione *misuratore: sclerometro Scala di Mohs teneri talco gesso semiduri calcite fluorite apatite duri ortoclasio quarzo topazio corindone diamante FRAGILITA MALLEABILITA è la facilità a rompersi capacità di lasciarsi ridurre in lamine sottili

2 DUTTILITA facoltà di un minerale di lasciarsi ridurre in fili MINERALI COMPOSIZIONE OSSIGENO * elemento più abbondante nella litosfera * numero di ossidazione -2 * metallo + O ossido ossido + H 2 O idrossido * non metallo + O anidride anidride + H 2 O acido * può costituire con elementi positivi gruppi atomici particolari: 2 - CO 3 gruppo carbonato 2- SO 4 gruppo solfato 4- SiO 3 gruppo metasilicato 4- SiO 4 gruppo ortosilicato ZOLFO numero di ossidazione nei solfuri -2 con l ossigeno CLORO e ALOGENURI SILICIO numero di ossidazione +4 non esiste libero ma combinato sotto forma di * silice SiO 2 * silicati forma i minerali più abbondanti della litosfera ALLUMINIO FERRO CALCIO SODIO POTASSIO MAGNESIO

3 ROCCE Definizione aggregati di minerali DIVISIONE AGGREGAZIONE semplici composte COMPATTEZZA permeabili impermeabili DUREZZA tenere dure ORIGINE MAGMATICHE ignee eruttive SEDIMENTARIE stratificate METAMORFICHE PROCESSI LITOGENETICI PROCESSO MAGMATICO Formazione di rocce * da un materiale fuso (magma) * per progressiva diminuzione di temperatura PROCESSO SEDIMENTARIO Formazione di rocce dovuta alla * alterazione ed erosione di rocce già preesistenti * trasporto e accumulo di materiali rocciosi * compattazione di sedimenti Il processo sedimentario si svolge in superficie PROCESSO METAMORFICO Trasformazione allo stato solido di rocce preesistenti che vengono a trovarsi in condizioni ambientali diverse da quelle di origine.

4 MAGMA Definizione COSTITUZIONE O Si S Al Fe Mg Ca Na K H 2O SOLIDIFICAZIONE I magmi solidificando danno origine a ROCCE INTRUSIVE ROCCE EFFUSIVE ROCCE IPOABISSALI NB solidificano in profondità solidificano in superficie I magmi che fuoriescono in superficie prendono il nome di lava. Il magma differisce dalla lava perché questa ha perso i componenti volatil DIFFERENZIAZIONE MAGMI PRIMARI Magmi che provengono dalla fusione della parte superiore del mantello - composizione femica simile al basalto - alta temperatura 1200 C - elevata fluidità* risalgono facilmente in superficie - danno origine a rocce effusive MAGMI ANATETTICI Magmi che provengono dalla fusione della crosta continentale - composizione sialica magmi ricchi di silice - temperatura sui 600 C - elevata viscosità* - si muovono con difficoltà - non risalgono molto nella crosta terr - tendono a cristallizzare in profondità dove formano i batoliti granitici - danno origine a rocce intrusive NB MAGMI FLUIDI e MAGMI VISCOSI FLUIDITA VISCOSITA facilità a scorrere resistenza interna a scorrere FATTORI * natura chimica del fluido * temperatura * pressione I magmi di tipo sialico sono molto più viscosi di quelli femici ROCCE MAGMATICHE

5 ROCCE ERUTTIVE ROCCE IGNEE Definizione * non sono stratificate * non contengono fossili NB secondo il tenore di silice (% in peso di silice) le rocce ignee possono essere divise in rocce sialiche silice superiore al 66% rocce intermedie silice compreso tra il 66% e il 52% rocce femiche silice compreso tra il 52% e il 45% rocce ultrafemiche silice inferiore al 45% TIPI DI ROCCE MAGMATICHE ROCCE INTRUSIVE derivano dal consolidamento di magma che non avendo trovato una via d uscita si è raffreddato in profondità * granito * gabbro (roccia molto profonda) Il magma * si arresta in profondità * si raffredda lentamente * si solidifica lentamente I cristalli che si formano sono di dimensioni notevoli Le particelle hanno il tempo di organizzarsi nella struttura cristallina tipica dei vari minerali ROCCE EFFUSIVE derivano dal consolidamento di una magma in superficie * porfido quarzifero * porfido non quarzifero * basalto Il magma * scorre in superficie * si raffredda velocemente * solidifica velocemente I cristalli sono piccoli o assenti Le particelle non hanno il tempo di organizzarsi nella struttura cristallina tipica dei vari minerali ROCCE SEDIMENTARIE

6 Definizione Rocce che hanno origine da sedimenti Sedimenti materiale proveniente da - altre rocce - accumulo di resti di organismi - precipitazione di sostanze chimiche in soluzione nell acqua * stratificazione * possono contenere fossili TIPI Rocce sedimentarie omogenee Rocce sedimentarie eterogenee formate da un solo minerale formate da diversi minerali CLASSIFICAZIONE * ROCCE CLASTICHE o detritiche hanno origine da detriti provenienti dalla disgregazione delle rocce * ROCCE DI DEPOSITO CHIMICO hanno origine da precipitazione di sostanze chimiche in soluzione nell acqua * ROCCE ORGANOGENE hanno origine dalla deposizione di organismi - animali - vegetali ROCCE DETRITICHE

7 Definizione Rocce sedimentarie che hanno origine da detriti (clasti) I detriti provengono dalla degradazione fisica o chimica di rocce preesistenti DIAGENESI Processo di formazione EROSIONE disgregazione (alterazione fisica) degradazione meteorica ad opera di agenti fisici - temperatura - vento - gelo e disgelo - H 2 O (* fiumi * ghiacciai *mari) disfacimento (alterazione chimica) alterazione ad opera di agenti chimici: - O 2 - licheni - muschi - radici di piante TRASPORTO SEDIMENTAZIONE deposizione e accumulo di materiali di varia origine PRESSIONE LITIFICAZIONE COMPATTAZIONE azione del peso dei materiali che man mano si sovrappongono e comprimono i sedimenti sottostanti riducendo gli spazi vuoti tra i singoli frammenti CEMENTAZIONE azione prodotta dalle acque che circolano nei pori dei sedimenti Le acque portano in soluzione sostanze. Col tempo tali sostanze precipitano chimicamente e riempiono i pori cementando tra loro i granuli. Tra i cementi più comuni: calcite CaCO 3 silice SiO 2 ROCCE DI DEPOSITO CHIMICO DISTINZIONE ROCCE EVAPORITICHE

8 CALCARI INORGANICI ROCCE SILICEE ROCCE RESIDUALI ROCCE ORGANOGENE Definizione Rocce sedimentarie derivate da deposito di organismi * presentano spesso CaCO3 e SiO2 * contengono * conchiglie di molluschi * apparati scheletrici esterni di coralli * accumuli di sostanza organica (vegetale o animale) DIVISIONE ROCCE CARBONATICHE ORGANOGENE ROCCE SILICEE ROCCE FOSFATICHE ROCCE COMBUSTIBILI solide liquide carboni idrocarburi e petrolio ROCCE ORGANOGENE CARBONATICHE CALCARI ORGANOGENI dovuti all accumulo di gusci calcarei di invertebrati immersi in una matrice usati per ricavare calce CaCO 3 CaO + CO 2 CaO + H 2O Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2O FANGHI a FORAMINIFERI Foraminiferi organismi unicellulari che vivono in mare aperto nelle acque superficiali Alla loro morte i gusci di questi organismi si depositano sui fondali DOLOMIE rocce che derivano da calcari marini ROCCE CORALLINE DIAGENESI (processo di formazione) Costruzioni rocciose ad opera di: coralli madrepore molluschi echinodermi foraminiferi alghe calcaree che assorbono sali di Ca e li fissano nei loro scheletri Dopo la morte di questi organismi si hanno rocce calcaree organogene AMBIENTE * non oltre gli 80 metri di profondità * simbiosi con particolari alghe: zooxantelle CONDIZIONI di FORMAZIONE acqua limpida e aerata non inquinata temperatura mai inferiore ai 18 C salin ità costante ROCCE ORGANOGENE ROCCE SILICEE

9 Rocce che derivano da resti di organismi marini che utilizzano la silice per la costruzione dei loro gusci o scheletri Diatomee Radiolari DIATOMEE alghe unicellulari giallo brune STRUTTURA - parete cellulare * robusta * impregnata di SiO2 (silice) * formata da due metà a incastro - membrana - citoplasma - nucleo RADIOLARI protozoi sarcodici scheletro siliceo ESEMPLARI di ROCCE SILICICHE farina fossile diatomiti tripoli selci ROCCE FOSFATICHE Rocce che derivano da: * scheletri di vertebrati * accumulo di escrementi di uccelli marini CARATTERISTICA contengono fosfato di calcio ROCCE COMBUSTIBILI CARBONI ORIGINE Resti vegetali (felci, equiseti, conifere) sottoposti a processi di fermentazione ad opra di organismi anaerobi AMBIENTE DI FORMAZIONE paludi marine PROCESSO DI CARBONIZZAZIONE *vegetali *copertura con argilla *assenza di ossigeno *fermentazione ad opera di microrganismi *impoverimento di H 2 e O 2 *compattazione * non danno effervescenza con acidi * combinandosi con l O 2 dell aria danno energia * per distillazione danno vapori (gas combustibili) TIPI Torba Lignite Litantrace Antracite ROCCE COMBUSTIBILI TIPI DI GIACIMENTI GIACIMENTI AUTOCTONI si sono formati nel luogo stesso dove vivevano le piante GIACIMENTI ALLOCTONI si sono formati per accumulo di materiali vegetali, trasportati dalle acque correnti, alle foci di fiumi o in ambiente marino PETROLIO ORIGINE Resti di organismi marini sottoposti a un processo di fermentazione ad opera di microrganismi anaerobi

10 AMBIENTE DI FORMAZIONE paludi marine PROCESSO DI FORMAZIONE *organismi animali e vegetali *copertura con argilla *assenza di ossigeno *fermentazione ad opera di microrganismi anaerobi *accumulo di detriti *pressione *espulsione di acqua * non da effervescenza con acidi * più leggero dell acqua * insolubile in acqua * in massa non è infiammabile i suoi vapori combinandosi con l aria bruciano STRUTTURA DEI GIACIMENTI Il petrolio si trova imprigionato in rocce porose e permeabili come una spugna arenarie: rocce serbatoio Le rocce serbatoio poggiano sulle rocce madri Le rocce dove originariamente si sono accumulati gli organismi Le rocce impermeabili che sormontano le rocce serbatoio sono dette: rocce trappola o di copertura ROCCE METAMORFICHE TIPI DI METAMORFISMO METAMORFISMO di CONTATTO Metamorfismo dovuto essenzialmente all alta temperatura Metamorfismo provocato da un magma

11 che risale attraverso la crosta terrestre Quando un magma risale attraverso la crosta e si ferma all interno di questa, provoca un forte aumento di temperatura nelle rocce con cui viene a contatto (rocce incassanti) Si forma attorno al magma un aureola di contatto il cui spessore - è piccolo intorno ai filoni - è grande intorno ai batoliti I calcari formati da minuscoli frammenti di CaCO 3 vengono trasformati in marmi costituiti da un mosaico di grossi cristallini di CaCO 3 (delle dimensioni dei granuli dello zucchero da cui il nome di marmi saccaroidi) METAMORFISMO CATACLASTICO Metamorfismo dovuto all azione di elevate pressioni Si verifica nelle zone di tensione della crosta terrestre (faglie) dove le masse rocciose vengono piegate, fratturate e scorrono in direzione opposta METAMORFISMO REGIONALE Metamorfismo dovuto all azione di elevate pressioni elevate temperature Metamorfismo che avviene ogni volta che movimenti della crosta terr. fanno sprofondare nel suo interno masse di rocce sedimentarie o magmatiche, che vengono sottoposte a * temperature crescenti * forti pressioni - di carico dovute al peso delle rocce sovrastanti - orientate dovute a spinte tra masse rocciose contigue Quando prevale l azione di forti pressioni (a grandi profondità) si formano minerali appiattiti o lamellari (miche) orientati tutti perpendicolarmente alla direzione della pressione rocce che presentano scistosità proprietà di suddividersi in lastre secondo piani paralleli (ardesia) ULTRAMETAMORFISMO Si osserva in regioni profonde della crosta terrestre caratterizzate da una elevata pressione In queste condizioni alcuni minerali (quarzo, feldspati) fondono formando un migma Se un ulteriore aumento di temperatura provoca la fusione totale delle rocce si ha un magma rigenerato o anatettico