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Arrigo Spinelli
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1 ITI CANNIZZARO CATANIA Anno Scolastico 2015/16 Corso di Scienze Integrate Classe 1A meccanica - (SIRIO) - SERALE Unità Didattica 3: LE ROCCE IGNEE

3 Le rocce: distribuzione

4 Processi Litogenetici IGNEOUS SEDIMENTARY METAMORPHIC Fig. 3.1

5 Le rocce: Ambienti e processi di formazione

8 Le rocce: I principali minerali

9 Rocce Ignee Rocce formate dal raffreddamento e dalla consolidazione di un magma

10 Magma Fuso silicatico ad alta temperatura (650 to 1200 C). Miscela di tutti I componenti minerali più I componenti volatili (gas): H2O, CO2, Cl, F, S Questi componenti si allontaneranno dal magma allo stato gassoso, quando la Pressione diminuirà. Si forma nella crosta o nella parte alta

11 Rocce Ignee Formate dal raffreddamento e dalla consolidazione del magma plutoniche (intrusive) raffreddate sotto la superficie vulcaniche (effusive) raffreddate sulla superficie

12 Fig. 3.2

13 Intrusive (Granito) Fig. 3.2

14 Effusive (Basalto) Fig. 3.2

16 Effusive Basalto Riolite Intrusive Gabbro Granite Granito Fig. 4.5

17 Granito Fig. 4.1

19 Basalto Microcristallino Fig. 4.1

20 Struttura delle rocce ignee Vetrosa (o amorfa) - tipica di Rocce effusive non sono presenti minerali Ologranulare Cristallina - tipica di rocce intrusive rocce fatte da minerali granulari tutti visibili ad occhio nudo Porfirica tipica di rocce effusive fenocristalli in massa microcristallina o amorfa Vescicolare tipica di piroclastiti con cavità bollose

22 Struttura Porfirica con fonocristalli Fig. 4.4

23 Rocce ignee amorfe e piroclastiti Obsidian Pumice Ash Fig. 4.3

24 Classificazione delle rocce ignee In base alla struttura: Porfirica, Microcristallina o amorfa: effusive o vulcaniche Olocristallina granulare: intrusive o plutoniche

25 Classificazione delle rocce magmatiche in base alla composizione chimica

26 Classification of Igneous Rocks Fig. 4.6

27 Classificazione delle rocce ignee In base ad una maggiore presenza di magnesium (Mg) + iron (Fe) = rocce femiche (o basiche) silice (Si) = rocce sialiche (o acide)

28 Classification of Igneous Rocks When we talk about the chemical composition of a rock we usually speak in terms of the oxides, e.g., Typical basalt Typical granite SiO2 50% 70% Al2O3 15% 12% FeO+MgO 15% 3% CaO 8% 2% K2O+Na2O 5% 8%

29 Classificazione in base alla composizione e alla struttura Effusive Intrusive Basalto gabbro andesite diorite riolite granito

31 La famiglia delle rocce Alcaline Un caso a parte è rappresentato dalla famiglia delle rocce alcaline, ricche di Na e K tanto da dare origine ad abbondanti minerali dei tipi feldspati o feldspatoidi. Dai magmi alcalini neutri si hanno le sieniti (intrusive) e le trachiti (corrispondenti effusive). Dai magmi alcalini basici si hanno tefriti, fonoliti e leucititi che sono le rocce effusive tipiche del vulcanismo campano

34 Classificazione mineralogica La classificazione di Streckeisen è basata sulla composizione mineralogica (percentuali in volume). In essa si individua un doppio diagramma triangolare con Q=quarzo; A=feldspati alcalini (ortoclasio); P=plagioclasi (labradorite, anortite); F=feldspatoidi. Non vengono presi in considerazione i minerali femici=m (biotite, anfiboli, pirosseni, olivina). Q, A, P, F sono minerali sialici, cioè in prevalenza silico-alluminiferi, per lo più di colore chiaro. M contraddistingue i minerali femici, cioè in prevalenza ferro-magnesiaci, per lo più di colore scuro. Il diagramma viene suddiviso, in base alle percentuali relative dei componenti, in quindici campi, ciascuno dei quali corrisponde ad una roccia plutonica e ad una roccia vulcanica. Vi sono naturalmente termini di passaggio fra un campo e l'altro. Il sedicesimo campo, comprendente le rocce composte da minerali femici.

35 1.CLASSIFICAZIONE DI STRECKEISEN (1967)

38 La composizione del magma ne influenza il comportamento quando ancora fluido Maggiore è il contenuto in SiO2 (silice), maggiore è la viscosità

39 Fattori che controllano la viscosità di un magma Composizione: alto SiO2 = alta viscosità basso contenuto in volatili = alta viscosità Temperatura: bassa temperatura = alta viscosità

40 Origine dei magmi Graniti e granodioriti (rocce acide) costituiscono il 95% delle rocce intrusive Basalti e andesiti formano il 98% di quelle effusive Magmi primari (fusione parziale del mantello superiore peridotidico) Magmi anatettici (fusione parziale della crosta continentale) Differenziazione magmatica: Cristallizzazione frazionata Mixing Contaminazione

41 Il processo di fusione completa di una roccia e la completa cristallizzazione del magma non cambia la composizione del sistema, ma se l uno o l altro dei processi avviene parzialmente, la composizione del magma e/o della roccia neoformata è diversa.

42 Fusione parziale E l inverso della cristallizzazione frazionata L ultimo minerale formato avrà la più bassa temperatura di fusione

43 Da dove provengono i magmi? Basalto: Basalto In linea generale, una fusione parziale (10/15%) del mantello (45% SiO2) produrrà il basalto (50% SiO2). Con l addizione di acqua, i basalti fondono parzialmente per produrre Andesite (60% SiO2). Graniti Possono anche essere prodotti per cristallizzazione frazionata di un magma basaltico. La maggior parte dei graniti viene però prodotta per anatessi.

44 Cristallizzazione Idealmente, la cristallizzazione è l opposto della fusione In realtà, il processo di cristallizzazione è più complesso perchè le rocce sono aggregati complessi di molti minerali con differenti temperature di fusione (cristallizzazione)

45 Cristallizzazione frazionata E la modifica di un magma per cristallizazione e rimozione dei minerali neoformati durante il raffreddamento. Con il raffreddamento si formeranno per primi i minerali che hanno una maggiore Tf. Questi precipiteranno sul fondo della camera magmatica e si allontaneranno dal magma che aumenterà la concentrazione dei minerali restanti nel fuso residuo. (differenziazione gravitativa)

46 Cristallizzazione Frazionata per differenziazione gravitativa Fig. 4.9a

47 Cristallizzazione frazionata Fig. 4.9b

48 Differenziazione magmatica per mescolamento di magmi Fig. 4.12

49 Assimilazione Fig. 4.14

50 Serie di Bowen Cristallizzazione semplice Esempio: quarzo Quando la fusione raggiunge la Temperatura di cristallizzazione di un minerale, questi si forma e non subisce ulteriori cambiamenti con il raffreddamento

51 Cristallizzazione continua Esempio: Plagioclasi feldspato La composizione del minerale si modifica di continuo gradualmente durante il raffreddamento Plagioclase Feldspar solid comp. liquid comp C 1440 C 1350 C 1280 C no crystals Ca 87% Na 13% Ca 75% Na 25% Ca 50% Na 50% Ca 30% Na 70% Ca 45% Na 55% no liquid Ca 50% Na 50%

52 Cristallizzazione discontinua Con il procedere del raffreddamento, i minerali precedentemente formati reagiscono con il fuso per produrre nuovi minerali Olivina Pirosseni Anfiboli Mica

53 Discontinuous crystallization Olivine Pyroxene 1900 C solid comp. no crystals liquid comp. MgSiO C 1875 C 1700 C 1554 C Mg2SiO4 Mg2SiO4 MgSiO3 MgSiO3 96% SiO2 4% MgSiO3 70% Mg2SiO4 30% no liquid

54 Serie di Bowen Fig. 4.11

55 Perchè si forma un magma Aumento di T Diminuzione di P (Apertura di fratture) Aumento di PH2O e/o PCO2 (Arrivo di fluidi in grado di idratare le rocce)

56 Volcanism Due to Partial Melting in a Subduction Zone Fig. 4.19

57 Magma Chamber Beneath Mid-ocean Spreading Ridge Fig. 4.18

58 Types of Igneous Structures Fig. 4.13

59 Fine Grazie per avere avuto la pazienza di ascoltarmi

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