Corsi di Formazione Professionale per Accompagnatori di media Montagna - Lezioni di Geologia e Geomorfologia. Definizione di roccia

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1 Definizione di roccia Roccia: Corpo naturale allo stato solido costituito da aggregati di uno o più minerali, e/o da aggregati di particelle di rocce preesistenti o di materiale derivante da attività biochimica Minerale: Sostanza naturale a composizione chimica definita, ma non fissa, caratterizzata da un arrangiamento cristallino (distribuzione tridimensionale ordinata di atomi)

2 Obiettivo che ci prefiggiamo: Saper definire, sulla base di osservazioni mesoscopiche, l appartenenza della roccia ad uno dei gruppi principali e (se possibile) giungere ad una sua classificazione speditiva: - ROCCE MAGMATICHE (o IGNEE) - Intrusive - vulcaniche: effusive e piroclastiche - ROCCE SEDIMENTARIE - Terrigene Silicoclastiche: Conglomerati, Arenarie, Siltiti, Argilliti - Carbonatiche e carbonatiche impure - Altri tipi importanti (silicee, evaporitiche, residuali) - ROCCE METAMORFICHE - Isotrope (es. marmo) - Foliate (es. argilloscisti, filladi, scisti, gneiss )

3 Le 3 proprietà base delle rocce TESSITURA : Tiene conto della forma, dimensioni ed abbondanza degli elementi costituenti la roccia (granuli o minerali). Es: grado di cristallinità, presenza di vetro e rapporti fra vetro e cristalli in una roccia ignea; dimensioni, forma, arrotondamento, sfericità... dei granuli in una roccia sedimentaria) STRUTTURA : Tiene conto della disposizione e dei rapporti spaziali reciproci fra i costituenti la roccia. Sono caratteristiche meso- e mega-scopiche della roccia (dal campione a mano fino alla scala dell affioramento), come ad es. stratificazione, laminazione, gradazione, strutture da flusso (rocce vulcaniche, sedimentarie), foliazione (rocce metamorfiche). COMPOSIZIONE : Tiene conto delle caratteristiche composizionali degli elementi costituenti e dell intera roccia.

4 Le Rocce Sedimentarie I sedimenti e le rocce sedimentarie formano un sottile involucro esterno della litosfera per uno spessore compreso tra 0 e 10 km (spessore medio: 2 Km circa) - deposizione ad opera di acqua, vento, ghiacciai - precipitazione da soluzioni, mediate dall azione biologica - crescita in situ attraverso processi organici

5 Weathering ed erosione Ciclo Geologico dei sedimenti Trasporto e sedimentazione Decantazione di fanghi biogenici Formazione di strutture biocostruite - weathering: produce sedimento (area sorgente) - trasporto: trasporta il sedimento dall area sorgente a quella di sedimentazione (acqua, aria, ghiacciai, forza di gravità ) - sedimentazione: insieme di processi che portano alla deposizione in un ambiente sedimentario (area di sedimentazione) - litificazione (diagenesi): insieme dei processi fisici e chimici che convertono un sedimento sciolto in ROCCIA Seppellimento e diagenesi

6 SCHEDA di approfondimento - la Diagenesi La Diagenesi consiste nell insieme dei cambiamenti che la roccia subisce a temperature e pressioni relativamente basse (fino a circa 200 C e 2Kbar), che possono influenzare la struttura originale della roccia ed in minor misura la sua originale mineralogia. I processi diagenetici si definiscono «precoci» se avvengono al momento della sedimentazione fino a un modesto seppellimento. I processi diagenetici «tardivi» hanno invece luogo invece dopo un seppellimento più profondo; il loro innnesco e la loro durata complessiva possono richiedere anche milioni o decine di milioni di anni. Si riconoscono diversi fasi nel corso della diagenesi: compattazione, che è dovuta al peso dei sedimenti sovrastanti (pressione litostatica); essa provoca la fuoriuscita delle acque interstiziali, l'avvicinamento dei singoli clasti e quindi una riduzione della porosità e della pemeabilità del sedimento; dissoluzione e sostituzione, che interessano alcuni minerali che possono disciogliersi e/o essere rimpiazzati da altri; questo è un processo importante nella trasformazione di alcune rocce come la trasformazione della calcite in dolomite (dolomitizzazione). Precipitazione di nuovi minerali dalle acque percolanti tra gli interstizi del sedimento; se la precipitazione è elevata, arrivando a riempire gran parte dei pori entro la roccia, si ottiene la cementazione del sedimento stesso che da incoerente diviene infine coerente.

7 erosione CICLO 1 trasporto deposizione sollevamento diagenesi (es. arenarie) CICLO 2 Sollevamento (es. orogenesi)

8 Weathering = degradazione Weathering is the response of materials within lithosphere at or near its contact with the atmosphere, the hydrosphere, and peraphs still more importantly, the biosphere. Weathering: processi di disgregazione fisica, chimica e biologica che rappresentano lo stadio iniziale della formazione di un deposito sedimentario ipi di weathering Weathering fisico: Weathering chimico: crioclastismo termoclastismo caduta di pressione idrolisi idratazione carbonatazione ossidazione soluzione Weathering biologico: Azione di organismi e microorganismi

9 CLASSIFICAZIONE DELLE PIU FREQUENTI ROCCE SEDIMENTARIE Operativamente, le più comuni rocce sedimentarie sono suddivise in: - rocce terrigene silicoclastiche (TS) - rocce carbonatiche (CA) - rocce evaporitiche (EV) - rocce silicee (SI) - Bituminose (Bi), fosfatiche (Fo), ferrifere La regione geologica abruzzese mostra una notevole variabilità litologica ed è possibile riscontrarvi tipi di rocce sedimentarie appartenenti a quasi tutti i tipio sopraindicati, seppur in variabile quantità e frequenza (SI) (CA) (TS) (Fo) (EV) (TS) (SI)(Bi) (TS) (CA) (TS) (TS) (CA) (Bi) (Bi) (Fo) (EV) (EV) (TS) (TS) (CA) (CA) (TS) (CA) (TS) (Fo) (CA) (CA) (CA)

10 Caratteri tessiturali Circa il 90% dei sedimenti (e delle rocce sedimentarie) è di tipo particellare. Le unità elementari di tali sedimenti sono ossia particelle dette GRANULI o GRANI, che costituiscono l ossatura che sostiene il sedimento (IMPALCATURA). GRANULI, MATRICE e CEMENTO sono i fondamentali componenti tessiturali delle rocce particellari. Molto frequentemente questi tre fondamentali costituenti coesistono in una roccia sedimentaria

11 granuli matrice cemento

12 Caratteri tessiturali In base alle diverse proporzioni fra granuli e matrice possiamo distinguere le diverse tessiture delle rocce sedimentarie clastiche (o terrigene) Grano-sostenuta matrice-sostenuta (fango-sostenuta se la matrice è pelitica, cioè molto fine) fangosa (Pelitica)

13 fra i Caratteri tessiturali elemento classificativo primario è rappresentato dalla granulometria del sedimento (grain size)

14 Elementi tessiturali: Granulometria

15 Principali elementi composizionali

16 Conglomerati (o Ruditi) Rocce che contengono più del 50% di granuli di taglia granulometrica superiore a 2mm Ghiaia: sedimento di taglia ruditica, sciolto non ancora consolidato Conglomerato: roccia di taglia ruditica, cementata (ghiaia cementata) i cui granuli sono più o meno arrotondati. Breccia: roccia di taglia ruditica, con ciottoli a spigoli vivi cementati Dal punto di vista TESSITURALE vengono distinti: Ortoconglomerati: quando i granuli formano un intelaiatura continua (tessitura grano-sostenuta); gli spazi intergranuli possono essere vuoti, riempiti da cemento o riempiti da sedimento più fine (matrice). Paraconglomerati: quando i granuli sono dispersi all interno della matrice che funge da collante del sedimento (tessitura matrice-sostenuta).

17 Tessitura: particellare, grano-sostenuta, granuli della taglia delle ghiaie (diametro > 2mm) > 50%, granuli arrotondati e sub-arrotondati 2 cm

18 Tessitura: particellare, grano-sostenuta, granuli della taglia delle ghiaie (diametro > 2mm) > 50%, granuli sub-arrotondati e sub-angolosi Nome roccia: Conglomerato (Ortoconglomerato) 2 cm

19 Tessitura: particellare, grano-sostenuta, granuli della taglia delle ghiaie (diametro >> 2mm) > 50%, granuli A spigoli vivi (scarsissimo trasporto) deposizione per gravità lungo versanti o al loro piede. Nome roccia: Conglomerato o più comunemente breccia cementata 20 cm

20 Tessitura: particellare, matrice-sostenuta, granuli della taglia delle ghiaie (diametro > 2mm) > 50%, granuli arrotondati e sub-arrotondati Nome roccia: Conglomerato (Paraconglomerato) 2 cm

21 Esempi di conglomerati riscontrabili nelle aree montane abruzzesi Conglomerato di Rigopiano Pliocene inferiore (area gran sasso-morrone Passo S. Leonardo Versante W Morrone Brecce grossolane cementate di versante sono molto comuni in tutte le aree montane d abruzzo, soprattutto se a substrato calcareo. La loro età è per lo più Quaternaria Conglomerato di Roccacaramanico Pliocene inferiore (area Morrone-Majella) Versante W M. Rotella

22 Arenarie (o Areniti) Rocce che contengono più del 50% di granuli di taglia granulometrica (D) 2mm< D <0.062mm (granuli visibili ad occhio nudo, ben visibili con la lente) Sono caratterizzate da un vasto spettro composizionale. Sabbia: sedimento di taglia arenitica, sciolto non ancora consolidato. n.b. se si riscontra più del 10% di matrice fangosa fra i granuli le arenarie vengono chiamate «arenarie sporch» o Grovacche (ingl. Greywackes)

23 Strati spessi e molto spessi di Arenarie della formazione della Laga (Flysch della laga) Strati e molto spessi di Arenarie della formazione di Cellino

24 Peliti (o Lutiti) Sono rocce molto frequenti, costituendo circa il 50% delle rocce sedimentarie. La granulometria è fine; contengono più del 50% di granuli di taglia granulometrica (D) inferiore a 0.062mm (non sono visibili ad occhio nudo e, se inferiori a 0.03 mm, neanche alla lente) (spesso col termine di PELITI si indicano solo le rocce in cui prevalgono granuli con diametro inferiore a mm, poiché al di sopra di tale dimensione i granuli hanno comportamento idrodinamico simile a quello delle sabbie e poiché al di sotto di questo valore i granuli non sono riconoscibili alla lente) Silt: granuli appartenenti alla classe granulometrica compresa tra 0.062mm e mm. Argilla: Sedimento con granulometria inferiore a mm. Non è sempre facile, soprattutto al solo esame visivo, distinguere tra argilla e silt.

25 Alternanza di sottili strati di arenaria e strati di marna Alternanza di sottili strati di arenaria e strati di siltite Argille marnoso-siltose F.Ne di Mutignano Loc. Calanchi di Atri Livello argillitico anossico «Bonarelli» (black shale)