AMBIENTE SEDIMENTARIO ROCCE SEDIMENTARIE

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1 AMBIENTE SEDIMENTARIO ROCCE SEDIMENTARIE

2 LE ROCCE SONO AGGREGATI NATURALI DI MINERALI Le rocce della litosfera, in base alla loro origine, possono essere suddivise in: 3 GRUPPI 1. ROCCE MAGMATICHE 65% 2. ROCCE METAMORFICHE 27% 3. ROCCE SEDIMENTARIE 8% sedimentarie magmatiche metamorfiche

3 nei processi evolutivi della Terra le rocce sono continuamente aggredite da agenti fisici, chimici, biologici Le rocce (magmatiche, metamorfiche e sedimentarie) a contatto con gli agenti fisico chimici dell ambiente esogeno (interazione tra litosfera atmosfera idrosfera) sono sottoposte a disgregazione ed alterazione chimica.

4 Il processo che, dall erosione di rocce preesistenti, porta al trasporto dei sedimenti, al loro successivo accumulo e litificazione, fino alla generazione di nuove rocce va sotto il nome di PROCESSO SEDIMENTARIO

5 Le rocce sedimentarie si formano sulla superficie della Crosta terrestre, fondali marini compresi, a spese di rocce preesistenti. I sedimenti possono consistere di frammenti di roccia o di altre particelle di dimensioni tra loro molto diverse, compresi resti di animali o di piante. Sono sedimenti anche quelli che si formano tramite processi chimici o quelli che si generano sotto l azione di entrambe i fenomeni ora citati.

6 Molti depositi di minerali di valore economico sono associati a rocce sedimentarie: petrolio, gas naturale, carbone, sale, zolfo, potassio, gesso, calcari, fosfati, uranio, ferro, manganese, alluminio, pietre per rivestimenti, materiale per cementi, argille per ceramiche etc.).

7 FASI DEL PROCESSO SEDIMENTARIO La formazione di una roccia sedimentaria può essere suddivisa in quattro fasi, che rappresentano il ciclo sedimentario EROSIONE TRASPORTO DEPOSIZIONE DIAGENESI (cementazione e litificazione)

8 Come conseguenza dell erosione si formano i detriti, costituiti da: Minerali primari (originali della roccia ) residui. Minerali secondari, derivati dai primari. Materiale in soluzione.

9 alla formazione dei sedimenti concorrono quindi le seguenti fasi: - EROSIONE - TRASPORTO - SEDIMENTAZIONE

10 EROSIONE

11 EROSIONE Si attua tramite la DISGREGAZIONE DELLE ROCCE preesistenti che avviene con due modalità: DISAGGREGAZIONE MECCANICA in porzioni più minute; ATTACCO CHIMICO di alcuni minerali da parte degli Agenti Esogeni tutti gli elementi che agiscono sulla superficie terrestre ACQUA (ghiaccio), ARIA (vento), GRAVITA, ORGANISMI

12 I processi fisici causano la disgregazione della roccia senza modificarne la composizione chimica. I processi chimici portano a cambiamenti nella composizione e nelle proprietà della roccia. I processi biologici favoriscono sia i fenomeni fisici sia quelli chimici

13 1. - DISGREGAZIONE MECCANICA AZIONE DELL ACQUA pioggia, flussi di marea, moto ondoso, azione delle correnti, espansione possono produrre nelle rocce fenomeni di: - ABRASIONE - EROSIONE - FRATTURAZIONE il congelamento dell acqua all interno delle litoclasi, provoca l allargamento delle fessure che porta alla fratturazione delle rocce Bellieni G., Predonzan R. (2006)

14 EROSIONE DISAGGREGAZIONE MECCANICA AZIONE DEL GHIACCIO L asporto di materiale roccioso da parte delle masse anche imponenti dei ghiacciai determina addirittura la formazione di valli ad U tramite un processo disaggregante delle rocce definito esarazione.

15 1. - DISGREGAZIONE MECCANICA AZIONE DEL VENTO Il vento mobilizza enormi quantità di detriti che, urtando con varia violenza su altre rocce ne provocano una disaggregazione in frammenti di varia misura che, a loro volta, possono funzionare da elementi abrasivi tramite un processo che prende il nome di DEFLAZIONE.

16 1. - DISGREGAZIONE MECCANICA AZIONE DI ORGANISMI VEGETALI Le piante per le loro funzioni vitali sviluppano le loro radici sfruttando anisotropie nelle rocce. L accrescimento dell apparato radicale determina una azione meccanica (dilatazione) che porta alla fratturazione le rocce ospiti.

17 EROSIONE ATTACCO CHIMICO Il principale artefice è l H 2 O L acqua scioglie vari tipi di gas atmosferici, come ad esempio l anidride carbonica CO 2. Ciò contribuisce ad abbassare il ph delle acque d infiltrazione. In prossimità delle radici delle piante, le acque di infiltrazione raggiungono valori di ph molto bassi. L acidificazione delle acque conferisce all acqua la capacità di dissolvere, alterare e portare in soluzione i minerali delle rocce. Esistono, infine, batteri che facilitano la formazione di potenti acidi organici ed addirittura inorganici come l acido nitrico e l acido solforico.

18 EROSIONE ATTACCO CHIMICO Le reazioni che avvengono sono di: 1) dissoluzione CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2- Formazione di soluzioni (acqua che incorpora ioni dei minerali preesistenti). Il tipico esempio è il processo conosciuto come CARSISMO (dissoluzione del carbonato di calcio da parte di acque aggressive): CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 Carbonato di calcio (insolubile) Bicarbonato di calcio (solubile)

19 TRASPORTO

20 I materiali prodotti dalla degradazione e dall alterazione danno origine ad una coltre di detriti che ricopre la roccia inalterata. La porzione superficiale di tale coltre darà origine al suolo. I detriti: In parte restano sul luogo, In parte vengono trasportati.

21 Il trasporto può avvenire in due modi: - MECCANICO (in solido) si realizza grazie alla presenza di un mezzo: - FLUIDO A BASSA VISCOSITA : aria, acqua; - FLUIDO AD ALTA VISCOSITA : miscele con elevato rapporto sedimenti/acqua - SOLIDO: ghiaccio. - CHIMICO (in soluzione)

22 Gli agenti del trasporto sono: Gravità, Vento, Acque, Ghiacciai Organismi L acqua è il più efficace veicolo per detriti e sostanze disciolte. La gravità è il motore principale del trasporto: quando un fiume rallenta o il vento perde energia, i materiali si depositano.

23 Arrotondamento dei clasti l azione di trasporto produce un arrotondamento degli spigoli nei detriti (clasti) angolare (poco arrotondato) intermedio arrotondato La durata e la distanza di trasporto influisce sulla forma dei clasti (sempre più arrotondati), sulle dimensioni (sempre minori), sulla composizione mineralogica. breve moderata lunga

24 Classazione processo di selezione dei granuli in funzione della loro dimensione, forma e peso specifico ad opera degli agenti di trasporto e dei meccanismi di sedimentazione scarsa moderata buona clasti di quarzo ben arrotondati e ben classati in una arenaria

25 Il trasporto termina quando si creano condizioni idonee alla deposizione che si attua in un bacino sedimentario cioè in un ambiente idoneo alla sedimentazione; SEDIMENTAZIONE

26 Per sedimentazione si intende l accumulo di materiale (sedimenti) che può depositarsi dopo un lungo trasporto o nello stesso punto in cui è iniziata la disgregazione delle rocce e dei minerali primari.

27 TIPOLOGIA E NOMENCLATURA DEI SEDIMENTI La domanda base si riferisce alla loro derivazione: MECCANICA CHIMICA o BIOLOGICA

28 SEDIMENTI AUTOCTONI e ALLOCTONI Sono autoctoni i materiali che non hanno subito trasporto: si sono formati nel luogo dove è avvenuta la sedimentazione. Sono alloctoni i materiali che hanno subito trasporto.

29 DIAGENESI I sedimenti accumulati nei bacini di sedimentazione vengono sottoposti ad un insieme di processi fisico chimici capace di trasformare i materiali incoerenti in nuova roccia. Tale fase del processo sedimentario è detta diagenesi.

30 la DIAGENESI si manifesta in condizioni di basse temperature e basse pressioni quindi in ambiente di crosta superficiale

31 Processi fisico chimici della diagenesi Processi fisici Processi chimici Compattazione Dovuta al peso dei sedimenti Dissoluzione per pressione (soluzione di un minerale meno stabile che lascia una cavità) Precipitazione di minerali Cementazione Dipendono dalla profondità di seppellimento Dissoluzione chimica di minerali Dipende dall acqua (acidità, salinità etc)

32 Durante la compattazione i granuli si avvicinano tra loro e l acqua presente negli spazi viene espulsa, con riduzione della porosità. Alcune sostanze minerali possono precipitare dall acqua svolgendo azione cementante. Il cemento più comune è calcite o silice

33 OSSERVAZIONI MACROSCOPICHE - presenza o assenza di anisotropie (piani di stratificazione); - grana (dimensione dei granuli); - colore; - colore della polvere; - densità (stima in base al peso del campione in rapporto al suo volume); - durezza (rocce mono-mineraliche); - reagenti chimici - presenza di resti organici

34 ROCCE SEDIMENTARIE FISICA CHIMICA ORGANOGENA

35 Roccia madre Disgregazione meccanica (fisica) Alterazione chimica detrito soluzione Rocce detritiche o clastiche diretta precipitazione Attraverso organismi Rocce chimiche Rocce biochimiche

36 ROCCE SEDIMENTARIE disgregazione FISICA trasporto sedimentazione diagenesi

37 ROCCE SEDIMENTARIE CHIMICA Dissoluzione e trasporto deposizione

38 ROCCE SEDIMENTARIE ORGANOGENA

39 ROCCE TERRIGENE o detritiche o clastiche

40 Nome della roccia CONGLOMERATI (ruditi) ARENARIE (areniti) ARGILLITI (lutiti) Nome dei sedimenti Nome dei grani Classi dimensionali in mm GHIAIE blocchi Maggiore di 256 SABBIE Ciottoli di varia grandezza Sabbia di varie dimensioni /16 FANGHI Silt 1/16 1/256 argilla Minore di 1/256

41 Grandezza dei granuli La grandezza dei granuli delle rocce terrigene è funzione di: - Grandezza dei costituenti del materiale di partenza - Quantità di energia del sistema (velocità della corrente, turbolenza del mezzo di trasporto) - Durata del trasporto

42 G Ghiaia G Conglomerato

43 Gs Ghiaia sabbiosa Gs Conglomerato sabbioso

44 S Sabbia S Arenaria

45 F Fango F Argillite

46 Rocce di sedimentazione chimica o biochimica calcari dolomie evaporiti Costituiti da calcite Costituite da dolomite Costituite da: salgemma, gesso etc. Marne: rocce a composizione carbonatico - argillosa

47 Calcare a grana fine Calcari depositati in mare profondo non presentano fossili visibili ad occhio nudo perchè sono costituiti da gusci di piccoli organismi morti come questo: iforaminiferi Queste specie (viste al microscopio elettronico) sono grandi circa 100 microns (0,1 mm).

48 ROCCE SEDIMENTARIE FISICHE ARENARIA BRECCIA PUDDINGA ARGILLA MARMA CALCARE CHIMICHE GESSO ANIDRITE TRAVERTINO SALGEMMA SELCE DIASPRO ORGANOGENE CALCARE FOSSILIFERO DOLOMIA DIATOMITE