ORIGINE E CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE CLASTICHE

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Sibilla Agostini
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1 ORIGINE E CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE CLASTICHE Meccanismi di alterazione delle rocce (ripasso da Introduzione alle Geoscienze e da approfondire a Geomorfologia) La scala granulometrica e la rappresentazione dei da9 granulometrici Le peli9, le rudi9, le arenarie

2 Dalla roccia ai sedimenti alla roccia clastica ALTERAZIONE ROCCIA MADRE TRASPORTO Acqua, aria, ghiaccio, DEPOSIZIONE S E L E Z I O N E A B R A S I O N E Alterazione fisica Alterazione chimica minerali detri9ci minerali au9geni Ioni in soluzione (Ca, K, Na, Fe, Mn ecc) sedimen9 DIAGENESI rocce sedimentarie

4 Meccanismi alterazione delle rocce ALTERAZIONE FISICA ALTERAZIONE CHIMICA Crolli gravita9vi Termoclas9smo Crioclas9smo Aloclas9smo AOvità organica Rilascio tensioni Raffreddamento Idrolisi Dissoluzione Ossidazione

5 L'idrolisi dei silicati geologia stratigrafica e sedimentologia prof. Iannace ROCCIA + ACQUA ARGILLE REAZIONE CHIMICA COMUNEMENTE LEGATE AI PROCESSI DI ALTERAZIONE: 2KAlSi 3 O 8 +2H + +H 2 O Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 2K + +4SiO 2 FELDSPATO + ACQUA CAOLINITE + SILICE + IONI The contact of rocks and water produces clays, either at or near the surface of the earth (Velde, 1995):

14 Rilascio di tensioni + gravità

15 geologia Paesaggio carsico str atigr a imento fica e sed e of. Iannac logia pr

16 Paesaggio carsico

17 I tre aspetti da osservare e descrivere Composizione Tessitura Strutture Composizione mineralogica Natura sorgente Selezione durante trasporto (maturità mineralogica) Forma, dimensioni e relazione spaziale tra i granuli Forma iniziale grani, grado di selezione durante e meccanismo trasporto (finale) e deposizione AspeE macroscopici dello strato Meccanismo di trasporto e deposizione, processi postdeposizionali (meccanici, chimici, biologici)

18 I costituenti delle rocce clastiche geologia stratigrafica e sedimentologia prof. Iannace GRANULI LITICI Frammen' delle rocce preesisten' MINERALI DETRITICI MAGGORI Quarzo (monocristallino), feldspa', muscovite MINERALI DETRITICI ACCESSORI Minerali "pesan'" (zircone, ru'lo, granato, apa'te, pirosseni) MINERALI AUTIGENI Argille: maggiori: illite, kaolinite, montmorillonite, clorite minori: glauconite, vermiculite, palygorskite,

20 geologia I costituenti comuni delle rocce clastiche str atigr a imento fica e sed e of. Iannac logia pr

21 Minerali accessori rutilo <> <> oro

22 ANALISI TESSITURALE SEDIMENTI E ROCCE SEDIMENTARIE

23 La scala Udden-Wentworth Phi (φ) = -log 2 (Diametro in mm) Quindi: se un granulo è 8 mm... Phi= - 3 perchè 2 3 = 8 Ricorda che: geologia stratigrafica e sedimentologia prof. Iannace 1mm: φ = 0 φ positivo per i sedimenti più fini (più diffusi) ogni raddoppio del diametro = un incremento unitario di φ utile per i calcoli statistici

24 La scala granulometrica e la terminologia

25 Classificazione granulomterica (inglese) SEDIMENT gravel (pebble cobbles, boulder) sand SEDIMENTARY ROCK conglomerate sandstone GRAIN-SIZE CLASS rudite - psefite arenite psammite silt mud - clay siltstone shale mudrock siltite lutite pelites

26 Classificazione granulometrica (italiano) SEDIMENTO ghiaia, (ciottoli, blocchi, massi) sabbia ROCCIA SEDIMENTARIA conglomerati arenarie CLASSE GRANULOMETRICA rudite - psefite arenite - psammite limo siltiti siltite "argilla" "argillite"-pelite lutite - pelite

27 Arrotondamento e sfericità qualitativi

28 Forma dei clasti

29 Sorting qualitativo

30 Rappresentazioni quantitative della composizione granulometrica

31 Rappresentazioni quantitative della composizione granulometrica inclinazione tra]o reolineo: Sor9ng campione A > sor9ng campione B A B Gradino in B: bimodalità granulometria campione A granulometria campione B Le curve cumula9ve consentono una visualizzazione immediata della composizione granulometrica e consentono di visualizzare in un unico diagramma mol9 campioni (e confrontarli)

32 Rappresentazioni quantitative della composizione granulometrica Perfe]amente reolineo : sor9ng ideale (log-normale) In un diagramma probabilis9co si dilata la rappresentazione delle classi granulometriche estreme

Calcolo grafico dei percentili φ n è l estremo più fine della granulometrie che comprendono Il n% del campione. φ n viene definito come l' ennesimo percenfle del campione.

33 Calcolo grafico dei percentili φ n è l estremo più fine della granulometrie che comprendono Il n% del campione. φ n viene definito come l' ennesimo percenfle del campione. Nell'esempio : il ventesimo percen'le (φ 20 ) è 0.86φ il 20% del campione è più grossolano di 0.86 φ Il diagramma probabilis9co consente una più agevole valutazione dei percen9li u9li per il calcolo (approssimato) delle grandezze sta9s9che

34 Calcolo dei parametri statistici secondo Folk and Ward (1957) Median Mean sor9ng coefficient (Standard devia9on) Skewness Md = φ 50 M = φ + φ + φ σ = Sk φ φ16 φ95 φ5 4 φ84 + φ16 = ( φ φ ) 2( φ φ ) 84 2φ φ + + φ 2φ Kurtosis K = φ 95 φ ( φ φ 25 )

35 Sorting quantitativo sor9ng coefficient semplificato σ = φ 84 φ 16 2 σ 0,35 0,50 0,80 1,40 2,00 molto ben selezionato ben selezionato discretamente selezionato mediocremente selezionato scarsamente selezionato molto scarsamente selezionato

36 Sorting quantitativo: asimmetria (Skewness) geologia stratigrafica e sedimentologia prof. Iannace distribuzione normale skewness = 0 simmetrica coda grossolana (coarse tailed) asimmetria nega9va (skewness < 0) coda fine (fine tailed) asimmetria posi9va (skewness > 0)

37 Sorting quantitativo: appuntimento (Kurtosis) geologia stratigrafica e sedimentologia prof. Iannace K > 1 Picco accentuato (Leptokur9c) K = 1 Distribuzione normale (Mesokur9c) K < 1 Distribuzione appiaota (Platykur9c)

38 Indicatori di maturità tessiturale

39 Tessiture e genesi Prima metà del '900: Sviluppo della Scala Udden Wentworth Analisi relazione forma granuli trasporto (Waddel, Kuenen) Analisi relazione granulometria trasporto (Krumbein, PeOjhon) geologia stratigrafica e sedimentologia prof. Iannace Nessun risultato determinis9co impossibile stabilire relazione semplice tra tessitura e genesi Mo9vi: Policliclicità dei sedimen9 Sorgen9 mul9ple nei bacini idrografici La smerigliatura eolica si perde rapidamente in acqua L'arrotondamento è veloce con granuli grandi, lento con i piccoli Seconda metà del '900: Studi sperimentali in laboratorio Studi compara9 ambien9 a]uali e record fossile Analisi stru]ure sedimentarie e associazioni di facies

40 Un risultato "classico"

41 Glossario geologia stratigrafica e sedimentologia prof. Iannace Scala Phi della granulometria weathering tessitura dei sedimen9 skewness maturità tessiturale e mineralogica sor9ng (selezione)

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