Rocce sedimentarie
 Uno dei tre grandi gruppi in cui sono suddivise le rocce
(gli altri due sono quello delle rocce ignee e delle metamorfiche) è quello
delle rocce sedimentarie, che, come dice il nome,
sono il risultato dell'accumulo e del
consolidamento di strati di materiale incoerente. Le rocce sedimentarie
costituiscono dal 70% al 75% della superficie terrestre esposta; tuttavia esse
costituiscono solo il 15% della crosta terrestre esterna (che all'incirca ha uno
spessore di 16 Km).
I cinque principali tipi di rocce sedimentarie -
carbonatiche, autigene, carbonacee, terrigene e piroclastiche - possono essere
distinti per la loro composizione chimica e mineralogica e per la loro origine.
Le rocce carbonatiche sono composte principalmente da
calcite o da dolomite.
Le rocce autigene comprendono le evaporiti, che contengono
gli alogenuri
 e i solfati, e altre rocce di origine chimica, come, a esempio, le
selci e le rocce ricche di magnesio e ferro.
Le rocce carbonacee sono costituite di materiale carbonioso,
le rocce terrigene sono composte di vari silicati provenienti dall'erosione e le
rocce piroclastiche sono composte da vari silicati e vetri provenienti
dall'attività vulcanica.
I primi tre tipi hanno origine dagli ambienti dove è
avvenuta la deposizione e, nella stragrande maggioranza, sono conservati in
essi; le rocce terrigene, invece, sono composte di materiale che proviene da
zone esterne all'ambiente di deposizione. Le rocce piroclastiche, infine, hanno
origine in un ambiente vulcanico e possono accumularsi nello stesso ambiente di
deposizione in cui si trovano i vulcani, oppure l'accumulo può avvenire lontano
dall'ambiente di deposizione.
ROCCE CARBONATICHE
Le rocce carbonatiche possono essere o calcari o dolomie. I
costituenti fondamentali
 della maggior parte dei calcari (eccezioni di rilievo
sono le scogliere e i fanghi calcarei) sono gusci e noduli delle dimensioni
della sabbia. Gli spazi fra questi sono riempiti da fango calcareo (il cui
equivalente litificato è la micrite) o da calcite spatica con inclusioni fluide.
La micrite può presentarsi o come matrice fra particelle della dimensione della
sabbia o, nei calcari a grana fine, come un materiale "compatto". Le dimensioni
delle particelle di una micrite sono inferiori a 4 micrometri e di solito
variano da 1 a 3 micrometri. Osservando un calcare a occhio nudo, la micrite
appare non lucente e opaca; in sezione sottile al microscopio da petrografia
appare subtraslucida con una debole tonalità marroncina.
Il cemento spatico è il componente chiaro, cristallino,
delle rocce carbonatiche con lucentezza vitrea; le dimensioni dei cristalli
raggiungono le decine e le centinaia di micrometri. La
dolomite è il principale
costituente, più del 50%, delle dolomie, la cui origine non è del tutto chiara.
In passato si pensava solo a una genesi metasomatica (dolomitizzazione) in cui
il carbonato di calcio veniva sostituito in parte da quello di magnesio formando
il carbonato doppio di calcio e magnesio (dolomite); oggi, accanto a questa
genesi, si considera anche la possibilità di un'origine evaporitica.
ROCCE AUTIGENE
Le rocce autigene contengono un minerale che ha
cristallizzato in loco, dopo che il sedimento o la roccia incassanti si erano
già formati. Sebbene le rocce autigene abbiano un'origine comune, esse sono
molto diverse dal punto di vista chimico e mineralogico. I tipi più importanti
sono la selce, le evaporiti, le rocce fosfatiche, le rocce sedimentarie a
minerali di ferro e di manganese.
Selce
La selce è una roccia fragile e dura, con frattura da
scheggiata a concoide e lucentezza vitrea, che si trova in strati e in lenti. La
composizione mineralogica, silice quasi pura, è influenzata dalla composizione
dei sedimenti o delle rocce incassanti. Per esempio, nell'Oceano Pacifico
centrale, la selce a composizione cristobalitica si trova nei sedimenti
argillosi, mentre quella a composizione quarzosa è limitata ai carbonati. I
gusci di organismi silicei come i radiolari e le diatomee e le spicole delle
spugne, sono composte di opale. Le conchiglie silicee delle selci terziarie sono
per la maggior parte opaline, ma si può dire che quasi tutta la silice delle
selci paleozoiche si trovi sotto forma di quarzo e calcedonio.
Evaporiti
Le evaporiti si formano per precipitazione da salamoie
concentrate dall'evaporazione. Sebbene si conoscano 40 differenti specie
mineralogiche dei depositi evaporitici, soltanto una ventina di queste hanno una
concentrazione apprezzabile. Di queste soltanto i solfati - i più comuni dei
quali sono il gesso e l'anidrite - e gli alogenuri - specialmente
salgemma o
sale da cucina, che si presentano in serie di oltre 1000 m di spessore - formano
grandi estensioni di rocce sedimentarie.
Fosforiti
Le fosforiti sono composte di apatite. I noduli di fosforite
si trovano sul fondo dei mari attuali, dalle zone costiere fino alle acque
profonde, e gli antichi depositi fosforitici si trovano nelle varie province
fosfogeniche che si estendono per parecchie migliaia di Km². Le rocce fosfatiche
di questi antichi depositi sono costituite da frammenti di ossa, di pellets,
delle dimensioni della sabbia, che probabilmente hanno un'origine fecale
(diametro da 100 a 400 m), pisoliti, gusci fosfatizzati di varie conchiglie
calcaree, e coproliti - grandi pellets (da 2 a 5 mm di diametro).
Sebbene tutte le rocce sedimentarie contengano quantità di
ferro facilmente rilevabili, i depositi ferriferi sono quelli che contengono in
predominanza minerali di ferro, specialmente ossidi (ematite e magnetite),
idrossidi (goethite, e quindi limonite), carbonati (siderite), silicati (chamosite,
greenalite e glauconite) e solfuri (pirite e pirrotina).
ROCCE CARBONACEE
Le rocce carbonacee (v. carbone) sono state classificate per
grado (contenuto in carbone e potere calorifero) e per le caratteristiche
petrografiche. Durante la carbonificazione i prodotti diventano più scuri e più
lucenti - per il continuo graduale aumento del materiale carbonioso dalla
lignite (o dall'antesignana torba) si giunge, attraverso il carbone bituminoso o
sub bituminoso, fino all'antracite. Nello stesso tempo, il loro contenuto di
carbonio e il loro potere calorifero aumentano, mentre diminuisce la percentuale
di umidità, di composti volatili e di ossigeno. Dal punto di vista petrografico,
si possono distinguere quattro tipi di carbone. La vitrite è un carbone con
lucentezza vitrea e con frattura concoide. La durite è un carbone terroso privo
di lucentezza. La clarite, se fratturata perpendicolarmente alla direzione di
stratificazione, mostra superfici lisce brillanti con lucentezza sericea. La
fusite, conosciuta anche come "carbone minerale", è un legno carbonizzato.
ROCCE TERRIGENE
Le rocce terrigene
sono costituite da frammenti detritici provenienti dalla terraferma e dovuti
all'alterazione superficiale. Le dimensioni variano in misura molto
notevole, dalla frazione dei micron fino a parecchi metri. I tre principali tipi
di rocce terrigene - argilliti, arenarie, e conglomerati e brecce sedimentarie -
si diversificano per le dimensioni dei granuli che le costituiscono.
Le argilliti sono rocce a grana fine che contengono notevoli
quantità di minerali argillosi che generalmente hanno la granulometria dei silt
e delle argille. Molte argilliti sono fissili, cioè si dividono facilmente in
sottili lamine.
Nelle arenarie predominano i granuli con le dimensioni della
sabbia.
I conglomerati (v. conglomerato) e le brecce sedimentarie
sono rocce a grana grossolana formatesi per litificazione di ghiaia,
rispettivamente arrotondata o spigolosa. Più del 30% dei frammenti più grandi ha
un diametro superiore ai 2 mm. I frammenti possono essere costituiti da
frammenti di roccia di varie dimensioni. I conglomerati e le brecce sedimentarie
sono classificati in funzione del tipo di matrice e delle dimensioni e del tipo
dei frammenti di roccia. Un campione che contiene più dell'80% di materiale a
grana grossolana è chiamato conglomerato vero e proprio; uno che contiene dal
30% all'80% di tale materiale è conglomerato sabbioso o arenaceo o argilloso. La
matrice può essere calcarea o sideritica.
ROCCE PIROCLASTICHE
Il materiale delle rocce piroclastiche è materiale igneo
esplosivo, depositato come sedimento. A causa della loro instabilità chimica, le
rocce piroclastiche sono soggette a rapida alterazione diagenetica; ciò rende
difficilmente identificabili quelle precambriane e paleozoiche e anche quelle
mesozoiche.
Le particelle delle rocce piroclastiche provengono
principalmente dai vulcani, specialmente quelli situati in aree di attività
tettonica e negli archi insulari. Il materiale che fuoriesce dalle bocche
vulcaniche durante le esplosioni si sparge su vaste aree. Sui continenti, il
volume delle rocce piroclastiche è molto più grande di quello della lava. Le
rocce piroclastiche vengono classificate sulla base della granulometria, del
tipo di particelle che le costituiscono e dalla loro origine. Il materiale
piroclastico con diametro superiore a 32 mm può formare le bombe o i blocchi.
Le bombe si formano quando la lava fusa eruttata solidifica
prima di ricadere; esse hanno, comunemente, forme a treccia e strutture
concentriche. I blocchi sono eruttati dal vulcano già solidi e sono costituiti
da frammenti spigolosi di roccia vulcanica.
I lapilli hanno grandezza intermedia (diametro da 4 a 32 mm)
fra le bombe e i blocchi e le ceneri (diametro minore di 4 mm).
Gli agglomerati sono costituiti principalmente da bombe; le
brecce vulcaniche da blocchi; i tufi a lapilli da lapilli; i tufi (in senso
stretto) da cenere. Dal punto di vista della composizione le rocce piroclastiche
hanno tre termini estremi: i frammenti di roccia, i cristalli, il vetro. In una
sezione sottile al microscopio da petrografia, l'operatore stima (o conta) le
proporzioni relative di questi tre termini estremi. Un campione può essere
identificato in funzione della quantità di termini estremi. Le rocce
piroclastiche si alterano a minerali argillosi (specialmente montmorillonite),
zeoliti, calcedonio, opale, quarzo e materiale microcristallino che, in sezione
sottile al microscopio da petrografia, assomiglia alla selce.
Il vetro è comune solo nelle rocce del medio-terziario o più
recenti. Anche le zeoliti sono assenti dalle rocce del paleozoico inferiore;
probabilmente si sono alterate a feldspati. Un prodotto di alterazione delle
rocce piroclastiche è la bentonite, un'argillite composta in massima parte da
montmorillonite.
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