rocce ignee approfondimenti

LE ROCCE
Le ROCCE
IL CICLO DELLE ROCCE
Le rocce derivano da tre processi
chimico-fisici fondamentali:
¾ CRISTALLIZZAZIONE
da un fuso magmatico
Rocce MAGMATICHE
o IGNEE
¾ PRECIPITAZIONE
da una soluzione e/o
DEPOSIZIONE di sedimenti
Rocce
SEDIMENTARIE
¾ RICRISTALLIZAZIONE
allo stato solido
Rocce
METAMORFICHE
Le ROCCE
IL CICLO DELLE ROCCE
rocce
sedimentarie
diagenesi
NB. MAGMA= fuso silicatico
ad alta temperatura,
costituito da materiale allo
stato liquido, solido e gassoso
sedimenti clastici
alterazione
trasporto
sedimentazione
metamorfismo
rocce
rocce
plutoniche vulcaniche
atmosfera
rocce
met.metamorfiche metamorfismo
cristallizzazione
crosta sup
fusione
crosta inf
mantello
magma
parziale
Le ROCCE
PROCESSI che caratterizzano la
FORMAZIONE delle rocce
rocce ignee
rocce metamorfiche
rocce sedimentarie
liquido
solido
solido (+liquido)
solido
solido
solido
sottrazione calore
diminuzione T
Variazioni
P, T, σ11, σ22, σ33
Erosione, trasporto, deposizione/
precipitazione
solidificazione
(cristallizzazione, etc)
riequilibrazione
(ri-)cristallizazione
diagenesi
Le ROCCE
CONDIZIONI per la formazione delle rocce
la classificazione di primo rango è di tipo genetico:
rocce ignee (plutoniche e vulcaniche), metamorfiche e sedimentarie
Temperatura (°C)
0.0
0.1
Pressione
(GPa)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Le ROCCE
Criteri MACROSCOPICI per distinguere
rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie
Rocce SEDIMENTARIE
clastiche e non, con evidenti elementi strutturali di origine
sedimentaria (es. superfici di strato, frammenti di roccia, fossili, ecc.)
Le ROCCE
Rocce SEDIMENTARIE
Struttura CLASTICA
Struttura STRATIFICATA (anisotropa)
FOSSILI
Le ROCCE
Rocce MAGMATICHE
Struttura
FANERITICA =
olocristallina, i
minerali si
riconoscono ad
occhio nudo o con
l’aiuto di una lente
Struttura ISOTROPA = nessuna orientazione preferenziale
Struttura
AFANITICA = i
minerali NON si
riconoscono
neanche con l’aiuto
di una lente. La
roccia può essere
olocristallina o
vetrosa
Le ROCCE
Rocce MAGMATICHE
Struttura VETROSA
Struttura VACUOLARE
Struttura AMIGDALARE
(amigdale= cavità riempite da
minerali secondari)
Le ROCCE
Rocce MAGMATICHE
Struttura PORFIRICA: si riconoscono cristalli di
dimensioni maggiori (fenocristalli) rispetto alla massa
di fondo, che può essere vetrosa o cristallina
Le ROCCE
Rocce METAMORFICHE
Cristalline con struttura da massiva (granofelsica) a
foliata fino a scistosa, talvolta porfiroblastica.
Struttura
GRANOFELSICA:
struttura isotropa,
senza orientazioni
preferenziali dei
minerali
Struttura SCISTOSA (o
FOLIATA): struttura
anisotropa per la
presenza di superfici
planari legate alla isoorientazione dimensionale
dei minerali non isodiametrici
Le ROCCE
Rocce METAMORFICHE
Struttura PORFIROBLASTICA:
presenza di PORFIROBLASTI =
cristalli di dimensioni maggiori rispetto
alla matrice della roccia
Struttura OCCHIADINA: si riconoscono PORFIROBLASTI avvolti dalle
superfici di foliazione
Le ROCCE: riepilogo…
STRUTTURE
MAGMATICHE
FANERITICA
AFANITICA
PORFIRICA
VETROSA
VACUOLARE
AMIGDALARE
SEDIMENTARIE
CLASTICA
STRATIFICATA
PRESENZA DI FOSSILI
METAMORFICHE
GRANOFELSICA
FOLIATA
OCCHIADINA
LE ROCCE
MAGMATICHE
Rocce MAGMATICHE
ROCCE MAGMATICHE (IGNEE)
PLUTONICHE - INTRUSIVE
Æ cristallizzano in profondità
Æ raffreddamento lento
VULCANICHE – EFFUSIVE
Æ cristallizzano in superficie
Æ raffreddamento rapido
Rocce MAGMATICHE
PLUTONICHE – INTRUSIVE Æ cristallizzano in profondità
Marocco
Isola d’Elba
Sardegna
Rocce MAGMATICHE
VULCANICHE – EFFUSIVE Æ cristallizzano in superficie
Tenerife - Canarie
Etna
Hawaii
Lanzarote - Canarie
Rocce MAGMATICHE
GRANA delle rocce magmatiche
La GRANA delle rocce magmatiche è funzione della velocità di
raffreddamento: un raffreddamento rapido produce cristalli di
piccole dimensioni, mentre un raffreddamento lento favorisce la
crescita di cristalli grandi.
GROSSA > 5 mm, MEDIA: 5-1 mm, FINE: < 1 mm
Rocce MAGMATICHE
STRUTTURA delle rocce magmatiche
PLUTONICHE - INTRUSIVE Æ
raffreddamento lento Æ
FANERITICHE (= olocristalline)
VULCANICHE – EFFUSIVE Æ raffreddamento rapido
Æ AFANITICHE – PORFIRICHE – VETROSE
Rocce MAGMATICHE
GRANA delle rocce magmatiche
Vengono definiti FENOCRISTALLI quei cristalli le cui dimensioni
sono nettamente maggiori rispetto a quelle dei cristalli nella
MASSA DI FONDO
Struttura PORFIRICA
PLUTONICA
Fenocristalli
Massa di fondo faneritica
VULCANICA
Fenocristalli
Massa di fondo vetrosa
Rocce MAGMATICHE
INDICE DI COLORE
L’indice di colore (C.I.) è definito dalla percentuale IN
VOLUME dei minerali femici (scuri)
Sulla base dell’indice di colore le rocce magmatiche vengono
distinte in:
¾ Ololeucocrate: C.I. = 0-10%
¾ Leucocrate: C.I. =10-35%
¾ Mesocrate: C.I. = 35–65%
¾ Melanocrate: C.I. > 65%
Rocce MAGMATICHE
FORMA DEI CRISTALLI
a) IDIOMORFO o EUEDRALE: minerali che presentano facce
cristalline totalmente ben sviluppate, cioè dotati di una forma
propria
b) SUBEDRALE: minerali con facce cristalline poco sviluppate
c) ALLOTRIOMORFO o ANEDRALE: minerali che non presentano
facce cristalline ben sviluppate, cioè sono privi di forma cristallina.
Es. quarzo nelle rocce magmatiche intrusive
Struttura
SEQUENZIALE
controllata
dall’ORDINE DI
CRISTALLIZZAZIONE!
Rocce MAGMATICHE – minerali costituenti
I MINERALI COSTITUENTI le rocce magmatiche
™ PRIMARI
segregati direttamente dal magma
¾ FONDAMENTALI comunemente costituiscono parte rilevante (>5%)
e caratterizzante della roccia
sialici
ricchi in Si e Al
femici
ricchi in Fe e Mg
¾ ACCESSORI
diffusi
specifici
™ SECONDARI
quasi mai costituiscono parte fondamentale di
una roccia
si ritrovano comunemente in moltissime rocce
si ritrovano soltanto in rocce di composizione
particolare
si formano in condizioni superficiali in seguito ad
alterazione della roccia
Rocce MAGMATICHE – genesi
GENESI DEI MAGMI
Si distinguono:
a)
¾ Magmi PRIMARI, a chimismo basico:
si formano per fusione parziale del
MANTELLO superiore.
¾ Magmi SECONDARI: si formano per
fusione parziale della CROSTA.
2 contesti geodinamici
Magmi
PRIMARI
a) DORSALE oceanica
b) Zone di SUBDUZIONE
b)
Rocce MAGMATICHE - genesi
Distribuzione attività vulcanica nel mondo
a) Margini di placca DIVERGENTI
(dorsali medio-oceaniche)
b) Margini di placca CONVERGENTI
(zone di subduzione)
c) Magm. intraplacca – HOT SPOT
Rocce MAGMATICHE – genesi
DIFFERENZIAZIONE MAGMATICA
Per DIFFERENZIAZIONE
MAGMATICA si intende un
insieme di processi fisico-chimici
attraverso i quali da magmi
primari basici si arriva a magmi di
composizione acida
™ Magma mixing
™ Assimilazione
™ Cristallizzazione frazionata
Magma BASICO = relativamente povero in silice
Magma ACIDO = più ricco in silice
Rocce MAGMATICHE – genesi
CRISTALLIZZAZIONE FRAZIONATA
Bowen dimostrò che i minerali cristallizzano da un magma secondo
un ordine preciso: cristallizzano per primi i minerali stabili a più
alta temperatura e poi via via quelli stabili a temperature più basse
SERIE DI BOWEN
Euedrali
(molto spazio x
cristallizzare)
Anedrali (si
adattano allo
spazio rimasto)
Rocce MAGMATICHE – genesi
Per cristallizzazione frazionata si generano magmi (e quindi rocce)
di composizione via via diversa, dai magmi basici primari ai magmi
acidi (granitici), gli ultimi della serie.
Ultrabasiche: < 45% SiO2
Basiche:
45–52% SiO2
Intermedie: 65-52% SiO2
Acide:
> 65% SiO2
wt% SiO2
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
La CLASSIFICAZIONE
delle ROCCE MAGMATICHE
CRITERI CLASSIFICATIVI:
(1) MINERALOGICO: basato sull’osservazione
del % in VOLUME dei MINERALI
Rocce
plutoniche
(2) CHIMICO: basato sull’analisi chimica della
roccia totale (% in PESO degli OSSIDI)
Rocce
vulcaniche
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
La CLASSIFICAZIONE
delle rocce MAGMATICHE INTRUSIVE
(1) CRITERIO MINERALOGICO
4 PARAMETRI:
Quarzo/Feldspatoidi
K-feldspato
Plagioclasio
DOPPIO
TRIANGOLO QAPF
(di Streckeisen)
Prende in considerazione solo i minerali SIALICI, non i femici
→ è necessario riportare a 100 la somma dei minerali sialici
%
10
Z=
Metodo per la
diagrammazione di un
punto (composizione A:
X=70%, Y=20%, Z=10%) in
un diagramma triangolare
Y=
20
%
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
X=70%
B: X=20%; Y=50%; Z=30%
B
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q
Classificazione delle rocce
magmatiche INTRUSIVE faneritiche
90
90
V
SO
60
60
UR
E
I.C. >
20
SATURE
20
5
5
A
10
35
65
10
T
SO
TO
• SOVRASSATURE (contengono quarzo)
• SATURE (prive di quarzo e feldspatoidi)
• SOTTOSATURE (contengono feldspatoidi)
P
90
10
SATURAZIONE in SiO2
AT
SS
RA
contenenti quarzo (Q) + feldspati (A, P)
o feldspatoidi (F) > del 10% in volume
(M<90%, M=minerali mafici)
T
SA
60
60
UR
E
F
Q
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Quarzolite
Classificazione delle rocce
magmatiche intrusive faneritiche
90
Granitoidi
quarzitici
contenenti quarzo (Q) + feldspati (A, P)
o feldspatoidi (F) > del 10% in volume
(M<90%, M=minerali mafici)
60
lino
alc
a
Gr
an
ite
ito
Granodiorite
20
Quarzo
Sienite
10
Sienite35
Quarzo
Monzonite
Quarzo
Monzodiorite
Monzonite65 Monzodiorite
Monzonite
a feldspatoidi
eld
spa
t
Monzodiorite
a feldspatoidi
10
Diorite/Gabbro
a feldspatoidi
idi
ato
sp
eld
(Ga
bb
ro
af
af
it e
ien
(S
Monzosienite
a feldspatoidi
Diorite/Gabbro
Anorthosite
P
Monzodiorite
a feldspatoidi
10
Doppio triangolo QAPF
(di Streckeisen): prende in
considerazione solo i minerali
SIALICI, non i mafici
5
90
oid
i
Sienite a
feldspatoidi
Sienite alkalina
a feldspatioidi
Quarzo Diorite/
Quarzo Gabbro
20
5
A
Granito
na l
Sienite
Alcalina
60
To
Quarzo-Sienite
Alcalina
90
60
60
Foidite
F
Diorite (An< 50%)
Gabbro (An >50%)
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q
Q=40; A=30; P=30
90
90
60
60
Granito
20
5
10
A
Q=15; A=40; P=45
20
Quarzo
Monzonite
35
5
90
65
P
10
10
60
60
F
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q
Q=50; A=45; P=5
90
alin
o
90
60
Granito
Gr
an
ito
a lc
60
20
20
5
Q=30; A=50; P=20
5
10
A
35
90
65
P
10
10
60
60
F
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q
90
Q=5; A<5; P>90
90
60
60
20
20
5
5
10
A
35
90
65
10
10
60
60
F
Diorite/
P Gabbro/
Anorthosite
A<5; P>95
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q=10; A=70; P=20
Q
90
90
60
60
ali
Ton
Granodiorite
5
te
20
Quarzo
Sienite
10
A
Q=50; P=50
20
5
35
90
65
P
10
60
60
Foidite
Roccia magmatica intrusiva sottosatura a
sodalite (Azul Bahia)
10
Monzosienite
a feldspatoidi
F
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Plagioclase
Classificazione delle rocce
magmatiche con M>90%
Anorthosite
(Q+A+P+F)<90%
cto
Tro
Ga
bb
ro
90
lite
Olivine
gabbro
Rocce Ultramafiche
Olivine
Dunite
90
Plagioclase-bearing ultramafic rocks
Rocce gabbroidi
Lherzolite
e
Ha
rzb
urg
it e
Olivine
lit
hr
We
Pyroxene
Peridotites
40
Pyroxenites
Olivine Websterite
Orthopyroxenite
10
10
Orthopyroxene
Websterite
Clinopyroxenite
Clinopyroxene
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Ol
Dunite
90
Peridotites
Lherzolite
40
Olivine Websterite
Pyroxenites
10
10
Opx
Cpx
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Classificazione delle rocce MAGMATICHE EFFUSIVE
(M<90%)
(1) CRITERIO MINERALOGICO
Nella maggior parte dei casi le rocce vulcaniche sono
afanitiche: anche se completamente cristalline, non è
possibile riconoscere i minerali ad occhio nudo
DOPPIO TRIANGOLO QAPF
SOLO SULLA BASE DEI FENOCRISTALLI
Nome della roccia preceduto dal prefisso FENO-
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Q
Classificazione delle rocce
magmatiche effusive
(M<90%) - sulla base dei fenocristalli
60
60
Riolite
Dacite
20
Trachite
35
A
10
Trachyte
a feldspatoidi
Latite
Latite
a feldspatoidi
Andesite/
Basalto
65
Andesite/Basalto
a feldspatoidi
10
Tefrite
Ol<10%
Fonolite
Basanite
Ol>10%
60
60
Leucititi
Nefeliniti
F
20
P
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Classificazione delle rocce MAGMATICHE EFFUSIVE
(2) CRITERIO CHIMICO: contenuto in silice (SiO2) e alcali (Na2O+K2O)
Q
BASALTO
ANDESITE
60
60
20
A10
20
35
65
10
60
P
60
F
Da Le Bas et al. (1986) J. Petrol., 27, 745-750
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Le ROCCE PIROCLASTICHE
Le ROCCE PIROCLASTICHE derivano dalla deposizione di materiale
vulcanico eruttato nel corso di un’attività vulcanica ESPLOSIVA.
In funzione della granulometria
questo materiale viene distinto in:
- Ceneri (< 2mm)
- Lapilli (2 - 64 mm)
- Blocchi e bombe (> 64 mm)
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Le ROCCE PIROCLASTICHE
Le ROCCE PIROCLASTICHE vengono classificate in funzione di:
-Tipo di materiale
- Dimensioni del materiale
Rocce MAGMATICHE – CLASSIFICAZIONE
Cerveteri - Necropoli della Banditaccia
Turchia, Cappadocia
Rocce MAGMATICHE
DISTRIBUZIONE delle
ROCCE MAGMATICHE
in Italia
- Plutoniche
- Vulcaniche
Rocce MAGMATICHE
DISTRIBUZIONE delle
ROCCE MAGMATICHE
in Piemonte
Rocce MAGMATICHE
Distribuzione dell’attività vulcanica in Italia
Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
GRANITO rosa
di Baveno
PLUTONICHE
Q
90
90
60
60
20
20
5
A
5
10
35
65
90
10
10
60
P
60
F
SIENITE della Balma
GRANITO bianco di
Montorfano
Alcune rocce MAGMATICHE di interesse per i Beni Culturali
PORFIDO (Riolite)
Val Camonica
VULCANICHE
Q
90
90
60
60
20
20
5
A
5
10
35
65
90
10
10
60
P
60
F
TRACHITE di Zovon
BASALTO
di Serrenti