Le rocce sedimentarie

Formazione delle rocce sedimentarie

Le rocce si disgregano e formano detriti. Le acque, il vento, i ghiacciai trasportano i detriti e li accumulano. I detriti depositati si chiamano sedimenti sciolti. Essi si accumulano nel tempo, quelli più antichi sotto, quelli più recenti sopra. In questa maniera vengono sottoposti a pressioni via via più elevate. L'acqua lentamente sfugge tra i detriti che così si compattano. Essa porta disciolti con sé dei sali minerali che, una volta rilasciati tra i detriti, li cementano e li trasformano così in rocce sedimentarie.

Questo processo si chiama diagenesi. Le rocce sedimentarie si riconoscono perché sono sempre costituite da successioni di strati. Tra uno strato e l'altro possono esserci delle lamine, stratificazioni più sottili dovute all'azione del vento e dell'acqua che hanno trasportato il sedimento.
A seconda dei processi che le formano, le rocce sedimentarie si suddividono in:

Classificazione delle rocce clastiche

Le argilliti sono rocce composte da sedimenti il cui diametro medio è inferiore a 0,004 mm (1/256); in genere la composizione è silicatica (il quarzo è molto diffuso). Se i granuli presentano una grande percentuale di carbonati, le rocce corrispondenti vengono definite marne. Le marne sono rocce grigiastre, talvolta con tonalità azzurre, lisce al tatto.

Le siltiti sono rocce composte da sedimenti il cui diametro medio è compreso tra 0,004 mm (1/256) e 0,063 mm (1/16).

Siltiti e argilliti vengono definite nell'insieme con il termine di lutiti o peliti.

Le areniti sono rocce composte da sedimenti il cui diametro medio è compreso tra 0,063 mm (1/16) e 2 mm, senza distinzioni per quanto riguarda la loro composizione chimica. Le arenarie sono composte prevalentemente da silicati (quarzo e feldspati). Le calcareniti sono a prevalente composizione carbonatica; nelle gessareniti prevale il solfato di calcio.

Le rocce clastiche formate da frammenti il cui diametro medio supera i 2 mm vengono dette conglomerati (anticamente puddinghe)se presentano clasti arrotondati, brecce se i clasti sono spigolosi. In genere vengono definite ruditi e non si fa riferimento alla composizione chimica o mineralogica.

Rocce piroclastiche (possono essere considerate sia ignee effusive che sedimentarie)

Sono prodotte dai frammenti proiettati dall'eruzione dei vulcani e si depositano intorno ad essi. Successivamente i frammenti vengono compattati dalla pressione degli strati sovrastanti e fra loro si deposita un "cemento". La classificazione delle rocce piroclastiche è basata sulla dimensione dei granuli.

Classificazione delle rocce piroclastiche

Le rocce organogene

Derivano da parti del corpo di organismi o dai prodotti dell'attività degli organismi stessi. Col passare del tempo i resti degli organismi si accumulano e subiscono la diagenesi fino a formare delle vere e proprie rocce.

Tipici sedimenti sono costituiti da gusci di molluschi bivalvi o di organismi planctonici quali le diatomee, i radiolari ed i foraminiferi.

Quando questi sedimenti si compattano e si trasformano in rocce, formano le diatomiti (a prevalenza silicea), le radiolariti (a prevalenza silicea) ed i calcari pelagici (carbonato di calcio).

Le selci sono rocce composte da SiO₂ amorfa, microcristallina (diaspri, chert) derivante dagli organismi a prevalente guscio siliceo (spugne, diatomee, radiolari); essi riescono a rimuovere la silice disciolta nelle acque marine e a farla precipitare come supporto solido per le loro parti molli. Quando questi organismi muoiono, precipitano e si accumulano sul fondo, dove le loro parti dure cristallizzano come quarzo microcristallino. Queste rocce si presentano in diversi colori (rosso, nero, grigio) e formano dei noduli caratteristici all'interno delle rocce calcaree o carbonatiche.

Le rocce carbonatiche sono composte essenzialmente da CaCO₃ (calcite) o CaMg(CO₃)₂ (dolomite) e rappresentano il 10-15% delle rocce sedimentarie. Sono sia di tipo organogeno, quando derivano dai foraminiferi o altri animali marini, oppure di tipo chimico, quando derivano dalla precipitazione. Nel primo caso derivano da diagenesi di parti scheletriche oppure gusci di molluschi, echinodermi, celenterati e foraminiferi; questi frammenti prendono il nome di bioclasti. Essi vengono compattati e successivamente cementati da calcite microcristallina (micrite) o calcite spatica (cristalli dovuti a precipitazione per sovrassaturazione delle soluzioni).

Altre rocce di tipo organogeno sono il carbone ed il petrolio, dette anche rocce combustibili. Il carbone si forma dai resti organici di piante: di solito le parti organiche vengono decomposte rapidamente in presenza di ossigeno. In particolari ambienti, come ad esempio le paludi, le piante crescono rapidamente e l'enorme quantità di biomassa che va accumulandosi consuma rapidamente l'ossigeno. Si creano quindi delle condizioni anaerobiche tali da trasformare la massa organica in torba e successivamente in carboni a contenuto via via più elevato in carbonio. Il petrolio si forma dalla trasformazione della materia organica, sempre in condizioni anossiche, proveniente da microrganismi acquatici morti.

Le rocce chimiche

Tipiche rocce sedimentarie di origine chimica sono le evaporiti, cioè rocce derivate dalla precipitazione di sali per evaporazione del solvente. Le evaporiti hanno una discreta importanza dal punto di vista economico. I minerali più diffusi in questo tipo di rocce sono il gesso CaSO₄·2H₂O, l'anidrite CaSO₄, il salgemma NaCl e la silvite KCl; sono inoltre presenti altri alogenuri e solfati di potassio, magnesio, sodio e calcio.

Bisogna di nuovo citare le rocce carbonatiche, già viste nella parte inerente le rocce organogene: quelle di tipo prettamente chimico comprendono il travertino, le stalattiti e le stalagmiti, la cui formazione è dovuta a fenomeni di tipo carsico.

Sono rocce formate da acque ricche di calcio e magnesio che, in particolari condizioni, lasciano precipitare CaCO₃, insolubile, ed altri carbonati.

Quando l'equilibrio della reazione è spostato verso destra c'è deposizione; se è spostato verso sinistra, c'è erosione.

L'acqua, scavando, filtra attraverso le cavità del sottosuolo e forma nel tempo delle strutture particolari, colonnari, dette stalattiti, quando hanno sviluppo discendente, o stalagmiti, a sviluppo ascendente.

Se l'acqua, ricca di calcio, impregna materiali vegetali, si forma una roccia porosa detta travertino, tipico calcare incrostante e vacuolare.

Le rocce sedimentarie nel dettaglio

Conglomerato

Roccia costituita da ciottoli arrotondati, cementati da calcite. Alcuni tipi di conglomerato, in special modo quelli più antichi, possono essere utilizzati a scopo ornamentale.

Conglomerato: ceppo dell'Adda

Calcare maiolica

Di solito ha un colore bianco, compattezza simile a porcellana e presenta una frattura concoide, tipica di questo tipo di calcare. Talvolta presenta delle venature dentellate. É un calcare tipico delle Prealpi Lombarde e Venete, dove si è originato nel Mesozoico in mari profondi.

Calcare bituminoso

Questo calcare si origina da depositi di melme in bacini marini chiusi, ricchi di materiali organici in decomposizione. Si forma poi il bitume, che impartisce il caratteristico colore nero. In questo tipo di roccia è frequente rinvenire fossili di piante o animali.

Calcare nummulitico

Questo calcare si è formato per accumulo di resti di animali marini in epoche antiche. In questo campione prevalgono le nummuliti, fossili appartenenti ai protozoi e caratterizzati da una conchiglia lenticolare simile ad una moneta (in latino nummus). É frequente il ritrovamento nel Veneto.

Dolomia

Roccia costituita prevalentemente da dolomite, associata a calcite. Presenta di solito un aspetto granulare cristallino ed un colore grigio, nocciola o rosa. Sono molto compatte e possono formare intere catene montuose (Dolomiti).

Dolomia

 

Alabastro calcareo

Detto anche alabastro orientale, è una roccia formata essenziamente da calcite, colorata da ossidi di ferro. Ha aspetto compatto, traslucido, rossastro o bruno originato da depositi di acqua entro cavità, con struttura zonata. Hanno la stessa origine le concrezioni (stalattiti o stalagmiti) che si rinvengono nelle grotte. I migliori alabastri calcarei provengono dall'Egitto, dall'Algeria e dal Pakistan (detto onice).

Alabastro calcareo

 

Travertino

Roccia porosa, ricca di vacuoli, di colore biancastro o giallo-bruno, spesso con impronte di vegetali, che si origina per precipitazione della calcite allo sbocco di sorgenti molto ricche di questo minerale. Sono famosi i giacimenti di travertino della zona di Tivoli presso Roma, già utilizzato dai Romani, che edificarono il Colosseo con questa pietra. Ha la proprietà di indurire e consolidarsi una volta esposto all'aria.

Travertino

 

Selce

Roccia a chimismo siliceo, si reperisce in strati e in lenti intercalati con calcare. Il colore varia dal nero, al rosso, al giallo: ha un aspetto compatto e lucente, ha durezza elevata. Molto diffusa in quasi tutte le regioni italiane, veniva impiegata nella preistoria per fabbricare armi ed utensili.

Selce

 

Volpinite

Roccia sedimentaria chimica composta da anidrite, cioé solfato di calcio anidro. Può assorbire acqua, diventando gesso ed aumentando così il suo volume fino al 60%. Si rinviene in masse di colore grigio azzurrognolo, attraversate da vene bianche. Viene utilizzata come pietra ornamentale col nome di bardiglio di Bergamo. Deve il suo nome alla località di Costa Volpino presso Lovere.

Volpinite

 

Qui potete visualizzare una mappa concettuale sulle rocce sedimentarie in formato pdf:

Bibliografia

Thompson & Turk - Introduction to physical geology - Sounders College Publishing - 1998 (ISBN 0-03-024348-3)

Appunti delle lezioni tenute dal prof. Curzi - Geologia marina - Università degli Studi di Ancona

F.Fantini - C. Menotta - S.Monesi - S.Piazzini - La Terra - Una introduzione allo studio del pianeta - Italo Bovolenta Editore - 1994 (ISBN 88-08-10392-7)A. Bosellini - Dagli oceani perduti agli ammassi stellari - Italo Bovolenta Editore - 1985Catalogo di corredo alla collezione di minerali e rocce dell'Istituto Geografico De Agostini Novara - 1967Le foto sono state eseguite dagli studenti della III F (grafico pubblicitario) dell'IPC Medi di Chiaravalle, sotto la supervisione della Prof.ssa Giorgetti