1. le rocce della crosta terrestre e i...

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Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011

Tema D – Capitolo 6 – I minerali e le rocce

1. Le rocce della crosta terrestre e i minerali

2. La struttura cristallina dei minerali

3. Le rocce magmatiche

4. Le rocce sedimentarie

5. Le rocce metamorfiche

6. Il ciclo delle rocce

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Gli elementi chimici della crosta terrestre

Questi diversi elementi si combinano chimicamente tra loro

e formano composti solidi chiamati minerali.

Esempio:

il carbonato di calcio (CaCO3) è un minerale

composto da atomi di calcio, carbonio e ossigeno.

ossigeno 47% silicio 28%

ferro 5%

alluminio 8% calcio 4%

altri 8%

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Le rocce e i minerali

Esaminando al microscopio

le rocce tagliate in lamine sottilissime,

si vede che normalmente

le rocce sono formate

dall’aggregazione di minerali,

di solito in forma di cristalli.

Alcune rocce contengono un solo minerale.

• esempio: il calcare è fatto soltanto

di calcite (un carbonato di calcio)

Molte rocce sono l’unione di più minerali.

• esempio: il granito della foto

è formato da tre minerali: quarzo,

feldspato di potassio e biotite

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Come si formano i minerali?

precipitazione:

i sali minerali sciolti

nell’acqua del mare

o di un lago

raggiungono

la saturazione

e precipitano,

cioè solidificano

in forma di cristalli

solidificazione:

un magma si raffredda

(nel sottosuolo

o dopo essere stato

eruttato come lava

da un vulcano)

e ad alta temperatura

e pressione si formano

cristalli solidi

brinamento: una sostanza

aeriforme solidifica

direttamente, come

nel caso dei cristalli gialli

di zolfo che si depositano

all’uscita delle fratture

e dei camini vulcanici

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I principali minerali che formano le rocce della crosta terrestre

silicati

sono i minerali più diffusi, composti dell’ossigeno e

del silicio con alluminio, magnesio, ferro, potassio

plagioclasio

ossidi e idrossidi

uno o più metalli

combinati con l’ossigeno

ematite

solfuri

lo zolfo

combinato con

uno o più metalli

pirite

solfati

ossigeno e zolfo

combinati con

uno o più metalli

barite

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I principali minerali che formano le rocce della crosta terrestre

carbonati

ossigeno e carbonio combinati

con uno o più altri elementi

calcite

elementi nativi

si possono trovare allo stato puro: metalli

(come oro, platino, argento, rame e ferro)

o non metalli (come il carbonio del diamante

e della grafite)

argento

aloidi o alogenuri

un elemento alogeno (come il cloro, il fluoro

o lo iodio) combinato con un metallo

fluorite

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La struttura cristallina dei minerali

Un granello di sale da cucina

al microscopio: è formato da

cristalli di forma cubica.

Alla forma del cristallo corrisponde

una precisa disposizione

degli atomi che lo compongono.

Questa è la struttura del reticolo

cristallino del sale da cucina

o cloruro di sodio.

Il reticolo ha un’unità di base,

detta cella elementare, che si

ripete in tutte le direzioni.

ione Cl ione Na+

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cella elementare

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atomo di carbonio

legame debole

legame forte

La struttura cristallina dei minerali

La struttura del reticolo cristallino

del diamante.

diamante

La struttura del reticolo cristallino

della grafite.

grafite

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La scala di Mohs per misurare la durezza dei minerali

Ogni minerale scalfisce quelli che precedono,

mentre è scalfito dai minerali che seguono.

LA DUREZZA DEI MINERALI (SCALA DI MOHS)

1 talco

2 gesso

3 calcite

4 fluorite

5 apatite

6 feldspato

7 quarzo

8 topazio

9 corindone

10 diamante

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Le rocce magmatiche

Le rocce magmatiche o ignee

si formano da processi endogeni:

derivano dal raffreddamento e

consolidamento del magma

o della lava eruttata dai vulcani.

Possono essere intrusive o effusive.

classificazione concentrazione

delle rocce di silice

magmatiche (SiO2)

basiche tra il 45% e il 52%

neutre tra il 52% e il 65%

acide maggiore del 65%

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Le rocce magmatiche

Le rocce magmatiche

intrusive:

• sono fatte di cristalli

visibili a occhio nudo

• si formano quando

il magma non riesce

a uscire in superficie

e solidifica raffreddandosi

molto lentamente.

Il granito è una roccia intrusiva acida.

feldspato di potassio

quarzo biotite

granito

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Le rocce magmatiche

Queste colonne di basalto si sono formate

per il rapido raffreddamento di una colata di lava.

Le rocce magmatiche

effusive:

• si formano quando

il magma sale

fino alla superficie

e fuoriesce come lava

• a contatto con l’atmosfera

o con l’acqua del mare,

la roccia fusa si raffredda

molto rapidamente

e i cristalli minerali non

fanno in tempo a crescere.

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Le rocce sedimentarie

Torrenti e fiumi trasportano i detriti

prodotti dall’erosione, che poi finiscono

nei bacini sedimentari.

Le rocce sedimentarie si formano

attraverso processi esogeni.

Le fasi della loro formazione sono:

1. erosione

2. trasporto

3. sedimentazione

4. diagenesi

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I frammenti delle rocce disgregate dall’erosione sono chiamati clasti.

Le rocce sedimentarie clastiche sono fatte da clasti cementati insieme.

rocce sedimentarie derivano dal dimensione dei

clastiche consolidamento di granelli o clasti

argilliti argille o fanghi minori di 0,1 mm (non

distinguibili a occhio nudo)

arenarie sabbie da 0,1 a 2 mm

conglomerati (o brecce) ghiaie maggiori di 2 mm

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Le rocce sedimentarie sono di due tipi: chimiche oppure organogene.

rocce sedimentarie chimiche:

• si formano dalla precipitazione

dei minerali sciolti nei mari,

nei laghi o nei fiumi

• esempi: calcari, dolomie,

travertini, rocce saline

rocce sedimentarie organogene:

• sono il risultato dell’accumulo

di organismi animali o vegetali

• comprendono i carboni fossili

e il petrolio

Queste scogliere calcaree del sud

dell’Inghilterra sono di origine organica.

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Le rocce metamorfiche

In certe condizioni ambientali le

rocce sedimentarie o magmatiche

possono subire una metamorfosi

(trasformazione): si formano così

le rocce metamorfiche.

Il metamorfismo può essere

causato:

• dal contatto

• dalla pressione

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metamorfismo di contatto:

• se una roccia viene

a contatto con un magma

o una colata di lava,

il riscaldamento può

formare nuovi cristalli

• l’effetto di questo

metamorfismo è visibile

nelle rocce sedimentarie

come il marmo

Le bande scure del marmo sono formate

da impurità presenti tra i grani di carbonato di calcio.

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metamorfismo dovuto

alla pressione:

• se una roccia è sepolta

sotto strati di sedimenti

o sotto colate laviche,

la pressione può

modificarne la struttura

• la spinta dei movimenti tettonici

può piegare le rocce producendo

la scistosità (suddivisione della

roccia in «fogli» paralleli tra loro)

Un esempio di gneiss, che è formato

dagli stessi minerali presenti nei graniti.

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Il ciclo delle rocce

Questi due tipi di fenomeni trasformano le rocce

in modo molto lento ma continuo.

Gli agenti endogeni agiscono nelle

profondità della crosta terrestre.

Gli agenti esogeni modellano

la superficie del pianeta.

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metamorfismo per calore e pressione

fusione e riformazione

erosione e sedimentazione

rocce metamorfiche

rocce sedimentarie

rocce ignee

4

i processi tettonici trascinano

le rocce sedimentarie e metamorfiche nel mantello,

dove fondono formando nuove rocce magmatiche

4

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gli agenti

atmosferici

erodono le

rocce magmatiche

emerse in superficie,

generando così le

rocce sedimentarie

1

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il calore e la pressione

trasformano

le rocce sedimentarie

e quelle magmatiche

in rocce metamorfiche

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le rocce

metamorfiche

possono essere

erose, trasportate

e depositate sino

a formare rocce

sedimentarie

3

3

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il magma

solidificato

può fondere

di nuovo

e produrre

nuove rocce

magmatiche

5

5

le rocce

sedimentarie

possono essere

di nuovo erose

e formare nuovi

sedimenti

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le rocce metamorfiche

possono trasformarsi

più volte sotto l’azione

delle forze tettoniche

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rocce metamorfiche

rocce sedimentarie

rocce ignee

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metamorfismo per calore e pressione

fusione e riformazione

erosione e sedimentazione

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