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CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sedimentarie, dal punto di vista compositivo, sono costituite
fondamentalmente da tre componenti presenti in quasi tutte le proporzioni:
- componenti terrigeni: generati dalla disgregazione e frammentazione di
rocce preesistenti generalmente esposte in un’area continentale (granuli
di quarzo e feldspato, minerali pesanti, lamelle di mica, minerali
argillosi, frammenti di calcare e selce, ecc...);
- componenti allochimici: generati per precipitazione chimica o
secrezione organica (gusci interi o in frammenti, ooliti, granuli di
glauconite, cristalli di aragonite, di gesso, ecc...);
- componenti ortochimici: veri e propri precipitati chimici (minerali
evaporitici, cementi, concrezioni, minerali di sostituzione, ecc...).
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Le rocce sedimentarie, dal punto di vista sedimentologico, possono essere
suddivise in quattro gruppi principali:
- rocce a tessitura particellare o granulari: sono costituite da elementi
singoli e separati che subiscono trasporto e vengono accumulati (rocce
terrigene o epiclastiche: conglomerati, arenarie, argille; rocce
piroclastiche: tufi, ialoclastiti; rocce allochimiche: molti calcari, certi
depositi evaporitici o silicei) sistema poroso;
- rocce a tessitura cristallina: derivano essenzialmente da processi
chimici (salgemma, anidrite, certi calcari concrezionati, molte dolomie
epigenetiche, ecc...) non esiste un sistema di pori;
- rocce biocostruite: sono accresciute in situ fabbricate interamente da
organismi (alghe, coralli, briozoi) estremamente porose;
- rocce residuali: si formano in situ per degradazione o decomposizione
di materiali preesistenti (suoli, carbone, ecc...) possono essere porose.
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COMPONENTI TESSITURALI
Il 90% dei sedimenti appartiene al gruppo con tessitura particellare:
L’impalcatura granulare (granuli), il fango detritico
(matrice) ed i precipitati chimici (cemento) sono gli
elementi portanti di molte rocce sedimentarie.
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IMPALCATURA
Può essere costituita da particelle di natura clastica o da particelle derivanti
dalla frammentazione di strutture organiche o infine da rocce biocostruite,
accresciutesi in situ, mediante secrezione biochimica di carbonato di Ca.
Sistema di pori può anche essere di origine secondaria (dissoluzione
selettiva)
MATRICE
Definita in rapporto al ruolo dell’intelaiatura granulare.
Rocce carbonatiche fango carbonatico (micrite);
Rocce terrigene silt (limo) e argilla.
Può riempire totalmente o parzialmente il sistema di pori.
Se la matrice diventa il componente principale della roccia e i granuli
presenti non sono in contatto tra di loro roccia fango-sostenuta.
CEMENTO
Precipitato chimico che occlude parzialmente o del tutto le cavità:
- Rocce carbonatiche calcite, più raramente dolomite;
- Rocce terrigene calcite, quarzo;
- Altri tipi di cemento minerali evaporitici (gesso, anidrite, sale).
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ROCCE SILICOCLASTICHE
Le rocce terrigene silicoclastiche vengono distinte in base alla dimensione
dei granuli.
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SCALA GRANULOMETRICA
Nel 1898 Udden propose una scala dimensionale in progressione
geometrica di ragione 2 che partiva dal valore di 1 mm (quindi i limiti delle
classi erano 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ecc...).
La scala è stata modificata da Wentworth (1922) ed è tuttora in uso.
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CONGLOMERATI E BRECCE
Conglomerato ghiaia cementata (accumulo consolidato di ciottoli
più o meno arrotondati);
Breccia Roccia sedimentaria formata da ciottoli o frammenti
litici più o meno spigolosi. L’origine è varia: può
infatti formarsi per deposizione dopo breve
trasporto, in situ, o per fenomeni di carattere
tettonico.
Brecce di collasso Sono il risultato di collassi o sprofondamenti di
strati rocciosi a causa della rimozione di materiali
altamente solubili ad essi associati.
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CLASSIFICAZIONE DEI CONGLOMERATI E DELLE BRECCE
I conglomerati e le brecce si possono dividere in extraformazionali
(extrabacinali) ed intraformazionali (intrabacinali).
In base all’intelaiatura, si possono suddividere in:
- ortoconglomerati impalcatura clasto-sostenuta;
- paraconglomerati matrice dominante di materiale fine in cui i clasti
maggiori sono flottanti.
In base alla composizione si possono suddividere in:
- oligomittici costituiti da ciottoli con litologia uniforme,
materiali molto resistenti: selce, quarziti, quarzo
filoniano;
- polimittici costituiti da una notevole varietà di tipi litologici;
esempio: tilloidi, diamictiti, pebbly mudstone e
megabrecce)
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ARENITI
Arenite Sedimenti particellari aventi la taglia della sabbia (2 - 1/16 mm)
A seconda della provenienza si possono distinguere:
- areniti intrabacinali si formano all’interno dello stesso bacino;
- areniti extrabacinali derivano dall’erosione di rocce preesistenti al di
fuori del bacino di deposizione.
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ARENARIE
Criteri classificativi fondamentali: maturità tessiturale e composizionale.
I tre componenti più comuni (quarzo, feldspati e frammenti di roccia)
formano la base della “classificazione composizionale” che si può
rappresentare in un diagramma triangolare.
Qtz > 95%
Kfs prevalenti e qtz < 75%
Frammenti litici prevalenti
quarzareniti
arcosi
litareniti
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MATRICE DELLE ARENARIE
Le arenarie non sono sempre delle areniti pulite, cioè sedimenti costituiti
da una impalcatura granulare; esiste una apprezzabile percentuale di silt o
argilla come matrice interstiziale.
La matrice non è sempre connessa a meccanismi deposizionali primari, ma
può essere il risultato di processi postdeposizionali o diagenetici.
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SCHEMA CLASSIFICATIVO DELLE GROVACCHE
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ROCCE CARBONATICHE
Rappresentano il 20-25% delle rocce sedimentarie, si trovano in tutti i
continenti ed in orizzonti stratigrafici che vanno dal Precambrico al
Quaternario recente.
Differenze rispetto alle altre rocce.
- stretta connessione con il mondo biologico;
- produzione e deposizioni locali;
- diagenesi precoce, continua e penetrante.
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COMPOSIZIONE DELLE ROCCE CARBONATICHE
I più importanti minerali che compongono i sedimenti carbonatici sono:
- calcite;
- aragonite;
- dolomite.
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CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE CARBONATICHE
SCALA GRANULOMETRICA
È doppia poiché tiene conto del fatto che le rocce carbonatiche siano
costituite sia da particelle trasportate fisicamente (classe a tessitura
particellare) sia da mosaici cristallini derivanti da precipitazione chimica
diretta o da modificazioni diagenetiche tardive (mosaici neomorfici).
Suddivisione dei sedimenti granulari (Grabau) in tre classi principali:
- ruditi calciruditi doloruditi
- areniti calcareniti doloareniti
- lutiti calcilutiti dololutiti
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Scala granulometrica dei carbonati
Micrite precipitato ortochimico avente dimensioni granulometriche
massime di 4 micron.
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CLASSIFICAZIONE DI FOLK
Si basa sulla constatazione che le rocce carbonatiche sono costituite da tre
componenti:
- gli allochimici (grani, particelle, ooliti, intraclasti, peloidi);
- la matrice (micrite);
- il cemento (calcite spatica).
Gli allochimici vengono identificati da una abbreviazione.
bio grani scheletrici
oo ooliti
pel peloidi
intra intraclasti
sono i prefissi della roccia seguiti da micrite (matrice) o sparite (cemento).
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CLASSIFICAZIONE DI DUNHAM
È quella più usata sia nel campo accademico che in quello industriale.
La distinzione è fatta in base all’originaria tessitura deposizionale.
Dunham fa una distinzione tra i carbonati grano-sostenuti (particelle o
grani in contatto tra loro), e quelli fango-sostenuti (i grani sono dispersi e
flottanti nella matrice di fango carbonatico).
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Mudstone micriti pure o al massimo con rari e piccoli granuletti
sparsi;
Wackestone le particelle costituiscono più del 10% della roccia,
sono disperse nella matrice;
Packstone tra i grani esiste una certa percentuale di micrite;
Grainstone non esiste matrice, e quindi è precipitato il cemento;
Boundstone rocce bio-costruite o accresciutesi in situ;
Carbonati cristallini
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DOLOMIE
Dolomia:
roccia composta prevalentemente dal minerale dolomite CaMg(CO 3 ) 2 .
POROSITÀ
Dolomie molto più porose dei calcari (la maggior parte del petrolio
estratto dalle rocce carbonatiche proviene dalle dolomie) poichè il
processo di dolomitizzazione porta ad una riduzione di volume del 12-
13%.
Densità > 12-13% rispetto alla calcite.
Tuttavia secondo Michard (1969) durante il processo di dolomitizzazione
non si ha uno sviluppo significativo di porosità. Egli mette l’accento sulla
lisciviazione selettiva in dolomie calcitizzate e sulla fratturazione.
Le dolomie sono rocce molto fragili che, sottoposte a sforzi tettonici, non
tendono a deformarsi plasticamente o a ricristallizzare come i calcari, ma a
fratturarsi, anche assai minutamente.
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EVAPORITI
Evaporiti:
depositi salini che si formano per precipitazione diretta, da soluzioni
concentrate, dette salamoie (brine).
Più comuni ed importanti sali minerali conosciuti nelle evaporiti:
- gesso (CaSO 4 -2H 2 O);
- anidrite (CaSO 4 );
- salgemma (NaCl).
In base alla composizione chimica, i minerali evaporitici si dividono in
cinque gruppi:
- cloruri;
- solfati;
- carbonati;
- nitrati;
- borati.
Evaporiti importanti economicamente sia per il loro valore
commerciale, sia perchè sono spesso associate a giacimenti di petrolio, gas
e solfuri.
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SEDIMENTI SILICEI
Sono composti essenzialmente da SiO 2 biogenica (ad es. spugne, diatomee
e radiolari organismi che hanno l’intero scheletro o parti di esso
costituito da silice).
diatomiti o farine fossili:
rocce silicee bianche o giallognole leggerissime, porose e friabili, formate
essenzialmente da diatomee e radiolari;
tripoli:
roccia costituita dall’alternanza di livelli diatomitici e strati marnoso
calcarei (formazione ben conosciuta in Italia meridionale ed in Africa).
Le rocce silicee vere e proprie sono molto dure, compatte, tenaci e sono
costituite da selce.
Selce:
roccia molto fine, composta da microquarzo (cristalli di pochi micron) e
megaquarzo (cristalli fino a 500 micron).
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La selce si può presentare:
- sotto forma di segregazioni nodulari e lentiformi in rocce carbonatiche;
- come deposito stratificato.
SELCI STRATIFICATE
Variamente denominate:
- radiolariti;
- diaspri (rossi per le inclusioni ematitiche);
- ftaniti (grige o nere per la materia organica inclusa);
- novaculite (molto pura e bianca a causa del relativamente alto contenuto
di acqua extracristallina circa 1%);
- porcellanite (tessitura e frattura porcellanacee per la presenza di
impurità argillose e calcaree);
- opale (silice amorfa)
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SEDIMENTI FERRO-MANGANESIFERI
Rocce sedimentarie con contenuto in ossidi o silicati di ferro > 15%
rocce ferrifere (costituiscono i più grandi giacimenti di Fe esistenti sulla
Terra).
Due gruppi di rocce ferrifere:
- banded iron formations (BIF):
Precambriano, dette taconiti, potenti alternanze di rocce ferrifere e selci
stratiformi;
- ironstones:
Fanerozoico, normali sedimenti ferriferi, di spessore ed estensione limitata,
generalmente oolitici.
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NODULI ED INCROSTAZIONI Fe- Mn
Noduli e incrostazioni ferro-manganesifere sono estremamente abbondanti
sui fondali oceanici con tasso di sedimentazione molto basso o spazzati da
forti correnti marine (fianchi di rilievi sottomarini, seamounts, guyot, piane
abissali).
Sono costituiti da goethite e ossidi di Mn; particolarmente interessanti per
l’elevato contenuto in metalli quali Co, Ni, Cu, Cr, V, Zn.
Tuttavia ancora di difficile sfruttamento economico.
Tipici dei cosiddetti hardground giurassici e cretacei facies pelagiche
condensate;
Es: associati al Rosso Ammonitico e alla Scaglia Rossa cretacea.
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DEPOSITI FOSFATICI
I sedimenti fosfatici (fosforiti) costituiscono materie prime di estrema
importanza per l’industria chimica e dei fertilizzanti.
Sono prevalentemente composte da fluoroapatite carbonatica:
Ca 10 (PO 4 ,CO 3 ) 6 F 2-3 .
Il fosforo ha origine da resti di ossa e cartilagini di pesci e crostacei morti
in massa, e liberato mediante ossidazione o azione di batteri. Un’altra
sorgente di depositi fosfatici è costituita dal guano degli uccelli.
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