presentazione
i minerali e le rocce
indice
LE ROCCE
I MIINERALI
APPROFONDIMENTI
i minerali
I minerali sono solidi cristallini presenti ovunque sul pianeta. Divisi in diverse famiglie, ciascuna possiede proprietà uniche ed economicamente interessanti. La parola minerale: ha origini medievali ed è un derivato della francese minière, cioè miniera. Tutti noi ne conosciamo almeno qualcuno, anche solo per sentito dire: diamanti, rubini, smeraldi e topazi, e ancora quarzo, gesso e pirite… Da un punto di vista scientifico i minerali possono invece essere descritti come “solidi naturali caratterizzati da elevato ordinamento a scala atomica". La loro composizione è definita ma non fissa e si formano generalmente da processi inorganici.
I MINERALI IN NATURA
"il minerale è un corpo naturale, omogeneo, con una struttura interna ordinata e regolare; ogni minerale è caratterizzato da una composizione chimica definita
Tutti i minerali possiedono una struttura cristallina. Un cristallo è una sostanza i cui atomi sono disposti secondo uno schema regolare, che si ripete periodicamente. Ad esempio nel salgemma (NaCl), ad ogni ione sodio si viene a legare uno ione cloruro. Questi ioni sono distribuiti in maniera regolare, alternativamente, in righe e colonne che si intersecano secondo angoli retti. Questa disposizione viene detta struttura cristallina del salgemma. In ogni cristallo piccoli gruppi di atomi si dispongono in maniera ripetitiva: ogni gruppo viene detto cella elementare.
LA FORMA DEI MINERALI
- Le differenti strutture atomiche generano differenti reticoli cristallini, questi ultimi posso essere visibili ad occhio nudo e quello che noi vediamo è definito l’habitus cristallino.
- L’habitus cristallino dipende dal reticolo cristallino e quindi dal modo in cui si dispongono le particelle (atomi, ioni e molecole) durante la formazione del minerale e influisce su alcune proprietàdi quest'ultimo.
- Ogni materiale ha una propria forma cristallina definita da angoli diedri, spigoli e facce. Gli elementi geometrici definiscono la forma del cristallo.
- Gli angoli diedri erano usati per il riconoscimento dei minerali fin dai tempi di Stenone.
- La struttura fisica del reticolo cristallino influisce su alcune proprietà del minerale.
LA genesi DEI MINERALI
- La temperatura,la pressione e la disponibilità degli elementi sono le caratteristiche che determinano la formazione del minerale.
- Si definisce sistema o ambiente di formazione di un minerale, lo spazio circostante coinvolto nella formazione e nella crescita del cristallo.
- Il materiale allo stato fuso raffredda perché la temperatura del sistema diminuisce. Quando il raffreddamento è lento , le particelle hanno il tempo di organizzarsi in un reticolo cristallino. Quando il raffreddamento è veloce, le particelle non hanno il tempo per organizzarsi e si legano in modo disordinato formando una pasta vetrosa .
Il granito si forma con il raffreddamenro lento. Durante il raffreddamento gli elementi chimici dei minerali che formano il granito si organizzano in strutture cristalline stabili. L'ossidiana si forma per raffreddamento veloce. I minerali amorfi, come l'ossidiana, quando vengono colpiti, si scheggiano senza creare superfici di rottura preferenziali, dato che non hanno una struttura interna ordinata.
CRISTALLIZZAZIONE PER SUBLIMAZIONENelle aree vulcaniche sono presenti gas che risalgono dall'interno della Terra. Quando raggiungono la superficie solidificano per sublimazione perché la temperatura e la pressione diminuiscono e gli elementi precipitano cristallizzando in una forma solida. Lo zolfo ad esempio si forma per sublimazione. CRISTALLIZZAZIONE PER PRECIPITAZIONE DI UNA SOLUZIONE LIQUIDA In natura sono molto comuni i minerali che cristallizzano da una soluzione acquosa. Un minerale che cristallizza dall'acqua per precipitazione del carbonato di calcio è la calcite. La calcite precipita dall'acqua ricca di carbonato di calcio che scorre nelle fratture dove la roccia non è compatta.
VARIABILI NELLA FORMAZIONE DI UN MINERALELa formazione di un minerale dipende dagli elementi chimici presenti nell'ambiente di formazione, dalla temperatura e dalla pressione presente al momento della formazione. Gli elementi chimici a disposizione sono quelli che definiscono il tipo di minerale; la temperatura e la pressione influiscono sulla costruzione dei legami all'interno della struttura cristallina. Un esempio di come la pressione influisce sulla formazione dei minerali è dato dai processi di formazióne della grafite e del diamante. Diamante Si forma nelle zone profonde della crosta a pressioni di circa 50 kbar. La sua cella elementare si sviluppa nelle tre dimensioni dello spazio. Ogni atomo di carbonio si lega in maniera covalente con altri 4 atomi di carbonio disposti a tetraedro. Grafite Si forma a pressioni inferiori rispetto al diamante e il carbonio si lega in celle elementari esagonali che si sviluppano su piani tenuti insieme da legami deboli. Ciascun atomo di carbonio crea 4 legami covalenti, ma si lega con 3 atomi, da cui ne deriva una scarsa compattezza. Un elemento o composto chimico può cristallizzare in forme diverse a seconda delle diverse condizioni di pressione e temperatura. L'allotropia è la possibile cristallizzazione di un elemento nativo in due reticoli cristallini diversi. Quando il fenomeno interessa un composto si parla di polimorfismo.
Vicarianza e isomorfismoLa composizione chimica dei minerali non è fissa e costante: alcuni ioni del reticolo cristallino possono essere sostituiti da altri di carica e dimensioni simili. La possibilità che hanno due particelle di occupare una stessa posizione nel reticolo senza alteranrne la struttura è detta vicarianza. I minerali possono avere una stessa struttura cristallina ma composizione chimica diversa. Questo fenomeno è detto isomorfismo. L'isomorfismo si verifica quando due o più minerali hanno lo stesso reticolo cristallino ma diversa composizione chimica a causa di ioni e particelle simili che si possono scambiare nella struttura cristallina.
Un esempio di isomorfismo si ha nella tormalina.Nel reticolo cristallino delle tormaline elementi come il sodio, il calcio e il ferro possono sostituirsi all'alluminio e al boro .La presenza di elementi diversi nel reticolo provoca cambiamenti di colore. All'interno dei cristalli si passa da un colore a un altro senza separazioni nette, con passaggi graduali.
ALTERAZIONI DEI MINERALIi minerali già formati, e quindi allo stato solido, possono subire trasformazioni del reticolo cristallino (paramorfosi). Con la paramorfosi cambia la struttura del reticolo cristallino di un minerale, ma non cambiano la composizione chimica e la forma esterna. Quando l'alterazione provoca anche una trasformazione chimica, e quindi la formazione di un minerale diverso, si parla di pseudomorfosi. La paramorfosi è un processo in cui il minerale cambia la sua struttura cristallina ma non la forma esterna. Il processo di pseudomorfosi cambia anche la formula chimica con la trasformazione del minerale originario in un minerale diverso.
LE PROPRIETà DEI MINERALI
Ogni minerale può essere riconosciuto in base a un insieme di proprietà che permettono di identificarlo e distinguerlo dagli altri.
Le proprietà dei minerali possono essere di natura fisica, ottica o organolettica.
Le principali proprietà fisiche dei minerali sono: la forma, la densità, la durezza, la sfaldatura, la frattura, l'elasticità, la plasticità, la malleabilità e la duttilità.
LA CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
I solfuri sono formati da cationi metallici legati allo ione solfuro . Il minerale più comune di questo gruppo è la pirite che è solfuro di ferro, ha un colore giallo e lucentezza metallica. Nei solfati è presente lo ione solfato . Uno dei minerali più comuni di questo gruppo è il gesso .Gli alogenuri contengono uno ione alogeno come il cloro o il fluoro . Esempi di alogenuri sono il cloruro di sodio e la fluorite.Infine ci sono gli elementi nativi come l'oro, l'argento, il diamante e la grafite. Gli elementi nativi sono formati da un unico elemento della tavola periodica.
I minerali possono essere classificati in base alla struttura cristallina, ma il sistema di classificazione adottato dall'international Mineralogical Association si basa sulla composizione chimica. la composizione chimica di un minerale prevede la presenza di una parte negativa (anione) e di una positiva (catione).
Tutti i minerali che non sono costituiti dall'aggregazione di tetraedri silicatici (SiOz)rientrano nella classe dei non silicati. I non silicati sono formati da un anione diverso dall'anione silicatico, formano circa 1°8% della crosta terrestre e sono classificati in vari gruppi. I carbonati contengono lo ione carbonato che è costituito da un atomo di carbonio legato mediante un legame covalente a tre atomi di ossigeno. I due carbonati più comuni sono la calcite e la dolomite .
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LE ROCCE
Le rocce sono aggregati naturali di minerali presenti in tutta la crosta terrestre, dai fondali oceanici ai rilievi montuosi e collinari. Il loro aspetto e le dimensioni sono variabili, cosi come il colore.
La formazione: le rocce più antiche si sono formate per il raffreddamento della crosta terrestre circa 4 miliardi di anni fa. I geologi classificano le rocce secondo i processi che le hanno generate, chiamati processi litogenetici processi magmatico, sedimentario e metamorfico. Con il processo magmatico, le rocce si formano dalla solidificazione di materiali allo stato fuso es granito. Il processo sedimentario comprende le fasi di degradazione di rocce preesistenti, trasporto dei frammenti, accumulo del materiale e litificazione dei sedimenti. Es arenaria. Il processo metamorfico avviene all’ interno della Terra, dove le rocce già formate subiscono una profonda trasformazione
Il ciclo delle rocce
Spesso questo ciclo inizia al di sotto della crosta terrestre, laddove il magma (una massa di minerali fusi e gas ad altissima tempertura) risalendo verso la superfice , si raffredda, dando luogo alla formazione di rocce magmatiche. Le rocce che affiorano in superficie sono quindi soggette ad una continua erosione da parte degli agenti atmosferici (vento, pioggia, ecc.), e vengono lentamente distrutte in minuscoli sedimenti.Questi frammenti possono essere trasportati da vento, acqua, frane, ecc... ma alla fine si depositeranno sul terreno e si accumuleranno, uno sull’altro, strato dopo strato, per poi essere lentamente compattati e “cementati” in un altro tipo di roccia, le rocce sedimentarie.
Entrambe le tipologie di roccia però, possono essere sottoposte a particolari condizioni di temperatura e pressione (ad esempio finendo sepolte e schiacchiate dal peso di altre rocce o nel sottosuolo vicino a camere magmatiche) sufficienti a modificarne la struttura, ma non abbastanza da distruggerle in sedimenti o fonderle di nuovo in magma: in questo caso le rocce risultanti prendono il nome di rocce metamorfiche. Questo processo si svolge quotidianamente di fronte ai nostri occhi, ed è responsabile della grande varietà di rocce e minerali che osserviamo intorno a noi. Tuttavia non bisogna dimentare che si tratta di un processo molto lento, e possono essere necessari anche milioni di anni per portarlo a compimento!
Le rocce magmatiche costituiscono il 60% delle rocce esistenti. Il magma è un materiale fuso che si forma nella crosta terrestre o nella parte alta del mantello. Le masse fuse sono prevalentemente miscele di silicati a temperatura elevata e gas disciolti. Esistono diversi tipi di magmi si distinguono magmi felici, intermedi, mafici e ultramafici.In base alla profondità di provenienza del magma e suddivide i magmi in magmi primari e magmi secondari.
- Il magma primario contiene una quantità ridotta di silice e per questo è più fluido e risale più velocemente verso la superficie rispetto al magma secondario, che è molto più viscoso.
LE ROCCE MAGMATICHE
• Il magma primario proviene dalla porzione superiore del mantello, Si tratta di magmi mafici e ultramafici, con un basso contenuto di silice, da cui si possono formare rocce come le peridotiti. Il magma secondario o anattetico è generato a profondità minori all'interno della crosta continentale Poiché la crosta è composta in prevalenza da silicio (Si) e alluminio (AI), la sua fusione genera un magma Telsico, ricco di silice. La roccia caratteristica di questi magmi è il granito.
Se il magma subisce un raffreddamento, inizia a solidificarsi attraverso un processo di cristallizzazione che origina una roccia magmatica.
Il magma è materiale fuso che si forma nell'interno della Terra e dalla sua solidificazione hanno origine le rocce magmatiche.
I minerali che si formano dal raffreddamento di un magma cristallizzano secon do una successione ordinata, detta serie di Bowen; la cristallizzazione si svolge secondo la serie discontinua o la serie continua.
Nella serie discontinua la successione delle trasformazioni si verifica secondo passaggi netti a temperature prestabilite. La varietà nella composizione delle rocce magmatiche dipende dai fenomeni di frazionamento e di contaminazione. Il frazionamento avviene quando i minerali pesanti gia formati, si allontanano dal fuso per gravità e la parte di magma fluido si arricchisce di silice, alluminio, sodio e potassio, gli elementi più leggeri.La contaminazione da parte di altri fluidi magmatici con composizione diversa può avvenire in qualsiasi momento della risalita. Attraverso fratture della crosta terrestre altri magmi possono entrare in contatto con il fuso che si sta solidificando. Rocce magmatiche intrusive ed effusive. Le rocce magmatiche intrusive hanno origine da magmi che solidificano in profondità. Le rocce magmatiche effusive sono generate da masse magmatiche che fuoriescono in superficie da fratture della crosta. La temperatura del magma si abbassa velocemente da circa 1000 °C alla temperatura ambiente e la pressione scende in breve tempo da migliaia di atmosfere ai valori ambientali.
Nell’osservare le dimensioni dei minerali di una roccia è possibile valutare se il raffreddamento del magma è stato lento o veloce. Nella tessitura faneritica i cristalli sono ben formati e visibile a occhio nudo. È tipica delle rocce intrusive in cui il raffreddamento lento ha permesso la formazione dei minerali ben formati.
Nelle rocce con tessitura afanitica il diametro medio di cristalli inferiore a 0,5 mm, è tipica delle rocce effusiva in cui la solidificazione è stata rapida e a prodotto cristalli molto piccoli.
Nella tessitura porifirica sono presenti cristalli ben formati. Questo tipo di tessitura si forma quando un magma ha avuto un primo raffreddamento lento e poi successivamente un veloce abbassamento di temperatura.
Durante un eruzione vulcanica il magma che fuoriesce in superficie subisce un brusco abbassamento di pressione i gas presenti nel magma si dilatano e creano cavità della roccia legge si trova a scivolare e tipica delle pomici e delle lave.
Le rocce si differenziano in felsiche, intermedie, mafiche e ultramafiche.La percentuale di silice determina la formazione di minerali più o meno ricchi in silice. Le rocce felsiche sono ricche in silice, mentre le rocce ultramafiche ne sono poverissime.
ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sono modificate in superficie dagli agenti atmosferici. Questo fenomeno, detto degradazione meteorica, è l'inizio di un processo che nel tempo genera le rocce sedimentarie. La degradazione rompe e corrode le rocce solide e le trasforma in particelle sciolte, mentre la degradazione chimica dissolve e genera nuovi minerali (dissoluzione).
L'azione chimica della dissoluzione avviene per l'azione solvente delle acque meteoriche, leggermente acide, su rocce solubili, in particolare rocce carbonatiche come i calcari.Il carbonato di calcio, CaCO, si scioglie con l'acqua e viene trasportato in soluzione. La reazione inversa, la precipitazione del carbonato di calcio, è più lenta e meno frequente e di origine a un particolare tipo di roccia, il travertino.
L’ azione fisica di disgregazione dei sedimenti avviene in seguito ad alcuni processi fisici
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Il processo di formazione delle rocce compatte: il vento, l’acqua e il ghiaccio trasportano sulla superficie terrestre i materiali prodotti dall’erosione, i sedimenti. La lenta trasformazione dei sedimenti sciolti in roccia compatta avviene con la litificazione, che comprende i processi di compattazione, causata dall’accumulo dei sedimenti, e cementazione che avviene con la formazione di nuovi minerali all’interno del sedimento, quando aumentano la temperatura e la pressione Classificazione: sono formate, per la maggior parte, da strati sovrapposti. I geologi le hanno suddivise in base al processo che le ha formate e alla composizione, in clastiche bioclastiche e chimiche - Rocce clastiche: sono formate da sedimenti che provengono dal disfacimento di rocce preesistenti es argillite, arenaria - Rocce bioclastiche: sono formate da frammenti di scheletri di organismi e gusci; contengono calcite, aragonite o silice es scogliere coralline - Rocce chimiche: si formano per precipitazione diretta di minerali da una soluzione satura
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ROCCE METAMORFICHE
Le rocce metamorfiche sono il risultato della trasformazione mineralogica e strutturale di rocce preesistenti.Durante il metamorfismo le rocce subiscono cambiamenti nella struttura e nella composizione mineralogica:• si formano nuovi minerali; • i granuli si spostano e si deformano; • gli atomi e gli ioni delle strutture cristalline si legano a formare nuove strutture (fenomeno della ricristallizzazione); • nuovi minerali si dispongono in modo diverso rispetto alla roccia originaria e ne cambiano la struttura.L'intensità del processo metamorfico che una roccia subisce definisce il suo grado metamorfico, Questo può essere basso,o molto elevato.
TIPI DI METAMORFISMO due tipi principali di metamorfismo sono il metamorfismo da contatto, che è proprio di rocce venute a contatto con un magma, e il metamorfismo regionale, che è responsabile della formazione di grandi volumi di rocce metamorfiche. Metamorfismo di contatto Il metamorfismo di contatto avviene in condizioni di elevata temperatura e bassa pressione. Un magma fermo o in risalita nella crosta terrestre trasmette calore alle rocce circostanti. La roccia che viene a contatto con la massa magmatica subisce un aumento termico notevole. il metamorfismo regionale coinvolge grandi volumi di rocce sottoposti a elevate temperature e forti pressioni.
le pietre preziose
Le pietre preziose sono minerali caratterizzati da una particolare durezza, preziosi per la loro rarità. Vengono usate principalmente per realizzare gioielli e ornamenti. Tra le pietre preziose rientrano in realtà anche pietre che non sono propriamente pietre, perché non hanno una composizione a base minerale. Ne è un esempio l’ambra, una resina di origine vegetale che con il trascorrere del tempo si fossilizza e si solidifica dando vita a una sorta di cristallo. Ma anche il corallo e le perle, entrambi di origine animale.Tra le più famose ci sono il rubino, lo zaffiro, lo smeraldo e il diamante , la pietra più preziosa.
Le pietre preziose possono essere distinte in gemme e pietre dure. Le prime, considerate più preziose delle seconde, sono caratterizzate da una struttura cristallina, infatti gli atomi che le compongono hanno una disposizione ordinata e regolare, detta reticolo, mentre le seconde sono per la maggior parte costituite da pietre di tipo amorfo.La gemma per antonomasia è il diamante, costituito da un reticolo perfetto di atomi di carbonio, mentre tra le pietre dure rientrano agata, giada, lapislazzuli, onice, porfido.
tUFO GIALLO
Il tufo è una roccia magmatica in particolare è la più diffusa delle rocce piroclastiche.Sebbene il nome "tufo" vada propriamente riservato a formazioni di origine vulcanica, esso viene utilizzato per indicare rocce diverse, accomunate dal fatto di essere leggere, di media durezza e facilmente lavorabili. In particolare in alcune regioni italiane prive di giacimenti tufacei vulcanici viene chiamato tufo il calcare poroso (es.: il tufo delle Puglie). Il tufo giallo napoletano Il tufo giallo napoletano, per esempio, è prodotto dall'attività vulcanica dei Campi Flegrei si è formato dalla cenere vulcanica di colore biancastro detta "pozzolana" (lapis puteolanus, da Pozzuoli), sedimentatasi nel mare e successivamente emersa a seguito di pressioni tettoniche, datate fra i 35 000 e i 10 500 anni fa (Secondo Periodo Flegreo). Per questa ragione il tufo giallo dei Campi Flegrei si trova sempre al di sotto degli strati di pozzolana e talora può contenere rari fossili conchigliferi. Il tufo giallo napoletano corrisponde ad un immenso edificio vulcanico, avente un cratere di 15 km di diametro (con epicentro corrispondente all'attuale città di Pozzuoli), i cui bordi residui si riconoscono nella collina di Posillipo, la collina dei Camaldoli, la dorsale settentrionale del cratere di Quarto, i monti di San Severino, l'acropoli di Cuma, e il rilievo di Monte di Procida. All'interno di questo cratere primordiale si sono inseriti successivamente tutti gli altri edifici vulcanici dei Campi Flegrei (corrispondenti al c.d. Terzo Periodo Flegreo), ad eccezione delle isole flegree di Procida, Vivara, e Ischia che si collocano al di fuori di esso. All'interno del cratere primordiale spicca ancora l'imponente massiccio in tufo giallo del Monte Gauro (320 m), situato tra Pozzuoli e il Monte Nuovo, ben visibile dalla tangenziale di Napoli che vi passa accanto.
TUFO GRIGIO
La Penisola Sorrentina non è un’area vulcanica ma, collocandosi a poche decine di chilometri dai Campi Flegrei e dal Somma-Vesuvio, ne ha comunque risentito. La geografia della Penisola Sorrentina infatti è notevolmente mutata in seguito alla deposizione del Tufo Grigio Campano che, 'incastratosi' in una preesistente conca, ha formato la Piana di Sorrento. Essa costituisce, da un punto di vista paesaggistico, l’aspetto più tipico e caratterizzante della Penisola Sorrentina. Infatti, la tipica fascia costiera ed i profondi valloni (forre) incisi nel tufo sono il frutto dell’azione degli agenti esogeni sulla formazione tufacea. La falesia nel corso degli anni è progressivamente arretrata in seguito all’azione di scalzamento al piede operata del moto ondoso ed al conseguente crollo di blocchi tufacei che, erosi, hanno portato alla formazione di piccole spiagge, con sabbia scura nelle insenature.
Elaborato da: Monda Alessia Stumpo Maria Sagaria Miriam Classe: 3Es
Grazie per l'attenzione!
LE ROCCE E I MINERALI
Alessia Monda
Created on May 28, 2023
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presentazione
i minerali e le rocce
indice
LE ROCCE
I MIINERALI
APPROFONDIMENTI
i minerali
I minerali sono solidi cristallini presenti ovunque sul pianeta. Divisi in diverse famiglie, ciascuna possiede proprietà uniche ed economicamente interessanti. La parola minerale: ha origini medievali ed è un derivato della francese minière, cioè miniera. Tutti noi ne conosciamo almeno qualcuno, anche solo per sentito dire: diamanti, rubini, smeraldi e topazi, e ancora quarzo, gesso e pirite… Da un punto di vista scientifico i minerali possono invece essere descritti come “solidi naturali caratterizzati da elevato ordinamento a scala atomica". La loro composizione è definita ma non fissa e si formano generalmente da processi inorganici.
I MINERALI IN NATURA
"il minerale è un corpo naturale, omogeneo, con una struttura interna ordinata e regolare; ogni minerale è caratterizzato da una composizione chimica definita
- La forma dei minerali
Tutti i minerali possiedono una struttura cristallina. Un cristallo è una sostanza i cui atomi sono disposti secondo uno schema regolare, che si ripete periodicamente. Ad esempio nel salgemma (NaCl), ad ogni ione sodio si viene a legare uno ione cloruro. Questi ioni sono distribuiti in maniera regolare, alternativamente, in righe e colonne che si intersecano secondo angoli retti. Questa disposizione viene detta struttura cristallina del salgemma. In ogni cristallo piccoli gruppi di atomi si dispongono in maniera ripetitiva: ogni gruppo viene detto cella elementare.LA FORMA DEI MINERALI
LA genesi DEI MINERALI
Il granito si forma con il raffreddamenro lento. Durante il raffreddamento gli elementi chimici dei minerali che formano il granito si organizzano in strutture cristalline stabili. L'ossidiana si forma per raffreddamento veloce. I minerali amorfi, come l'ossidiana, quando vengono colpiti, si scheggiano senza creare superfici di rottura preferenziali, dato che non hanno una struttura interna ordinata.
CRISTALLIZZAZIONE PER SUBLIMAZIONENelle aree vulcaniche sono presenti gas che risalgono dall'interno della Terra. Quando raggiungono la superficie solidificano per sublimazione perché la temperatura e la pressione diminuiscono e gli elementi precipitano cristallizzando in una forma solida. Lo zolfo ad esempio si forma per sublimazione. CRISTALLIZZAZIONE PER PRECIPITAZIONE DI UNA SOLUZIONE LIQUIDA In natura sono molto comuni i minerali che cristallizzano da una soluzione acquosa. Un minerale che cristallizza dall'acqua per precipitazione del carbonato di calcio è la calcite. La calcite precipita dall'acqua ricca di carbonato di calcio che scorre nelle fratture dove la roccia non è compatta.
VARIABILI NELLA FORMAZIONE DI UN MINERALELa formazione di un minerale dipende dagli elementi chimici presenti nell'ambiente di formazione, dalla temperatura e dalla pressione presente al momento della formazione. Gli elementi chimici a disposizione sono quelli che definiscono il tipo di minerale; la temperatura e la pressione influiscono sulla costruzione dei legami all'interno della struttura cristallina. Un esempio di come la pressione influisce sulla formazione dei minerali è dato dai processi di formazióne della grafite e del diamante. Diamante Si forma nelle zone profonde della crosta a pressioni di circa 50 kbar. La sua cella elementare si sviluppa nelle tre dimensioni dello spazio. Ogni atomo di carbonio si lega in maniera covalente con altri 4 atomi di carbonio disposti a tetraedro. Grafite Si forma a pressioni inferiori rispetto al diamante e il carbonio si lega in celle elementari esagonali che si sviluppano su piani tenuti insieme da legami deboli. Ciascun atomo di carbonio crea 4 legami covalenti, ma si lega con 3 atomi, da cui ne deriva una scarsa compattezza. Un elemento o composto chimico può cristallizzare in forme diverse a seconda delle diverse condizioni di pressione e temperatura. L'allotropia è la possibile cristallizzazione di un elemento nativo in due reticoli cristallini diversi. Quando il fenomeno interessa un composto si parla di polimorfismo.
Vicarianza e isomorfismoLa composizione chimica dei minerali non è fissa e costante: alcuni ioni del reticolo cristallino possono essere sostituiti da altri di carica e dimensioni simili. La possibilità che hanno due particelle di occupare una stessa posizione nel reticolo senza alteranrne la struttura è detta vicarianza. I minerali possono avere una stessa struttura cristallina ma composizione chimica diversa. Questo fenomeno è detto isomorfismo. L'isomorfismo si verifica quando due o più minerali hanno lo stesso reticolo cristallino ma diversa composizione chimica a causa di ioni e particelle simili che si possono scambiare nella struttura cristallina.
Un esempio di isomorfismo si ha nella tormalina.Nel reticolo cristallino delle tormaline elementi come il sodio, il calcio e il ferro possono sostituirsi all'alluminio e al boro .La presenza di elementi diversi nel reticolo provoca cambiamenti di colore. All'interno dei cristalli si passa da un colore a un altro senza separazioni nette, con passaggi graduali.
ALTERAZIONI DEI MINERALIi minerali già formati, e quindi allo stato solido, possono subire trasformazioni del reticolo cristallino (paramorfosi). Con la paramorfosi cambia la struttura del reticolo cristallino di un minerale, ma non cambiano la composizione chimica e la forma esterna. Quando l'alterazione provoca anche una trasformazione chimica, e quindi la formazione di un minerale diverso, si parla di pseudomorfosi. La paramorfosi è un processo in cui il minerale cambia la sua struttura cristallina ma non la forma esterna. Il processo di pseudomorfosi cambia anche la formula chimica con la trasformazione del minerale originario in un minerale diverso.
LE PROPRIETà DEI MINERALI
Ogni minerale può essere riconosciuto in base a un insieme di proprietà che permettono di identificarlo e distinguerlo dagli altri. Le proprietà dei minerali possono essere di natura fisica, ottica o organolettica. Le principali proprietà fisiche dei minerali sono: la forma, la densità, la durezza, la sfaldatura, la frattura, l'elasticità, la plasticità, la malleabilità e la duttilità.
LA CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
I solfuri sono formati da cationi metallici legati allo ione solfuro . Il minerale più comune di questo gruppo è la pirite che è solfuro di ferro, ha un colore giallo e lucentezza metallica. Nei solfati è presente lo ione solfato . Uno dei minerali più comuni di questo gruppo è il gesso .Gli alogenuri contengono uno ione alogeno come il cloro o il fluoro . Esempi di alogenuri sono il cloruro di sodio e la fluorite.Infine ci sono gli elementi nativi come l'oro, l'argento, il diamante e la grafite. Gli elementi nativi sono formati da un unico elemento della tavola periodica.
I minerali possono essere classificati in base alla struttura cristallina, ma il sistema di classificazione adottato dall'international Mineralogical Association si basa sulla composizione chimica. la composizione chimica di un minerale prevede la presenza di una parte negativa (anione) e di una positiva (catione).
Tutti i minerali che non sono costituiti dall'aggregazione di tetraedri silicatici (SiOz)rientrano nella classe dei non silicati. I non silicati sono formati da un anione diverso dall'anione silicatico, formano circa 1°8% della crosta terrestre e sono classificati in vari gruppi. I carbonati contengono lo ione carbonato che è costituito da un atomo di carbonio legato mediante un legame covalente a tre atomi di ossigeno. I due carbonati più comuni sono la calcite e la dolomite .
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LE ROCCE
Le rocce sono aggregati naturali di minerali presenti in tutta la crosta terrestre, dai fondali oceanici ai rilievi montuosi e collinari. Il loro aspetto e le dimensioni sono variabili, cosi come il colore.
La formazione: le rocce più antiche si sono formate per il raffreddamento della crosta terrestre circa 4 miliardi di anni fa. I geologi classificano le rocce secondo i processi che le hanno generate, chiamati processi litogenetici processi magmatico, sedimentario e metamorfico. Con il processo magmatico, le rocce si formano dalla solidificazione di materiali allo stato fuso es granito. Il processo sedimentario comprende le fasi di degradazione di rocce preesistenti, trasporto dei frammenti, accumulo del materiale e litificazione dei sedimenti. Es arenaria. Il processo metamorfico avviene all’ interno della Terra, dove le rocce già formate subiscono una profonda trasformazione Il ciclo delle rocce
Spesso questo ciclo inizia al di sotto della crosta terrestre, laddove il magma (una massa di minerali fusi e gas ad altissima tempertura) risalendo verso la superfice , si raffredda, dando luogo alla formazione di rocce magmatiche. Le rocce che affiorano in superficie sono quindi soggette ad una continua erosione da parte degli agenti atmosferici (vento, pioggia, ecc.), e vengono lentamente distrutte in minuscoli sedimenti.Questi frammenti possono essere trasportati da vento, acqua, frane, ecc... ma alla fine si depositeranno sul terreno e si accumuleranno, uno sull’altro, strato dopo strato, per poi essere lentamente compattati e “cementati” in un altro tipo di roccia, le rocce sedimentarie.
Entrambe le tipologie di roccia però, possono essere sottoposte a particolari condizioni di temperatura e pressione (ad esempio finendo sepolte e schiacchiate dal peso di altre rocce o nel sottosuolo vicino a camere magmatiche) sufficienti a modificarne la struttura, ma non abbastanza da distruggerle in sedimenti o fonderle di nuovo in magma: in questo caso le rocce risultanti prendono il nome di rocce metamorfiche. Questo processo si svolge quotidianamente di fronte ai nostri occhi, ed è responsabile della grande varietà di rocce e minerali che osserviamo intorno a noi. Tuttavia non bisogna dimentare che si tratta di un processo molto lento, e possono essere necessari anche milioni di anni per portarlo a compimento!
Le rocce magmatiche costituiscono il 60% delle rocce esistenti. Il magma è un materiale fuso che si forma nella crosta terrestre o nella parte alta del mantello. Le masse fuse sono prevalentemente miscele di silicati a temperatura elevata e gas disciolti. Esistono diversi tipi di magmi si distinguono magmi felici, intermedi, mafici e ultramafici.In base alla profondità di provenienza del magma e suddivide i magmi in magmi primari e magmi secondari.
LE ROCCE MAGMATICHE
• Il magma primario proviene dalla porzione superiore del mantello, Si tratta di magmi mafici e ultramafici, con un basso contenuto di silice, da cui si possono formare rocce come le peridotiti. Il magma secondario o anattetico è generato a profondità minori all'interno della crosta continentale Poiché la crosta è composta in prevalenza da silicio (Si) e alluminio (AI), la sua fusione genera un magma Telsico, ricco di silice. La roccia caratteristica di questi magmi è il granito.
Se il magma subisce un raffreddamento, inizia a solidificarsi attraverso un processo di cristallizzazione che origina una roccia magmatica. Il magma è materiale fuso che si forma nell'interno della Terra e dalla sua solidificazione hanno origine le rocce magmatiche.
I minerali che si formano dal raffreddamento di un magma cristallizzano secon do una successione ordinata, detta serie di Bowen; la cristallizzazione si svolge secondo la serie discontinua o la serie continua.
Nella serie discontinua la successione delle trasformazioni si verifica secondo passaggi netti a temperature prestabilite. La varietà nella composizione delle rocce magmatiche dipende dai fenomeni di frazionamento e di contaminazione. Il frazionamento avviene quando i minerali pesanti gia formati, si allontanano dal fuso per gravità e la parte di magma fluido si arricchisce di silice, alluminio, sodio e potassio, gli elementi più leggeri.La contaminazione da parte di altri fluidi magmatici con composizione diversa può avvenire in qualsiasi momento della risalita. Attraverso fratture della crosta terrestre altri magmi possono entrare in contatto con il fuso che si sta solidificando. Rocce magmatiche intrusive ed effusive. Le rocce magmatiche intrusive hanno origine da magmi che solidificano in profondità. Le rocce magmatiche effusive sono generate da masse magmatiche che fuoriescono in superficie da fratture della crosta. La temperatura del magma si abbassa velocemente da circa 1000 °C alla temperatura ambiente e la pressione scende in breve tempo da migliaia di atmosfere ai valori ambientali.
Nell’osservare le dimensioni dei minerali di una roccia è possibile valutare se il raffreddamento del magma è stato lento o veloce. Nella tessitura faneritica i cristalli sono ben formati e visibile a occhio nudo. È tipica delle rocce intrusive in cui il raffreddamento lento ha permesso la formazione dei minerali ben formati. Nelle rocce con tessitura afanitica il diametro medio di cristalli inferiore a 0,5 mm, è tipica delle rocce effusiva in cui la solidificazione è stata rapida e a prodotto cristalli molto piccoli. Nella tessitura porifirica sono presenti cristalli ben formati. Questo tipo di tessitura si forma quando un magma ha avuto un primo raffreddamento lento e poi successivamente un veloce abbassamento di temperatura. Durante un eruzione vulcanica il magma che fuoriesce in superficie subisce un brusco abbassamento di pressione i gas presenti nel magma si dilatano e creano cavità della roccia legge si trova a scivolare e tipica delle pomici e delle lave. Le rocce si differenziano in felsiche, intermedie, mafiche e ultramafiche.La percentuale di silice determina la formazione di minerali più o meno ricchi in silice. Le rocce felsiche sono ricche in silice, mentre le rocce ultramafiche ne sono poverissime.
ROCCE SEDIMENTARIE
Le rocce sono modificate in superficie dagli agenti atmosferici. Questo fenomeno, detto degradazione meteorica, è l'inizio di un processo che nel tempo genera le rocce sedimentarie. La degradazione rompe e corrode le rocce solide e le trasforma in particelle sciolte, mentre la degradazione chimica dissolve e genera nuovi minerali (dissoluzione).
L'azione chimica della dissoluzione avviene per l'azione solvente delle acque meteoriche, leggermente acide, su rocce solubili, in particolare rocce carbonatiche come i calcari.Il carbonato di calcio, CaCO, si scioglie con l'acqua e viene trasportato in soluzione. La reazione inversa, la precipitazione del carbonato di calcio, è più lenta e meno frequente e di origine a un particolare tipo di roccia, il travertino.
L’ azione fisica di disgregazione dei sedimenti avviene in seguito ad alcuni processi fisici
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Il processo di formazione delle rocce compatte: il vento, l’acqua e il ghiaccio trasportano sulla superficie terrestre i materiali prodotti dall’erosione, i sedimenti. La lenta trasformazione dei sedimenti sciolti in roccia compatta avviene con la litificazione, che comprende i processi di compattazione, causata dall’accumulo dei sedimenti, e cementazione che avviene con la formazione di nuovi minerali all’interno del sedimento, quando aumentano la temperatura e la pressione Classificazione: sono formate, per la maggior parte, da strati sovrapposti. I geologi le hanno suddivise in base al processo che le ha formate e alla composizione, in clastiche bioclastiche e chimiche - Rocce clastiche: sono formate da sedimenti che provengono dal disfacimento di rocce preesistenti es argillite, arenaria - Rocce bioclastiche: sono formate da frammenti di scheletri di organismi e gusci; contengono calcite, aragonite o silice es scogliere coralline - Rocce chimiche: si formano per precipitazione diretta di minerali da una soluzione satura
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ROCCE METAMORFICHE
Le rocce metamorfiche sono il risultato della trasformazione mineralogica e strutturale di rocce preesistenti.Durante il metamorfismo le rocce subiscono cambiamenti nella struttura e nella composizione mineralogica:• si formano nuovi minerali; • i granuli si spostano e si deformano; • gli atomi e gli ioni delle strutture cristalline si legano a formare nuove strutture (fenomeno della ricristallizzazione); • nuovi minerali si dispongono in modo diverso rispetto alla roccia originaria e ne cambiano la struttura.L'intensità del processo metamorfico che una roccia subisce definisce il suo grado metamorfico, Questo può essere basso,o molto elevato.
TIPI DI METAMORFISMO due tipi principali di metamorfismo sono il metamorfismo da contatto, che è proprio di rocce venute a contatto con un magma, e il metamorfismo regionale, che è responsabile della formazione di grandi volumi di rocce metamorfiche. Metamorfismo di contatto Il metamorfismo di contatto avviene in condizioni di elevata temperatura e bassa pressione. Un magma fermo o in risalita nella crosta terrestre trasmette calore alle rocce circostanti. La roccia che viene a contatto con la massa magmatica subisce un aumento termico notevole. il metamorfismo regionale coinvolge grandi volumi di rocce sottoposti a elevate temperature e forti pressioni.
le pietre preziose
Le pietre preziose sono minerali caratterizzati da una particolare durezza, preziosi per la loro rarità. Vengono usate principalmente per realizzare gioielli e ornamenti. Tra le pietre preziose rientrano in realtà anche pietre che non sono propriamente pietre, perché non hanno una composizione a base minerale. Ne è un esempio l’ambra, una resina di origine vegetale che con il trascorrere del tempo si fossilizza e si solidifica dando vita a una sorta di cristallo. Ma anche il corallo e le perle, entrambi di origine animale.Tra le più famose ci sono il rubino, lo zaffiro, lo smeraldo e il diamante , la pietra più preziosa.
Le pietre preziose possono essere distinte in gemme e pietre dure. Le prime, considerate più preziose delle seconde, sono caratterizzate da una struttura cristallina, infatti gli atomi che le compongono hanno una disposizione ordinata e regolare, detta reticolo, mentre le seconde sono per la maggior parte costituite da pietre di tipo amorfo.La gemma per antonomasia è il diamante, costituito da un reticolo perfetto di atomi di carbonio, mentre tra le pietre dure rientrano agata, giada, lapislazzuli, onice, porfido.
tUFO GIALLO
Il tufo è una roccia magmatica in particolare è la più diffusa delle rocce piroclastiche.Sebbene il nome "tufo" vada propriamente riservato a formazioni di origine vulcanica, esso viene utilizzato per indicare rocce diverse, accomunate dal fatto di essere leggere, di media durezza e facilmente lavorabili. In particolare in alcune regioni italiane prive di giacimenti tufacei vulcanici viene chiamato tufo il calcare poroso (es.: il tufo delle Puglie). Il tufo giallo napoletano Il tufo giallo napoletano, per esempio, è prodotto dall'attività vulcanica dei Campi Flegrei si è formato dalla cenere vulcanica di colore biancastro detta "pozzolana" (lapis puteolanus, da Pozzuoli), sedimentatasi nel mare e successivamente emersa a seguito di pressioni tettoniche, datate fra i 35 000 e i 10 500 anni fa (Secondo Periodo Flegreo). Per questa ragione il tufo giallo dei Campi Flegrei si trova sempre al di sotto degli strati di pozzolana e talora può contenere rari fossili conchigliferi. Il tufo giallo napoletano corrisponde ad un immenso edificio vulcanico, avente un cratere di 15 km di diametro (con epicentro corrispondente all'attuale città di Pozzuoli), i cui bordi residui si riconoscono nella collina di Posillipo, la collina dei Camaldoli, la dorsale settentrionale del cratere di Quarto, i monti di San Severino, l'acropoli di Cuma, e il rilievo di Monte di Procida. All'interno di questo cratere primordiale si sono inseriti successivamente tutti gli altri edifici vulcanici dei Campi Flegrei (corrispondenti al c.d. Terzo Periodo Flegreo), ad eccezione delle isole flegree di Procida, Vivara, e Ischia che si collocano al di fuori di esso. All'interno del cratere primordiale spicca ancora l'imponente massiccio in tufo giallo del Monte Gauro (320 m), situato tra Pozzuoli e il Monte Nuovo, ben visibile dalla tangenziale di Napoli che vi passa accanto.
TUFO GRIGIO
La Penisola Sorrentina non è un’area vulcanica ma, collocandosi a poche decine di chilometri dai Campi Flegrei e dal Somma-Vesuvio, ne ha comunque risentito. La geografia della Penisola Sorrentina infatti è notevolmente mutata in seguito alla deposizione del Tufo Grigio Campano che, 'incastratosi' in una preesistente conca, ha formato la Piana di Sorrento. Essa costituisce, da un punto di vista paesaggistico, l’aspetto più tipico e caratterizzante della Penisola Sorrentina. Infatti, la tipica fascia costiera ed i profondi valloni (forre) incisi nel tufo sono il frutto dell’azione degli agenti esogeni sulla formazione tufacea. La falesia nel corso degli anni è progressivamente arretrata in seguito all’azione di scalzamento al piede operata del moto ondoso ed al conseguente crollo di blocchi tufacei che, erosi, hanno portato alla formazione di piccole spiagge, con sabbia scura nelle insenature.
Elaborato da: Monda Alessia Stumpo Maria Sagaria Miriam Classe: 3Es
Grazie per l'attenzione!