Le rocce sedimentarie clastiche derivano da materiale sciolto asportato da rocce preesistenti e accumulato sulla superficie terrestre, sia sui continenti sia nel fondo dei mari. Le particelle che compongono queste rocce possono essere di qualsiasi natura. Questo dipende se l'erosione ha agito su rocce preesistenti di tipo metamorfico, igneo o sedimentario.
Tutte le rocce sono soggette a degradazione e ad erosione. Questi processi sono in gran parte legati agli agenti atmosferici e, col tempo, le rocce vengono rotte in pezzi di varie dimensioni. Il materiale incoerente, che si viene così a formare, viene portato lontano dalla roccia madre dall'azione delle acque dilavanti, dai fiumi, dal vento e dai ghiacciai. Quando questi agenti di trasporto non sono più capaci di trascinare oltre il loro carico, i materiali trasportati si sedimentano, cioè si depositano. L'acqua è il più importante agente di trasporto e di deposizione. Gran parte del materiale eroso dalla superficie terrestre raggiunge il mare, dove viene ulteriormente trasportato dal moto ondoso, dalle maree e dalle correnti.
Fig. 1 - I calanchi sono un esempio tipico di erosione delle formazioni argillose.
Il detrito sedimentario prodotto da degradazione ed erosione, è composto da frammenti di roccia, granuli di minerali e particelle argillose. Durante il trasporto, soprattutto quando avviene in acque correnti, le varie componenti del detrito tendono a separarsi formando frazioni di diversa granulometria, cioè originando gruppi di frammenti con dimensioni e/o pesi simili. Ciascuna frazione si deposita non appena viene a mancare l'energia per un suo trasporto ulteriore.
Le rocce sedimentarie clastiche vengono classificate in base alle dimensioni dei granuli (o clasti) che le originano e che le compongono.
Se le dimensioni dei clasti del sedimento sono superiori a 2mm si hanno le ghiaie che compattate costituiscono i conglomerati e le brecce. I conglomerati (fig. 2) sono formati da ciottoli ben arrotondati mentre le brecce sono formate da frammenti angolosi.
Fig. 2 - Esempio di conglomerato.
Il materiale con granuli di dimensioni comprese tra i 2mm e i 1/16mm è conosciuto come sabbia. La sabbia forma dopo la litificazione l'arenaria. (fig. 3).
Fig. 3 - Le strutture che si osservano all'interno dello strato di arenaria permettono di capire i processi sedimentari che l'hanno prodotta.
Le particelle di limo, con diametro variabile da 1/16 a 1/256 di mm, formano le siltiti. I minerali delle argille sono particelle piccolissime, meno di 1/256 mm, che si depositano per formare le argilliti e le marne (fig. 4).
Fig. 4 - Rocce sedimentarie formate da prevalenti strati pelitici (maggiormente erosi) ed arenacei.
Le rocce sedimentarie chimiche e biochimiche derivano dalla precipitazione chimica di sostanze presenti in soluzione nell'acqua. La sedimentazione chimica avviene prevalentemente nei mari dove sostanze disciolte come il cloro, il sodio, il calcio, il potassio, il carbonato e la silice si legano tra loro in minerali che precipitano fino a depositarsi sui fondali. Un esempio di roccia sedimentaria chimica è il salgemma (NaCl) che con il gesso e altri sali costituisce le evaporiti. Queste rocce derivano dalla progressiva evaporazione di bacini salati e successiva precipitazione e accumulo di questi minerali.
Alcuni materiali in soluzione nell'acqua vengono anche utilizzati dagli organismi viventi per costruire le loro conchiglie o scheletri. Dopo la morte i resti di questi animali si possono accumulare e sedimentare sui fondali di bacini. Le rocce biochimiche più comuni formatesi in questo modo sono i calcari composti da calcite (carbonato di calcio).
Le caratteristiche delle rocce sedimentarie permettono di risalire all'ambiente in cui si sono formate, cioè al tipo di paesaggio e di condizioni in cui si sono accumulati i sedimenti che le compongono. Tra le fasi di erosione, trasporto, deposizione delle particelle e i processi di litificazione ( o pietrificazione) che portano al risultato finale, possono intercorrere anche vari milioni di anni, nel corso dei quali la crosta terrestre è continuamente interessata da grandi movimenti tettonici. Pertanto, l'ambiente e il luogo di formazione delle rocce non sempre coincidono con quelli in cui si trovano attualmente. Uno degli scopi della geologia e, in particolare, della sedimentologia e della petrografia è quello di risalire, attraverso le caratteristiche di una roccia, all'ambiente di formazione.
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