Roccia magmatica
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Le rocce magmatiche (dette anche eruttive o ignee) si formano in seguito alla solidificazione di magmi, cioè di masse silicatiche fuse contenenti vari componenti (FeO, MgO, CaO, ecc.) e sostanze volatili (acqua, anidride carbonica, idrogeno, metano, ecc.) Costituiscono quasi il 95% della crosta terrestre; ma, sulla superficie della Terra, questa abbondanza è nascosta dallo strato diffuso, sebbene molto sottile, di rocce sedimentarie e metamorfiche
Indice |
[modifica] Generalità
I magmi sono il prodotto dell'attività dei vulcani e possono presentare svariate dimensioni; il loro raffreddamento, e la conseguente solidificazione, avviene nella parte esterna della crosta terrestre o in prossimità delle zone più alte del sottostante mantello terrestre. Le condizioni opportune per la creazione di un magma sono:
- Un aumento locale della temperatura
- L'avvento di fluidi in grado di idratare le rocce e abbassare il loro punto di fusione
- La diminuzione delle pressioni interne che consente la risalita di sostanze in superficie
Temperatura, pressione e componenti volatili regolano il raffreddamento di una massa magmatica
In linea generale le fasi che un magma deve attraversare prima di arrivare a completa solidificazione sono cinque, e cioè:
- fase di magma surriscaldato: si è sopra la temperatura di cristallizzazione;
- fase ortomagmatica: (a circa 1200°C) dal fuso iniziano processi di cristallizzazione per raffreddamento, cioè dal fuso si separano vari componenti secondo il loro punto di fusione dalla cui successiva aggregazione si forma una roccia. È questa la fase in cui si formano le più comuni rocce ignee. Si assiste a un forte aumento della pressione di vapore;
- fase pegmatitica: (a circa 750°C) Pressione di vapore massima e il residuo fuso penetra negli spazi vuoti;
- fase pneumatolitica: (a circa 400-500°C) il residuo fuso è vaporiforme. La cristallizzazione è minima e i gas, avendo pressioni elevatissime, tendono ad infiltrarsi nelle rocce;
- fase idrotermale: la temperatura scende fino al valore inferiore a quello critico dell'acqua. In questo modo la massa gassosa, formata prevalentemente da acqua, passa allo stato liquido dando luogo a effetti corrosivi sulle rocce circostanti.
[modifica] Significato geologico
Le rocce magmatiche sono importanti sotto l'aspetto geologico perché:
- la loro composizione chimica fornisce informazioni sulla composizione del mantello, l'involucro dal quale le rocce provengono, e sulle condizioni di temperatura e pressione che ne hanno permesso questa la fuoriuscita, e sulla composizione della roccia preesiste prima della fusione
- il calcolo della loro età, ottenuta per mezzo delle varie forme di datazione radiometrica, e il confronto l'età degli strati adiacenti, permette di ricostruire una affidabile sequenza temporale degli eventi geologici;
- di solito la loro struttura è caratteristica di un specifico ambiente tettonico, permettendo così delle ricostituzioni compatibili con la Tettonica a zolle;
- in alcune particolari casi ospitano importanti depositi di minerali, per esempio, tungsteno, stagno e uranio sono comunemente associati con i graniti, mentre cromo e platino sono comunemente associati con i gabbri.
[modifica] Classificazioni
[modifica] In base alla struttura
Le rocce magmatiche costituiscono il 65% della crosta terrestre e, a seconda che il magma sia solidificato all'interno della crosta terrestre (ad esempio in filoni o dicchi) oppure all'esterno di essa, attraversando il condotto vulcanico per forte pressioni di gas (come durante le colate vulcaniche), si ha l'ulteriore suddivisione in:
- rocce intrusive (o plutoniti), se la cristallizzazione è avvenuta in profondità;
- rocce effusive (o vulcaniti), se la cristallizzazione è avvenuta anche in superficie;
- rocce ipoabissali (o filoniane) se il magma consolida a modesta profondità nella crosta
| Rocce intrusive o plutoniche, consolidate in profondità in plutoni | batoliti |
| laccoliti | |
| dicchi | |
| Rocce effusive o vulcaniche, consolidate in superficie | lave |
| tufi (rocce piroclastiche costituite da ceneri e lapilli consolidati) | |
| bombe vulcaniche | |
| ignimbriti (formate dal consolidamento di nubi ardenti, sospensioni pesanti di ceneri, brandelli lavici etc., in gas ad elevata temperatura) | |
| Rocce filoniane | il magma penetra all'interno di fratture dove, raffreddando, cristallizza |
La modalità di raffreddamento del magma determina la struttura delle rocce ignee.
- Nelle rocce intrusive, a causa dei materiali sovrastanti che impediscono una veloce dispersione del calore e grazie alla presenza di pressioni verso l'interno, il magma arriva a cristallizzazione molto lentamente; ecco pertanto spiegata la caratteristica struttura granulare od olocristallina di queste rocce in cui tutti i minerali sono arrivati a cristallizzazione in modo visibile. Tale struttura si scinde in granitoide-granulare (se i cristalli sono tutti di dimensione simile) e porfiroide (se i cristalli non sono tutti di dimensione simile, ma coesistono elementi più grandi (fenocristalli) con altri più piccoli).
- Nelle rocce effusive il magma risale fino in superficie, la temperatura e la pressione scendono fino a valori ordinari; in tali condizioni non tutto il magma cristallizza e forma cristalli di dimensioni grandi, i già citati fenocristalli. La struttura di questo tipo di rocce ignee è detta porfirica, in quanto vi sono cristalli di dimensioni apprezzabili immersi in una matrice afanitica (ossia priva di cristalli visibili a occhi nudo).
Si ha una struttura massiccia quando si è in presenza di una massa microcristallina o vetrosa. Una massa vetrosa è una massa in cui non si è avuta cristallizzazione.
[modifica] In base alla composizione chimica
Da un punto di vista chimico, i minerali che compongono le rocce magmatiche appartengono essenzialmente a silicati riunibili in due gruppi di minerali:
- minerali sialici: vi prevalgono Si, Al, sono più ricchi di SiO2 (silice), e sono per lo più di colore chiaro.
- minerali femici: vi prevalgono Fe e Mg, sono per lo più di colore scuro (bruno, verde o nero).
Se le caratteristiche cromatiche permettono pertanto una prima indicazione sulle caratteristiche chimiche, la quantità di silice (determinabile con l'analisi chimica) permette di distinguere le rocce magmatiche in:
- Rocce acide: rocce con un contenuto di silice superiore o uguale al 63%
- Rocce intermedie: rocce con un contenuto di silice tra 52% e 63%
- Rocce basiche: rocce con un contenuto di silice tra 45% e 52%
- Rocce ultrabasiche: rocce con un contenuto di silice inferiore al 45%
- Nota: Si faccia attenzione che, in questa classificazione, l'acidità e la basicità sono legate al contenuto in silice ( SiO2 ), non a quello degli ioni idrogeno ( H+ ) o idrossido ( OH- ) come normalmente si usa in chimica, (vedi Reazione acido-base!). Questa terminologia tradizionale (acido-basico) viene progressivamente sostituita dalla più moderna felsico/mafico.
Collegando le suddette classificazioni, le rocce acide sono più ricche di SiO2 e quindi sono di colore più chiaro delle basiche e ultrabasiche, di colore sempre più scuro.
La temperatura di fusione dei vari silicati è inversamente proporzionale a quella di Cristallizzazione (vedi Serie di reazioni di Bowen). Pertanto, a mano a mano che il fuso si raffredda, si separano minerali diversi. Se il magma cristallizza tutto in profondità, e quindi si raffredda lentamente,
- quelli che cristallizzano per primi hanno la forma tipica della specie minineralogica a cui appartengono (habitus idiomorfo)
- quelli che cristallizzano per ultimi (ad es., mica e ortoclasio) assumono una forma qualsiasi (habitus allotriomorfo)
Se tuttavia ciò non accade, ad es. nel caso in cui il magma viene eruttato come lava ("rocce effusive"), il brusco raffreddamento successivo impedisce che i cristalli si sviluppino nel modo previsto. Talora appaiono grossi elementi cristallini, detti fenocristalli (corrispondenti ai cristalli formatisi quando la lava è ancora in profondità) immersi in una matrice vetrosa con cristalli minuscoli orientati nella direzione di scorrimento della lava; altre volte, qualora il raffreddamento della lavia sia più veloce, non si formano neanche i fenocristalli: è il caso della formazione dell'ossidiana.
[modifica] Principali rocce ignee intrusive e corrispondenti rocce effusive
- Graniti: sono rocce intrusive acide, a grana medio-mediofine, che contengono quarzo traslucido e incolore, feldspati potassici (ortoclasio), scarso plagioclasio e biotite (mica nera). Possono contenere muscovite (se si è in presenza di graniti a due miche), apatiti, zirconi, pirite. Il colore va dal bianco al rosso passando per il rosa. Le masse fuse di tipo granitico, che consolidando danno origine a rocce dure che si estendono anche per centinaria di km, sono dette "batoliti".
Le corrispondenti rocce effusive (ossia, rocce che derivano dallo stesso magma che consolida però in superificie), sono dette o rioliti (o lipariti), anche se sono conosciute meglio con il nome di "Porfidi". Presentano struttura porfirica, quarzo e feldspati. - Sieniti: sono rocce che contengono feldspati ricchi di sodio, la cui struttura è simile ai graniti, ma sono prive di quarzo.
Le corrispondenti rocce effusive sono dette Trachiti, anch'esse prive di quarzo ma abbondanti di ortoclasio; il colore è tendente allo scuro. - Dioriti: sono rocce neutre,pertanto il quarzo è scarso,hanno una miscela equilibrata di composti femici cioè basici (pirosseni e anfiboli) e sialici, cioè acidi( plagioclasi); struttura olocristallina. Il quarzo è presente nelle quarzo-dioriti.
Le corrispondenti rocce effusive sono dette Andesiti, contenenti fenocristalli; il nome di queste rocce deriva dalle Ande in quante queste rocce sono il prodotto dell'attività degli allineamenti vulcanici che circondano le fosse abissali. Sono impiegate come rocce ornamentali, essendo molto resistenti. - Gabbri: sono rocce basiche, molto scure, con plagioclasi, pirosseni, anfiboli.
I basalti sono i corrispondenti effusivi, sono tra le rocce più dure esistenti, di colore scuro o verde, molto basiche, impiegate per pavimentazioni stradali e come pietre ornamentali. - Peridotiti rocce ultrabasiche, scure e pesanti. Sono formate in prevalenza da silicati e, quindi, ricche di silicio ed ossigeno oltre ad elementi accessori, presenti in proporzioni variabili, fra i quali alluminio, ferro, magnesio, sodio, potassio.
[modifica] Galleria: rocce intrusive
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[modifica] Galleria: rocce effusive
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[modifica] Bibliografia
- R. W. Le Maitre (editor) (2002) Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms, Recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission of the Systematics of Igneous Rocks., Cambridge, Cambridge University Press. ISBN 0-521-66215-X
[modifica] Voci correlate
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