In base alle modalità di formazione, le rocce sedimentarie vengono suddivise in generale in quattro grandi gruppi:

Tutte le rocce sedimentarie vengono classificate in base a 3 tipi fondamentali di parametri che rivestono particolare importanza a seconda del tipo di roccia che si va a classificare:

  • granulometria
  • tessitura e struttura
  • composizione

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Le rocce sedimentarie clastiche

Le rocce clastiche sono prodotte dalla disgregazione di rocce preesistenti (roccia madre). Per questo secondo il ciclo litologico vengono chiamate rocce di tipo secondario. La disgregazione avviene attraverso processi di tipo fisico, in cui gioca un ruolo fondamentale la gravità e fisico-chimici che sono determinati da grandezze fisiche come P, T, umidità e sono legati agli agenti atmosferici come vento, acqua e ghiaccio ed agli organismi viventi vegetali ed animali. Questa disgregazione produce i sedimenti che una volta depositati vanno a formare il terreno. I terreni sono formati quindi da rocce sciolte, ossia da clasti di rocce preesistenti non ancora diagenizzati. Il processo di diagenizzazione forma le rocce litificate. Le rocce litificate sono costituite da 3 componenti:

  • scheletro
  • matrice
  • cemento

Per la classificazione delle rocce clastiche, è di fondamentale importanza la granulometria (tab. 1), ossia la dimensione dei granuli, e la loro forma, spigolosa o arrotondata. In fig. 1 viene proposta una tabella basata sui rapporti tra i clasti e la matrice

Rispetto alla classificazione tradizionale che comprende nelle lutiti, sia rocce sciolte che litificate della granulometria  <1/16 di mm, sono stati separati i termini a granulometria dei silt (1/16÷  1/256 mm) da quelli a granulometria delle argille <1/256 mmintroducendo il nome di siltite. In questo modo è stato possibile non solo unificare la classificazione delle rocce terrigene sciolte con quella delle rocce terrigene coerenti o litificate, ma anche comprendere in questa classificazione anche le rocce carbonatiche o quarzose utilizzando semplicemente il prefisso (calci- o quarzo-) (es. calci-siltite, quarzo-siltite).

Secondo questa impostazione quindi il termine lutite diventa sinonimo di roccia sciolta o litificata con granuli delle dimensioni < 1/256 mm (argille). Quando invece andremo a classificare le rocce sciolte in modo specifico possiamo utilizzare i termini classici (detrito, ciottoli, ghiaia, sabbia, silt o fango, oppure argilla) accompagnati a seconda dei casi dagli aggettivi caratterizzanti la composizione chimica dei clasti (es. calcarea/o, quarzoso/a). I termini intermedi si riferiscono al rapporto esistente tra la dimensione dei clasti e la matrice. Possiamo riassumere questa impostazione con i diagrammi ternari di fig. 1.

Tab. 1 – Classificazione delle rocce clastiche in base alla granulometria

Ruditi 

E’ il nome generico utilizzato per indicare rocce sciolte o litificate costituite da più del 50% dello scheletro costituito da granuli di dimensioni maggiori di 2 mm (Ø > 2 mm) . Le rocce caratteristiche appartenenti a questo gruppo sono i conglomerati, formati dalla litificazione di ammassi detritici di massi, blocchi, ciottoli, pietreconglomerati, brecce.

Areniti

Nome generico utilizzato per indicare rocce sciolte o litificate costituite da più del 50% dello scheletro costituito da granuli di dimensioni comprese fra di 2 mm  e 1/16 mm (2   ÷  62,5 μm). Le rocce caratteristiche appartenenti a questo gruppo sono le arenarie formate dalla litificazione delle sabbie.

Siltiti

E’ il nome generico utilizzato per indicare rocce sciolte o litificate costituite da più del 50% dello scheletro costituito da granuli di dimensioni comprese fra 1/16 mm e 1/256 mm (62,5 μm   ÷ 39μm ). Le rocce caratteristiche appartenenti a questo gruppo sono le silititi formate dalla litificazione di fanghi siltitici.

Lutiti (o Peliti)

E’ utilizzato per indicare genericamente rocce sciolte o litificate costituite da più del 50% dello scheletro costituito da granuli di dimensioni inferiori a 39 μm (Ø < 39 μm). Le rocce caratteristiche appartenenti a questo gruppo sono le argilliti dalla litificazione di argille.

R – RUDITE (rocce clastiche terrigene conglomerati (brecce o puddinghe) – rocce clastiche carbonatiche/quarzose – calciruditi, doloareniti; rocce sciolte terrigene – ammasso detritico , ghiaia grossolana, detrito/pietrame, ghiaia/pietrisco, ghiaietta/brecciolino) – rocce sciolte carbonatiche/quarzose -dolomitico/a, -calcareo/a, -quarzoso/a)

  • RL-RAL-RA-RAS-RSARudite Lutitica – Rudite Arenitico-Lutitica – Rudite Arenitica – Rudite Arenitico-Siltitica – Rudite Siltitico-Arenitica

A – ARENITI  (rocce clastiche terrigene – arenarierocce carbonatiche/quarzose – calcareniti, doloarenitirocce sciolte terrigenesabbia – rocce sciolte carbonatiche/quarzose – sabbia calcarea/dolomitica/ quarzosa

  • AL-ARL-AR- ARS ASR – Arenite Lutitica – Arenite Ruditico-Lutitica – Arenite Ruditica – Arenite ruditico-siltitica – Arenite siltitico-ruditica

S – SILTITI  (rocce clastiche terrigene – siltite – rocce carbonatichecalcisiltite, dolosiltite, quarzosiltite – rocce sciolte terrigenefango (silt), rocce sciolte carbonatiche/quarzose – fango (silt) calcareo/dolomitico/quarzoso

L – LUTITI  (rocce clastiche terrigene – argillite (o argilla) rocce carbonatichecalcareniti, doloarenitirocce sciolte – fango (o argilla argilla), fango calcareo/dolomitico/quarzoso)

 

Fig. 1 – R = ruditi – S = siltiti – A = areniti – L= lutiti (o argilliti)

Le rocce carbonatiche clastiche

Le rocce carbonatiche clastiche sono costituite da clasti calcarei di varia origine immersi in una matrice, detta micrite sempre costituita sempre da clasti calcarei anch’essi di varia origine ma a granulometria più fine. Il cemento invece è costituito da carbonato di calcio cristallino post-deposizionale (POSTDEP) detto sparite. Per questo le rocce carbonatiche possono essere classificate in base alla tessitura, considerando un cemento POSTDEP, una matrice clastica ed uno scheletro costituito dai grani di dimensioni maggiori in quantità inferiore alla matrice.

 

Classificazione delle rocce calcaree

Introducendo invece uno o più elementi di tipo composizionale possiamo distinguere le rocce clastiche come in figura 3 (… continua)

Fig. 3 – Classificazione delle rocce calcaree per composizione – CA Calcare – Do Dolomia – M Marne – CALCARI circondati da contorno rosso  – DOLOMIE circondati da contorno blu – MARNE circondate da contorno nero.

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Rocce piroclastiche

Derivano dal deposito per caduta di materiali eruttati durante l’attività dei vulcani anche nelle fasi più tardive, che danno origine a rocce piroclastiche chiamate tufi, oppure dal deposito di flussi di piroclasti che danno origine alle ignimbriti o ai surge . Gli elementi di queste rocce possono essere:

  • prodotti lavici di neoformazione (brandelli di lava, scorie)
  • frammenti di prodotti lavici già consolidati
  • frammenti di rocce (ma anche di minerali) sedimentarie, metamorfiche o ignee.

Come per le rocce clastiche, la classificazione delle piroclastiti viene fatta in base alle dimensioni degli elementi (bombe e blocchi, lapilli, ceneri, corrispondenti per taglia rispettivamente a ruditi, areniti e lutiti nelle rocce clastiche), ed alle modalità di formazione che deriva dalla natura del magma.

Fonte: Bosellini, Mutti, Ricci-Lucchi, Rocce e successioni sedimentarie (1989)

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Rocce organogene

Sono rocce formate da sedimenti derivanti da resti di organismi viventi, animali o vegetali. In base alla modalità di come vengono formati questi resti, possiamo distinguere fra:

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Rocce clastiche organogene

Questo tipo di rocce sedimentarie possono contenere clasti o resti di stromatoliti, spicole di spugne, gusci di foraminiferi pelagici, radiolari, diatomee, molluschi (brachiopodi, lamellibranchi, gasteropodi, ecc…), coralli, scheletri di verterbati o resti vegetali.

In base alla natura chimica dei gusci possiamo distinguere fra rocce organogene

  • carbonatiche
  • silicicee
  • fosfatiche

Rocce clastiche organogene carbonatiche

Comprendono quei calcari costituiti generalmente da uno scheletro di clasti di gusci calcarei di organismi riconoscibili, un “cemento” di riscristallizzazione di calcite (sparite) ed una matrice costituita da fango calcareo (micrite). Per la classificazione di queste rocce si rimanda alla figura 2

Rocce organogene clastiche silicee 

Derivano da resti di organismi marini che utilizzano la silice per la costruzione dei loro gusci o scheletri. Le più importanti sono:

  • spongoliti
  • diatomiti
  • radiolariti

Rocce organogene fosfatiche

Derivano dall’accumulo di ossa di vertebrati o di di uccelli marini, detto guano. Contengono  fosfato di calcio (Ca3(PO)2)

Rocce organogene non clastiche

Comprendono quei calcari che possono formarsi principalmente ad opera del fitoplancton. Questi organismi fotosintetici sono in grado di prelevare la CO2 disciolta nell’acqua facendo precipitare il carbonato di calcio, il quale viene poi trattenuto ed accumulato dagli stessi cianobatteri e batteri, che formano delle strutture carbonatiche a strati chiamate stromatoliti.

Rocce organogene biochimiche

Si tratta di sostanze organiche che nel corso della diagenesi vengono trasformate in particolari rocce come carbone e petrolio (si tratta di una particolarissimo tipo roccia formata da molti composti liquidi, tanto che viene detta anche roccia liquida).

Rocce biocostruite

Sono rocce formate da organismi costruttori che durante la loro vita producono vere e proprie strutture. Questo tipo di organismi sono ad esempio i coralli e le alghe calcaree che popolano le scogliere coralline dei mari tropicali. I polipi dei coralli, anche grazie all’enzima anidrasi carbonica, che accellera la conversione della CO2 prodotta attraverso la respirazione in acido carbonico H2CO3, il quale spontaneamente si scinde poi nello ione carbonato e bicarbonato, secernono proteine fibrose associate a carbonato di calcio  creando le costruzioni coralline.

Rocce biochimiche

Comprendono carboni e idrocarburi. I carboni sono il risultato della trasformazione di resti vegetali in ambienti privi di ossigeno e sottoposti a pressioni e temperature particolari. In assenza di ossigeno vivono i batteri anaerobi, i quali si nutrono dei residui vegetali in decomposizione, privandoli sempre più di acqua e lasciando via via sempre più carbonio. Gli idrocarburi invece derivano dall’azione di decomposizione di resti sia animali che  vegetali operata da batteri presenti nei sedimenti argillosi impermeabili.

I carboni

I carboni più noti sono la torba, la lignite, la litantrace e l’antracite (approfondimento …)

Gli idrocarburi

Il petrolio è l’idrocarburo più conosciuto (approfondimento …)

*** da qui sezione  in costruzione ***

Rocce sedimentarie chimiche o residuali

Rocce chimiche

Sono formate dalla deposizione per semplice evaporazione (evaporiti) o per precipitazione chimica di sali o altri composti chimici disciolti (dolomie, travertini, alabastri calcarei, concrezioni,  selce) e contenuti nelle acque marine, nelle acque soterranee o di scorrimento superficiale.

Evaporiti

Si formano per evaporazione di bacini marini o lacustri. Per l’evaporazione sono necessari ambienti aridi e bacini scarsamente alimentati. La formazione avviene via via che la soluzione salina, aumentando in concentrazione anche localmente per effetto dell’evaporazione, arriva  al punto critico di sovra-saturazione. Si formano così minerali tipici come calcite, gesso, anidrite, ecc (approfondimento …).

Rocce chimiche di precipitazione

 

Travertini, alabastri calcarei 

In ambiente continentale possono formarsi calcari per il deposito

Da acque sorgive o fluviali sovrasature in Ca(HCO3)2, possono formarsi calcari, per variazioni di T e P dell’acqua o per forte agitazione meccanica. Appartengono a questa modalità di formazione:

travertini idrotermali e di cascata

alabastro calcareo

stalattiti e stalagmiti

Rocce silicee

Anche alcune rocce silicee possono derivare direttamente da precipitazione chimica, sul fondo del mare, di SiO2 in sovrabbondanza, come ad esempio il diaspro. Altre rocce di questo gruppo derivano invece da deposizione di silice all’aria libera in corrispondenza di sorgenti termali di origine vulcanica (geyseriteopale). Infine, la silice che circola nel sottosuolo in soluzioni acquose può sostituire, molecola per molecola, le parti di organismi biologici, conservandone tutte le strutture, come ad esempio il legno di alberi sepolti, dando così origine alle foreste pietrificate e ai legni silicizzati.

Rocce residuali

Sono rocce che derivano dall’accumulo in situ, cioè senza trasporto, dei materiali che restano dopo l’alterazione di una roccia affiorante e il dilavamento delle sostanze solubili che si formano nel caso di tale alterazione.
Uno dei meccanismi su cui si basa l’alterazione chimica delle rocce è l’idrolisi dei silicati. I silicati più frequentemente sottoposti a tale erosione sono i feldspati sodici e potassici, presenti nelle rocce magmatiche acide come i graniti. L’acqua piovana resa acida dalla presenza di acido carbonico reagisce con il feldspato dando luogo a un carbonato solubile, alla caolinite, silicato di alluminio idrato, e alla silice.

 

Se il clima è caldo umido anche la silice è trasportata via dall’acqua piovana in soluzione insieme a Mg, Ca, Na, K. Si formano così coltri anche potenti di idrossidi ricchi di Al e di Fe, quindi rossastri, chiamate lateriti, sfruttate come minerale di ferro.
Se l’alterazione si spinge oltre, anche il ferro può passare in soluzione e la roccia residuale è formata allora solo da un accumulo di idrossidi di alluminio, di colore biancastro: si arriva in tal modo alle bauxiti, sfruttate per l’estrazione dell’alluminio.
Quando questo processo interessa i silicati più complessi come olivine, anfiboli e pirosseni, presenti ad esempio nei basalti, si ottiene l’ossido ferrico idrato, cioè la limonite.

 

Rocce residuali

 

*** sezione in costruzione ***

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