11

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...).

22

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.

33

44

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.

55

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).

66

ROCCE SILICOCLASTICHE

Le rocce terrigene silicoclastiche vengono distinte in base alla dimensione

dei granuli.

77

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.

88

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.

99

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)

1100

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.

1111

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% � quarzareniti

Kfs prevalenti e qtz < 75% � arcosi

Frammenti litici prevalenti � litareniti

1122

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.

1133

SCHEMA CLASSIFICATIVO DELLE GROVACCHE

1144

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.

1155

COMPOSIZIONE DELLE ROCCE CARBONATICHE

I più importanti minerali che compongono i sedimenti carbonatici sono:

- calcite;

- aragonite;

- dolomite.

1166

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

1177

Scala granulometrica dei carbonati

Micrite � precipitato ortochimico avente dimensioni granulometriche

massime di 4 micron.

1188

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).

1199

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).

2200

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

2211

DOLOMIE

Dolomia:

roccia composta prevalentemente dal minerale dolomite CaMg(CO3)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.

2222

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 (CaSO4-2H2O);

- anidrite (CaSO4);

- 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.

2233

SEDIMENTI SILICEI

Sono composti essenzialmente da SiO2 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).

2244

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)

2255

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.

2266

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.

2277

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:

Ca10(PO4,CO3)6F2-3.

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.