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Geology is the Way

Le Rocce Terrigene

diagramma granulometrico di Udden-Wentworth

Classificazione delle rocce e sedimenti clastici basata sulla scala granulometrica di Udden-Wentworth. Modificata dall’USGS Open-File Report 2006-1195. Maggiori dettagli in Prothero & Schwab (2013).

Le rocce terrigene, dette anche silicoclastiche, sono un gruppo di rocce sedimentarie costituite da frammenti di minerali e rocce derivanti da rocce preesistenti. Questi frammenti sono detti clasti, indipendentemente dalla loro composizione e dimensioni. I clasti si originano per degradazione e successiva erosione delle rocce esposte sulla superficie terrestre. La degradazione, che agisce sulle rocce come un insieme di processi di alterazione fisica e chimica, disintegra le rocce in frammenti (particelle detritiche) producendo nuovi minerali stabili in ambiente sedimentario, come i minerali argillosi. L’erosione dovuta ad agenti come il vento, l’acqua, il ghiaccio o la gravità, rimuove i prodotti della degradazione trasportandoli nel sito di deposizione. La deposizione avviene dove la velocità della corrente diviene troppo bassa, permettendo ai clasti di depositarsi sul fondo del bacino sedimentario. I clasti accumulati in un bacino, detti sedimenti, si impilano strato su strato, aumentato il peso, calore e pressione che agiscono sui sedimenti più vecchi sottostanti. Di conseguenza, i sedimenti si compattano progressivamente in profondità, espellendo l’acqua intrappolata nelle porosità. Il sedimento in compattazione subisce una serie di trasformazioni chimiche e fisiche (diagenesi) che legano assieme le particelle sedimentarie producendo rocce sedimentarie litificate.

Classificazione dei sedimenti terrigeni
I processi sedimentari (alterazione ed erosione) producono una varietà di clasti con granulometria (= diametro medio) che si classificano secondo la scala logaritmica di Udden-Wentworth in quattro classi principali:
ghiaia (> 2 mm), che include ciottoli fini o ghiaia s.s. (2 – 64 mm), ciottoli grossolani (64 – 256 mm) e massi (> 256 mm);
sabbia (0.0625 – 2 mm);
silt o limo (0.004 – 0.0625 mm);
argilla (<0.004 mm).

La scala divide queste classi principali in sottoclassi (es: sabbia fine, sabbia molto fine). Questi nomi possono essere usati per riferirsi a singoli clasti (es: un clasto di ghiaia) o ad un deposito sedimentario non consolidato con una specifica granulometria (es: un deposito di ghiaia o, semplicemente, ghiaia). La scala logaritmica imposta i limiti tra le classi in modo arbitrario per definire uno standard, ma alcune di questi limiti hanno un’utilità per la classificazione. In particolare il limite di 0.0625 mm corrisponde al limite inferiore dell’occhio umano nel distinguere degli oggetti: possiamo riconoscere la sabbia molto fine ma le particelle di limo e argilla sono troppo fini e non riconoscibili sul terreno. Per questo motivo, i geologi di terreno normalmente raggruppano il limo e l’argilla come fango, che comprende tutte le granulometrie inferiori a 0.0625 mm.

ghiaia e sabbia

Deposito di ghiaia (in alto) al di sopra di sabbia media inconsolidata. La ghiaia varia in dimensioni da molto grossolana a fine/media andando verso l’alto. Volterra, Pisa (Italia). Foto © Samuele Papeschi/GW.

livelli di fango in sabbia

Lenti irregolari di fango alternate a sabbia media/fine. I livelli di fango appaiono omogenei, dal momento che i loro grani sono troppo piccoli per essere visibili all’occhio umano. Questo tipo di stratificazione (sabbia/fango irregolarmente stratificati) è detta stratificazione flaser. Volterra, Pisa (Italia).

Parametri tessiturali
La granulometria è il parametro primario che si usa per classificare le rocce sedimentarie clastiche. Tuttavia, da solo non è in grado di definire completamente le tessiture clastiche. Ci sono altri quattro parametri principali che i geologi usano per descrivere le rocce clastiche e che permettono di comprendere l’ambiente sedimentario dove si sono formate e il tipo di traporto subìto:
forma dei clasti: la forma dei clasti.
classazione: la variabilità di granulometria di una roccia o sedimento clastici.
arrotondamento: quanto la forma esterna dei granuli è stata arrotondata dal trasporto.
addensamento: quanto i granuli sono addensati, rispettivamente gli uni agli altri e alla matrice circostante.

Maggiori dettagli su questi parametri sono disponibili nelle pagine dedicate.

Classificazione delle rocce terrigene
Il nome delle rocce sedimentarie clastiche si basa sulla granulometria del sedimento che le costituiscono. Ci sono quattro classi principali di rocce sedimentarie silicoclastiche:
conglomerato/breccia, costituite da ghiaia. I conglomerati hanno clasti arrotondati/smussati, mentre le brecce contengono clasti angolari con spigoli vivi;
arenaria, costituita da sabbia;
siltite, composta da silt (o limo);
argillite, costituita da argilla.

La siltite e l’argillite sono indistinguibili sul terreno e collettivamente sono dette peliti (in inglese: mudstone; non esiste una traduzione diretta in italiano).

conglomerato con clasti di gabbro

Conglomerato con ciottoli arrotondati di gabbro. Cipro. Photo © Siim Sepp.

arenaria laminata

Arenaria laminata dalla Scozia. Larghezza del campione: 7 cm. Foto © Siim Sepp.

pelite con livelli di arenaria

Pelite (grigia) con sottili lamine di arenaria (gialle). Lancaster, Pennsylvania, Stati Uniti. Larghezza 9 cm. Foto © James St. John.

Sedimenti e rocce terrigeni misti
Molte rocce terrigene contengono proporzioni non trascurabili di tutte le granulometrie. Numerosi tentativi sono stati fatti negli anni per definire i limiti tra le varie rocce clastiche, il che ha prodotto diversi diagrammi classificativi, in cui nomi ibridi sono assegnati a seconda delle proporzioni delle varie granulometrie presenti. Uno di quelli maggiormente usati è il diagramma ghiaia-sabbia-fango di Folk (1980), mostrato qui sotto (scorri per vedere la nomenclatura di sedimenti e rocce corrispondenti). Diagrammi classificativi più dettagliati sono disponibili sulle pagine specifiche di ciascuna roccia terrigena.

Roccia
Roccia
Roccia
Sedimento
Sedimento

Riferimenti bibliografici
Dott, R. H. (1964). Wacke, graywacke and matrix; what approach to immature sandstone classification?. Journal of Sedimentary Research34(3), 625-632.
Folk, R. L. (1980). Petrology of sedimentary rocks. Hemphill publishing company.
        

Risorse in Italiano
Geologia del Sedimentario. Tucker, 1953.
Rocce Sedimentarie. Tucker, 2010.
Lezioni di Geologia Stratigrafica. Bruno Accordi, 1984.

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