Suggerimenti uso lente a mano

• lo stesso minerale va cercato con la lente in più punti del campione
• attenzione ad oggetti “strani” (per esempio con superfici molto frastagliate): potrebbero essere fossili
• Sotto i 25-30 um non è praticamente possibile, con le lenti normalmente a disposizione in campagna, distinguere i vari grani [BMRL p77].
  I 20-30 um segnano il limite pratico sotto il quale è impossibile distinguere, in campagna e con l’ausilio di una lente a 10-15 ingrandimenti, i singoli componenti (grani, cristalli) di un sedimento [BMRL p87].
  Per maggiore chiarezza, la normale lente a 10-12 ingrandimenti che si usa in campagna non permette il riconoscimento di particelle al di sotto dei 31 micron [GURI p173].
  Personalmente con la mia lente “B 10x” riesco ad apprezzare 25 micron (provato il 10 marzo 2025 con target Thorlabs R2L2S2P che riporta vari reticoli di Ronchi, 10LP/mm si distinguono molto bene, 20LP/mm si distinguono ancora altrettanto bene, 30LP/mm si fa molto fatica a distinguerle).

Strumenti di diagnosi speditiva

• scala delle durezze di Mohs
• comportamento reazione con acido HCl diluito
• toccare con mano per sentire la ruvidezza (e.g. argillite è molto liscia al tatto mentre pelite è moderatamente ruvida [Venturini p17]). Al tocco liscia, probabilmente non si vedranno i granuli. Al tocco ruvida probabilmente si vedranno i granuli con lente
• porosità

Aiuti nel riconoscimento dei minerali

• “Il quarzo non sfalda”: se muovendo il campione si vede riflessione della luce su ampia superficie allora la luce è riflessa da un piano di sfaldatura ma il quarzo non si sfalda e quindi quella riflessione non può indicare presenza di quarzo, vedi [Q p95].

Comparatore visuale per stime di proporzioni

Rocce ignee

Struttura vs tessitura

• la tessitura si vede solo al microscopio

Struttura [PDF10 p22/45]:

• olocristallina
• porfirica (fenocristalli immersi in pasta di fondo)
• afirica (fenocristalli assenti e quindi è presente la sola pasta di fondo) [BDA p45]
• amorfa (opaca?) o vetrosa (lucida?)

[Ciao]

Dimensione dei cristalli: [BDA p46]

• criptocristalli
• grana fine < 1 mm
• grana media > 1 mm e < 5 mm
• grana grossa > 5 mm

Variabilità della dimensione dei cristalli:

• equigranulare [BDA p45]
• eterogranulare

Colore e composizione:

• tipicamente scuri i minerali femici, aka mafici (Mg e Fe)
• tipicamente chiari i minerali sialici

Serie di Bowen

Serie di Bowen, con descrizione dei minerali visti nei campioni a mano.

Serie discontinua:

Serie continua:

La stabilità chimica è in ordine decrescente [BMRL p14 tab2.2].
Il quarzo che si è cristallizzato a temperatura più bassa e in presenza di vapor acqueo è più stabile perché la sua “nascita” è più vicina alle condizioni ambientali tipiche della sedimentazione: freddo (non in senso assoluto ma in relazione alla T xtal) e umido [BMRL p14].

La seguente tabella è [GJ Tab4.1 p101].

Rocce intrusive o plutoniche

Classificazione con diagramma QAP intrusive/plutoniche

N.B.: a lezione non abbiamo mai considerato la parte inferiore del diagramma (che è il triangolo FAP).
Si basa sulla stima dei componenti Q, A, P, M. [BDA p47] e dell’indice di colore IC.
Q = Quarzo (grigio vitreo)
A = Alkali Feldspati (rosa)
P = Plagioclasio (bianco lattiginoso)
M = Minerali femici (tipicamente di colore scuro e.g. nero, verdone).

IC = (scuri)/(chiari+scuri) espresso in percentuale [KP p291]

1. Descrivere/Riconoscere i minerali chiari (sialici) e scuri (femici).
2. Stimare le quantità Q, A, P, M tramite stima visiva.
3. Esprimerle in percentuale in modo che Q + A + P + M = 100
4. Sul diagramma disegnare una linea orizzontale al valore Quarzo = Q/(Q+A+P)
5. Sul diagramma disegnare un segmento che unisce il vertice alto Q al punto sulla base A-P che è al valore Plagioclasio = P/(A+P). Il vertice in basso a sinistra corrisponde a Plagioclasio = 0, il vertice in basso a destra corrisponde a Plagioclasio = 100%.
6. Il nome della roccia sta all’intersezione tra la linea e il segmento suddetti.
7. Stimare IC (tramite stima visiva)

Note sull’indice di colore:

• IC alto suggerisce P>A, quindi regione dello schema vicina a P. [BDA p47 fig2.19]

Consigli e avvertimenti per la stima visiva:

• se quarzo “salta all’occhio” allora Q>20%
• attenzione al rischio di sovrastimare i minerali scuri/femici.

N.B.: il diagramma per Q<20% e P/(A+P)>90% indica due rocce: diorite e gabbro ma la diorite ha un colore chiaro mentre il gabbro ha un colore verde scuro.

Rocce effusive o vulcaniche

Strutture delle rocce effusive [Q p98]:

• criptocristallina
• microcristallina
• porfirica
• vetrosa
• clastica
• scoriacea

Classificazione con diagramma QAP effusive/vulcaniche

N.B.: a lezione non abbiamo mai considerato la parte inferiore del diagramma (che è il triangolo FAP).

Verbatim dagli appunti [Q p96]:

“Roccia nera a grana fine microcristallina verosimilmente è un basalto, ma i cristalli bianchi se ci sono vanno al 100% di plagioclasio perché il nero non si calcola!”

“Rosa tutta microcristallina non sarebbe basalto!”

“Ma se è nera con dei puntini bianchi, che non sono quarzo, il nero è il femico e va tutto nei plagioclasi!”

Quindi come schema di classificazione: se la roccia è a grana molto fine ed è tutta nera posso dire che è un basalto, se invece si vedono dei piccoli fenocristalli chiari va capito se sono quarzo oppure plagioclasio e di conseguenza si usa il diagramma QAP.

D’altra parte Perkins scrive:

“In the field, when we do not have detailed chemical or mineralogical information, we often call pink volcanic rocks rhyolite, white ones andesite, and darker colored rocks basalt.”

N.B.: il diagramma per Q<20% e P/(A+P)>90% indica due rocce: andesite e basalto ma l’andesite ha aspetto diverso dal basalto, in particolare il basalto è più scuro (vedi anche qui sopra quanto scritto da Perkins).

Lave

L’ossidiana è fortemente sialica, vedi [Q p97].

Rocce sedimentarie

Composizione, tessitura, struttura [BMRL p3]

• Composizione: di che materiale è fatto?
  
• Tessitura: distribuzione statistica delle dimensioni, forme degli elementi costituenti la roccia.
  
• Struttura: stratificazione se grande, laminazione se piccola (< 1cm, vedi [Q p120]).
  Struttura: nodulo (esempio calcare nodulare aka rosso ammonitico, vedi [Q p120]).
  Struttura: vacuoli (esempio travertino, vedi [Q p122]).

Una classificazione basata sulle caratteristiche genetico-tessiturali [BMRL p5 fig1.3]

Famiglie di rocce importanti [BMRL p6]

• Rocce terrigene silicoclastiche
• Rocce carbonatiche
• Evaporiti
• Rocce silicee

Componenti tessiturali delle rocce granulari [BMRL p7]

granuli - matrice - cemento

Nella fase iniziale di genesi della roccia ci sono i granuli che sono le unità elementari e che per gravità stanno uno sull’altro, gli spazi vuoti fra i granuli sono i pori; con il passare del tempo i pori si riempiono di materia (solida e più fine e.g. fango oppure allo stato fluido come acqua, gas, petrolio) che compone la matrice; con il passare di altro tempo i pori possono venir eliminati (e.g. per costipamento) oppure essere riempiti da cemento (e.g. cemento costituito da fasi cristalline precipitate chimicamente).
Quindi il fattore tempo è importante e, insieme al fattore energia, si collegherà al concetto di “maturità tessiturale”.

I granuli definiscono l’impalcatura aka intelaiatura granulare. Il limite tra impalcatura e matrice è, per quanto riguarda le dimensioni, relativo.

Maturità composizionale [BMRL p14]

Il sedimento maturo composizionalmente è quello che ha i minerali più stabili chimicamente e con maggior resistenza meccanica, e.g. quarzo.

Granulometria per rocce terrigene silicoclastiche

La dimensione dei granuli è un carattere tessiturale [BMRL p14].
Arenite è un termine tessiturale [BMRL p34].

Rammentare che 1/16 mm = 6/100 mm = 60 um

Grado di selezionamento

Il grado di selezionamento (aka sorting) è una proprietà tessiturale [BMRL p17] e si stima con la deviazione standard della dimensione dei granuli.

Morfologia

Angoloso/spigoloso vs arrotondato.

Maturità tessiturale [BMRL p28]

Determinata sia dal trasporto s.s. che anche dal moto in loco che i sedimenti hanno nell’ambiente di deposizione (per esempio rielaborazione lungo una spiaggia [BMRL p31]).

Classificazione delle Areniti

Per classificare le areniti, che sono rocce sedimentarie terrigene silicoclastiche delle granulometria delle sabbie, si usa il diagramma di Folk 1954 [quello in PDF17 p32/34 è equivalente al seguente][Venturini Fig1.13 p17 è equivalente al seguente]:

La prof. non ha considerato il triangolo piccolo in basso a destra.

Maturità tessiturale e composizionale per le Areniti

La grovacca è una arenite meno matura.

Peliti

Il colore dipende dallo stato di ossidazione del ferro e non dalla sua quantità. Il rosso è dato da ossido ferrico mentre per il verde/nero il ferro si trova nello stato ferroso.

Qui sotto si vede l’evoluzione del sedimento fango verso la roccia pelite attraverso la diagenesi, diagenesi che poi diventa metamorfismo e che porta la pelite a diventare uno shale, poi un’ardesia ed infine una fillade.

Tipi di granuli carbonatici

Carbonati accresciuti in situ

Bioliti (Boundstone)

Scogliere coralline: tutto l’insieme della costruzione carbonatica è sostenuto da organismi sedentari ancora nella posizione originaria di crescita.

Stromatoliti

Le stromatoliti non sono scheletri algali ma strutture organo-sedimentarie; sono costituite da sedimento particellare (clastico) fine, disposto in sottili lamine piano-parallele o variamente ondulate.

Carbonati concrezionati: travertini

Formazione di calcare concrezionato da acqua dolce:

1. per rapida evaporazione di acqua di fiumi e cascate dove una parte dell’acqua è costituita da piccolissime goccioline.
2. per lento sgocciolamento di acque sature di bicarbonato di calcio nelle grotte carsiche.
3. per l’azione indiretta di vegetali (muschi, alghe, erbe) viventi nelle acque i quali sottraggono CO2 precipitando CaCO3 sotto forma di incrostazioni.

Il travertino presenta una evidente straterellatura accentuata da numerosi vacui allungati nel senso della stratificazione (quindi elevata porosità).

Granulometria delle rocce carbonatiche

La dimensione dei granuli è un carattere tessiturale [BMRL p14].

Rammentare che 1/16 mm = 6/100 mm = 60 um

Alcuni esempi di nomi di rocce:

• Calcari a coccoliti [BMRL p86 fig3.34]
• Biocalcarenite
• Calcarenite oolitica

Classificazione delle rocce carbonatiche

Per le rocce carbonatiche si usa la classificazione di Dunham 1962, [quella in PDF29 p32/56 è equivalente al seguente]:

Rocce miste

Ad un estremo c’è calcare (rigido), all’estremo opposto c’è argilla (plastica). Anche calcilutiti ad un estremo e peliti all’estremo opposto. A metà strada ci sono le marne che sono composte in parte da minerali argillosi, in parte da carbonati. Poi ci sono le rocce intermedie:
calcare -> calcare marnoso -> marna calcarea -> marna -> marna argillosa -> argilla marnosa -> argilla. [MMD p107]

Durezza Mohs e rocce sedimentarie

Classificazione proposta in [Venturini p17]

1. Sono presenti evidenze originate da deformazione? Esempi: fratture, superfici di faglie, pieghe, ecc.
   Tali superfici sono rivestite di minerali di nuova formazione come calcite o quarzo?
   Sì: se sì allora vanno riconosciuti e non considerati per la classificazione della roccia perché acquisiti successivamente alla deposizione e litificazione.

2. È omogeneo per tessitura/composizione?
   No: se non lo è allora vanno riconosciuti e classificati i diversi tipi di roccia presenti. Un conglomerato è omogeneo anche se i clasti che lo compongono sono di composizione diversa; diventa non omogeneo se la granulometria cambia e per esempio diventa arenitica.

3. È clastico?

   • Sì
     1. individuare granulometria più rappresentativa
        
     2. eventuale granulometria subordinata (bimodale)
        
     3. matrice? Assente, scarsa, media, abbondante
        
     4. composizione cemento? Carbonatico oppure siliceo
   • No
     1. fossili
     2. chimica
     3. organica (carbon fossile, ambra, bitume)
   • Forse
     1. < 1/256mm: granulometria molto fine, roccia molto compatta, serve microscopio perché la lente a mano non è sufficiente.

Se alla domanda 3) si è risposto “forse” allora va considerata la tabella seguente:

Rocce metamorfiche

Fissile - Fissilità
Clivaggio
Paragenesi
Minerali indice: granato, albite, glaucofane (di alta pressione)
Foglietto scistogeno dà scistosità
Scisto è struttura
Granulitica è struttura
Slate
Gneisstosità
Da roccia sedimentaria silicoclastica a paragneiss
Da roccia magmatica a ortogneiss
Bande
Minerali orientati
Eclogite
Banding (?) Da olivina a serpentino (verdi scuri)
Rocce serpentiniti hanno parecchie superfici riflettenti che danno idea di scistosità
La peridotite si serpentinizza
Da roccia carbonatica (calcite) a marmo
Da quarzo a quarzite
Struttura saccaroide
Struttura granulare
Lineazioni
Anatessi

Grado di metamorfismo:

• colori chiari tipicamente indicano grado di metamorfismo basso
• fino al verde il grado di metamorfismo è basso
• se c’è granato (che è rosso violaceo, sfere compatte) il grado di metamorfismo è medio alto. Il granato è un minerale indice che dice che si sta andando verso un grado di metamorfismo alto. Molto spesso granato indica che la roccia madre è sedimentaria.

Rocce citate (ordinate per grado di metamorfismo crescente), rocce madri acide/sialiche:
Ardesia (grana molto fine)
Fillade (grana da fine a media)
Scisto (grana da media a grossa)(e.g. scisti blu)
Gneiss

Rocce citate (ordinate per grado di metamorfismo crescente), rocce madri basiche/femiche, nessuna banda, nessuna scistosità ma struttura granulitica:
Eclogite
Serpentinite

Migmatite

Classificazione proposta in [Venturini p190] e a cura di G. Vignaroli

Tessitura:

• Isotropa
  • Granulare
    • Grossolana
      • Quarzite
        
      • Marmo
        
    • Fine
      • Eclogite
        
      • Anfibolite
        
      • Serpentinite
        
• Anisotropa
  • Foliata
    • Superfici lisce, levigate, planari, granulometria fine
      • Opaca -> Slate
        
      • Riflettente -> Fillade
        
    • Superfici irregolari, granulometria grossolana
      • Scisto
        
  • Alternanza mineralogiche in bande chiare e scure, tessitura porfiroblastica
    • Gneiss

Campioni a mano 4 novembre 2024 (ignee)

• Riolite, ha struttura porfirica.
• Trachite ha struttura porfirica.
• Andesite.
• Riolite porfirica vs porfido riolitico.
• Il basalto non ha i fenocristalli, il colore scuro è dato da minerali femici.
• Basalto colonnare, a sezione esagonale.
• Pillow lava aka lave a cuscino (eruzione di vulcano sottomarino, 3km di profondità, la lava rotola ed assume forma rotondeggiante).
• Zeoliti con minerali bianchi che non sono plagioclasi.
• Vulcanoclastiti.
• Pomice leggera perché porosa (si è liberato tanto gas), non si riconoscono minerali [Q p97], bianca ricorda sialica [Q p97].
• Ossidiana, si è liberato poco gas, è molto viscosa [Q p97], ha struttura tagliente ed amorfa, è vetrosa, è fortemente sialica.
• Ignimbrite sono i depositi da nube ardente [MMD p89].
• Lava scoriacea, bollosità. Le bolle indicano che ha degassato. È viscosa.
• Lava con struttura a corda è fluida quindi femica quindi tipicamente basalto.
• Bollosità e vacui sono segno di magmi con abbondanti componenti volatili [Carloni p.33].
• Vulcanoclastite non è una pomice.

Campioni a mano 11 novembre 2024 (sedimentarie)

Campioni a mano 25 novembre 2024 (sedimentarie)

Campioni a mano 2 dicembre 2024 (sedimentarie)

Campioni a mano 9 dicembre 2024 (sedimentarie)

Campioni a mano 16 dicembre 2024 (sedimentarie)

• Gesso selenitico
• Gesso nodulare
• Gesso balatino
• Gesso fibroso
• Il talco non c’è ad oggi nel laboratorio rocce.

Campioni a mano 19 febbraio 2025 (metamorfiche)

Bibliografia

[BDA] D’Argenio et alii, “Introduzione allo studio delle rocce”, Torino, 1994.
[BMRL] Bosellini et alii, “Rocce e successioni sedimentarie”, Torino, 1989.
[Carloni] Carloni, “Litologia e geologia applicate all’ingegneria civile”, Bologna, 1987.
[Coe] Coe, “Geological Field Techniques”, Milton Keynes, 2010.
[GURI] CNR, “Carta geologica d’Italia - 1:50000 - Guida al rilevamento”, Roma, 1992.
[GJ] Grotzinger, Jordan, “Capire la Terra”, Bologna, 2016.
[IUGS_igneous] Le Maitre et alii, “Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms”, Cambridge UK, 2002.
[KP] Klein et Philpotts, “Mineralogia e Petrografia”, Bologna, 2018.
[MMD] Marcello Manzoni, “Dizionario di Geologia”, Bologna, 1968.
[Perkins] Perkins, “Mineralogy”, https://opengeology.org/Mineralogy/, 2022.
[PDF10] 10-Argomento_6-Rocce_magmatiche-3.0 Roccemagmatiche(ignee)
[PDF17] 17-Argomento_7-Rocce_sedimentarie_clastiche-4.IntrRoccesedRocceclastiche
[PDF29] 29-Argomento_9-Rocce_carbonatiche-5.0 Roccesedcarbonatiche_2024 [Q] quaderno nero
[Venturini] Venturini, “Rilevamento geologico”, Bologna, 2023.

Abbreviazioni

aka = also known as (inglese) = alias (latino) = sinonimo di
e.g. = exempli gratia (latino) = per esempio
s.s. = strictu sensu (latino) = in senso stretto