Scienze della Terra per le superiori/Le rocce magmatiche

Indice del libro

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Definizione

Sono rocce che derivano dalla solidificazione di magma o di prodotti vulcanici come lava, cenere, lapilli.

Il magma da cui prende origine tale gruppo di rocce è costituito da una miscela di silicati in cui si trovano disciolti diversi elementi e composti gassosi (H₂, HCl, Cl₂, F₂, HF, H₂S, SO₂ etc). In realtà al di sopra di una certa temperatura (1300-1400°C) i gli ioni SiO₄^4- si muovono liberamente nel magma senza essere in grado di stabilire legami permanenti con gli ioni metallici e quindi la presenza di silicati in queste condizioni è solo virtuale. Solo quando la temperatura comincia a scendere si possono formare le molecole dei primi minerali, naturalmente quelli a più elevato punto di solidificazione (silicati femici). I gas, detti anche componenti volatili o agenti mineralizzatori, mantengono il magma ad una pressione molto elevata che ne facilita la risalita qualora si apra una fessura nella crosta terrestre. Inoltre rendono il magma molto fluido favorendo il processo di cristallizzazione dei minerali. Il magma si trova racchiuso in camere magmatiche, talvolta di dimensioni imponenti, all'interno della crosta terrestre, ad una profondità che può variare da qualche km a qualche decina di km. Se il magma solidifica in profondità all'interno della crosta terrestre in condizioni di pressione elevata si formano le rocce magmatiche intrusive (o plutoniche), se invece la solidificazione avviene una volta che il magma è fuoriuscito e quindi in condizione di bassa pressione si formano le rocce magmatiche effusive (o vulcaniche). Se infine il magma risale fino a profondità non troppo elevate e solidifica in condizioni di media pressione si generano rocce magmatiche ipoabissali (o filoniane)

Classificazione

Le rocce magmatiche si suddividono in:

Rocce magmatiche intrusive

Si formano quando il magma solidifica lentamente all'interno della crosta terrestre. Poiché la solidificazione è lenta (anni, secoli, millenni) i minerali hanno il tempo di crescere e diventano visibili ad occhio nudo. La roccia si presenta perciò caratterizzata da tanti minerali (di tipo diverso o dello stesso tipo) visibili a occhio nudo aggregati assieme. La più famosa roccia magmatica intrusiva è il granito (se lo stesso magma fuoriuscisse formerebbe la riolite o il porfido). Le rocce intrusive presentano perciò una tipica struttura olocristallina. I primi minerali che cristallizzano hanno la possibilità di assumere il proprio abito cristallino e vengono perciò detti idiomorfi, mentre i minerali che solidificano a temperature più basse si adattano a riempire gli spazi rimasti e vengono detti allotriomorfi.

Rocce magmatiche effusive

Si formano quando il magma fuoriesce dalla crosta (nelle eruzioni vulcaniche), diventa lava e solidifica velocemente all'esterno. In questo caso, la veloce solidificazione impedisce ai minerali di crescere, esistono ma sono microscopici. La roccia ha un aspetto quindi uniforme, senza minerali visibili ad occhio nudo. Spesso però qualche minerale ha avuto il tempo di crescere, per cui nella roccia si osserva una struttura omogenea di fondo in cui si osservano alcuni macrominerali. Le rocce magmatiche effusive più famose sono il basalto (in genere privo, o con pochissimi macrominerali) e il porfido (dove sono visibili diversi macrominerali immersi in una "pasta" di fondo). Se il magma che forma il basalto solidificasse all'interno formerebbe il gabbro. La struttura di queste rocce, tipica del porfido, è detta struttura porfirica, caratterizzata da alcuni fenocristalli immersi in una pasta di fondo microcristallina o amorfa. In alcuni casi, quando il raffreddamento è particolarmente rapido, le rocce effusive possono dar luogo a strutture particolari, come nel caso delle ossidiane, in cui tutti i minerali si sono bloccati nella struttura completamente caotica che caratterizza i fluidi, producendo un solido perfettamente amorfo o "vetroso". Un altro caso particolare è quello delle pomici, in cui un degasamento particolarmente rapido ha prodotto una struttura spugnosa.

Rocce piroclastiche

Si formano dalla sedimentazione di ceneri, bombe e lapilli. La tipica roccia piroclastica, molto diffusa nelle zone vulcaniche italiane, è il tufo. I piroclasti in genere intrappolano anche molta aria per cui il tufo si presenta molto poroso (con molte cavità).

Il disegno sopra illustra i principali fenomeni terrestri che portano alla formazione di rocce magmatiche: il fondale oceanico (A, basaltico), scende sotto la crosta continentale (B, granitica), ad una certa profondità fonde formando delle masse di magma che risalgono verso la superficie (C), dando origine alle camere magmatiche di vulcani (C), oppure a masse di magma che restano intrappolati nella crosta e qui raffreddano lentamente (H). Il magma che fuoriesce dai vulcani forma ceneri (D) che si depositano nei pressi del vulcano (F-G), e colate di lava (E).

Nella galleria qui sotto vengono rappresentati alcune famose rocce magmatiche. Il granito e il basalto sono le rocce più famose.

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  Granito bianco (intrusiva acida)
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  Granito rosa
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  La riolote è una roccia magmatica intrusiva. Praticamente è un magma granitico che è fuoriuscito, è diventato lava e i minerali sono microscopici. Ma i minerali sono gli stessi del granito
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  Cubetti di porfido. Il porfido è una particolate riolite, in cui sono visibili ad occhio solo alcuni minerali (e gli altri sono microscopici, si vede solo una "pasta di fondo")
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  Un sasso di porfido. Si notano i minerali nella "pasta di fondo".
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  Basalto con minerali di olivina. È la più famosa e diffusa roccia magmatica effusiva. Forma tutti i fondali oceanici.
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  Basalto poroso dovuto alla presenza di bolle di gas durante il raffreddamento del magma
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  magma basaltico in raffreddamento
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  Gabbro, una roccia magmatica intrusiva e basica, scura e pesante. È il corrispettivo intrusivo del basalto (cioè è un magma basaltico che si è solidificato all'interno della crosta terrestre)
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  Gabbro, con grandi minerali
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  Tufo, tagliato a forma di mattone (accumulo di piroclasti, ceneri e lapilli)
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  Ossidiana, dal tipico aspetto vetroso
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  La pomice, resa porosa dai gas presenti nel magma

Classificazione mineralogica

Dal punto di vista della composizione mineralogica le rocce magmatiche si suddividono in:

• Rocce acide: sono rocce ricche di silice (la silice, SiO₂) è formata dai tetraedri dello ione silicato polimerizzato), sono in genere chiare e leggere. Es. il granito, la riolite, il porfido.

• Rocce basiche: sono rocce povere di silice, in genere scure e pesanti, poiché sono ricche di Ferro e Magnesio. Ad es. il basalto, il gabbro

Il grafico sottostante è uno schema che mostra le diverse rocce magmaiche: data una certa percentuale di silice (SiO₂) in basso, si ottiene in alto la roccia corrispondente; se si traccia un segmento verticale in corrispondenza della roccia si ottiene la sua composizione e percentuale mineralogica a seconda delle aree colorate (minerali) attraversate dal segmento.