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Lezioni di geologia:
Le rocce carbonatiche

Indice Lezioni di Geologia


Le rocce carbonatiche

Definizione:Le rocce carbonatiche sono rocce sedimentarie che contengono più del 50% di minerali carbonati tra i quali predomina la calcite (CaCO3), e la dolomite (Mg(CaCO3)2 ). Tra gli altri minerali carbonati sono presenti anche l'aragonite, la siderite (FeCO3) e la megnesite (MgCO3).
Le rocce carbonatiche possono essere di origine chimica e/o biochimica, nel primo caso derivano dalla precipitazione diretta di sali da soluzione o a causa delle variazioni nelle condizioni chimico-fisiche come la concentrazione, la temperatura, il Ph. Nel secondo caso si formano quando in tale processo intervengono anche organismi animali e vegetali. La grande maggioranza delle rocce chimiche e biochimiche si formano in ambienti marini.


LA CALCITE: si forma per "precipitazione chimica in seguito all'evaporazione delle acque ricche di bicarbonato di calcio che circolano nelle cavità e nelle fratture delle rocce carbonatiche o per sedimentazione di resti di organismi marini che utilizzano il carbonato di calcio delle acque marine per costruire i loro gusci" (1).
Caratteristiche:
- Semidura (3 termine della scala di Mohs)
- Facilmente sfaldabile in forme romboedriche
- Trasparente o lattiginosa con lucentezza da vitrea a madreperlacea, biancastra o incolore nei cristalli e di colore vario nelle masse compatte. Birifrangente.
- E' facilmente solubile in acido cloridrico con effervescenza per liberazione di anidride carbonica.

LA DOLOMITE: è il carbonato doppio di calcio e magnesio. Tipico prodotto della diagenesi, si forma per sostituzione del Mg al Ca ad opera dei fluidi che circolano nel sedimento.
Caratteristiche:
- Semidura
- Fragile e perfettamente sfaldabile in romboedri
- Trasparente o traslucida con lucentezza vitrea, spesso in masse microcristalline.
- Se pura è di colore rosa, altrimenti è incolore, bianca, grigia o nera.
- Reagisce con acido cloridrico se polverizzata.

L'ARAGONITE: è il polimorfo della calcite. Si forma in ambiente sedimentario biochimico per fissazione da parte di organismi del carbonato di calcio. In pratica costituisce quindi la porzione calcarea degli scheletri e delle conchiglie di tali organismi.
Caratteristiche:
- Semidura
- Fragile
- Difficilmente sfaldabile.

Classificazione delle rocce carbonatiche

Minerali carbonati   Roccia carbonatica
CALCITE --> CALCARI
DOLOMITE --> DOLOMIE

Classificazione genetica dei calcari

Calcari autoctoni --> ORGANOGENI CHIMICO
CHIMICO-BIOCHIMICO
Calcari alloctoni --> CLASTICI O DETRITICI


I calcari autoctoni: (rocce chimiche e biochimiche)

Sono i calcari che si sono formati SUL POSTO ad opera di organismi, sia a causa della loro azione costruttrice diretta, sia per accumulo del loro scheletro calcareo, sia, infine, come conseguenza di una loro attività vitale.

- Precipitazione biochimica del CaCO3:
Gli organismi marini e lacustri fissano nei loro scheletri o gusci il carbonato di calcio e il magnesio, il solfato di calcio e il fosfato di calcio. Tali organismi sono in ordine di importanza:
  • alghe calcaree
  • foraminiferi
  • molluschi
  • coralli
  • echinodermi
  • spugne
  • crostacei
  • anellidi
  • briozoi
Le alghe calcaree sono le principali responsabili della precipitazione biochimica del CaCO3. Esse infatti assorbono anidride carbonica, necessaria al loro metabolismo, dal bicarbonato di calcio presente disciolto nelle acque. Questo assorbimento provoca simultaneamente la precipitazione del carbonato di calcio.
Tale fenomeno si verifica a profondità non superiori agli 80 metri data la necessità di luce per la fotosintesi clorofilliana delle alghe che ha per conseguenza l'assorbimento di anidride carbonica (CO2).

- Bioherma e Biostroma
Gli organismi benthionici sono responsabili di un'azione costruttiva o sedimentogena che porta alla costruzione di grandi corpi geologici. Essi originano per attività fisiologica impalcature rigide delle BIOHERMA. Se non c'è costruzione ma semplice accumulo delle spoglie degli organismi benthonici, il sedimento è detto BIOSTROMA.

L'attività biologica facilita la deposizione in ambiente sottosaturo mentre una precipitazione diretta inorganica richiede che la concentrazione del CaCO3 disciolta giunga alla saturazione.
Le scogliere coralline rappresentano un aprticolare ambiente di sedimentazione organogena.


I calcari alloctoni (rocce clastiche o detritiche)

Sono formati da calcari che, prima di costituire l'attuale compagine rocciosa, sono stati erosi, trasportati e in seguito ridepositati. Non si sono originati sul posto ma altrove.
Classificazione delle rocce calcaree:

Tra le diverse classificazioni, quella di DUNHAM (1962) è la più seguita. E' basata sulla tessitura deposizionale osservabile al microscopio ed è applicabile sia a rocce diagenizzate (*) che a sedimenti sciolti.
In base alla classificazione di Dunham si fa distinzione tra i calcari GRANO-SOSTENUTI in cui le particelle sono in reciproco contatto e i calcari FANGO-SOSTENUTI in cui i grani sono dispersi in una matrice di fango carbonatico.
I grano-sostenuti sono denominati GRAINSTONE (senza matrice) e PACKSTONE (con una certa percentuale di matrice o micrite).
I fango-sostenuti sono denominati WACKSTONE quando le particelle sono in percentuale superiore al 10% e MUDSTONE quando le particelle sono in percentuale inferiore al 10%.
Quando i componenti si sono legati durante la deposizione, è questo il caso delle rocce biocostruite, si ha un boundstone.
Ci sono poi i calcari cristallini in cui la tessitura deposizionale non è riconoscibile.
Le evaporiti si formano per precipitazione da soluzioni in seguito all'evaporazione del solvente. Tali sedimenti, solitamente monominerali, si possono formare sia in acque continentali che marine. Queste ultime danno i depositi più importanti.

Bibliografia:

- C. Elmi, M. Diretto, "Geologia", Pitagora Editrice, 1996
- Enciclpedia Motta di Scienze Naturali - Vol. IX: Mineralogia, geologia, paleontologia - Federico Motta Editore.


Note: 1) C. Elmi, M. Diretto, "Geologia", Pitagora Editrice, 1996, pag. 37

(*) Diagenesi: processo per cui le rocce sciolte si trasformano in rocce compatte: comprende la compattazione e la cementazione.
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