Appunti di Sedimentologia - Altre rocce carbonatiche

Fonte: http://www.salvalartesicilia.it/focus/default.asp?argomento=sagyp&page=doc001.htm  (24.10.2011, ore 9:01) 

Esistono:

• evaporiti;
• depositi ferrosi;
• depositi fosfatici;
• depositi silicei;
• depositi organici;
• depositi vulcanoclastici (che non tratteremo qui).

Evaporiti

Fonte: http://it.wiktionary.org/wiki/salgemma (24.10.2011, ore 9:04) 

Derivano dalla precipitazione chimica da salamoie. Le principali sono i cloruri (salgemma) e fosfati, poi abbiamo anche i carbonati, nitrati. Si formano dalla precipitazione chimica da una soluzione (es.: mare → sale).

Esperimento di USIGLIO: ha preso l'acqua marina e ha visto quali minerali precipitavano e in che ordine. Il primo a precipitare era il carbonato di calcio, poi il fosfato, cloruro, cloruro di magnesio, bromuro di sodio e cloruro potassico.

Dai calcoli che lui ha fatto viene fuori che da 300 m di acqua marina precipitano 4,5 m di sale.

Le evaporiti si formano in molti posti ovvero dove si sfrutta l'evaporazione dell'acqua di mare per creare salgemma come anche nella Rift Valley e in zone dove vi è molto sale (laghi salati).

Il salgemma ha diverse forme e si deposita sul fondo. Possono assomigliare a quelle del gesso. I cristalli di gesso vengono chiamati anche a coda di rondine o a ferro di lancia (se ne trovano molte sui colli bolognesi).

Per creare queste evaporiti, come il salgemma, l'uomo interviene facendo prosciugare il mare mentre in natura ci sono due possibili tipologie di formazione di questi minerali:

• in zone con forte oscillazioni di maree, al momento della bassa marea l'acqua si ritir in modo tale che anche con l'aiuto delle condizioni climatiche favorevoli si prosciughi lasciando che si depositi così il salgemma;
• in zone riparate da una collina sabbiosa e con frequenti eventi di alta e bassa marea, stavolta l'acqua nel momento dell'alta marea penetrerà le pareti sabbiose e al momento della bassa marea questa ritirandosi forma come prima salgemma.

È un modello molto simile a quello utilizzato per studiare le dolomie.

Il gesso è molto facile da distinguere dagli altri tipi di minerali in quanto basta rigarlo mentre il salgemma basta assaggiarlo.

Depositi ferriferi

Fonte: http://laminiera.altervista.org/sch35.htm (24.10.2011, ore 9:06) - Limonite 

Se ne parla quando il contenuto di ferro è maggiore del 15%. I minerali principali sono ossidi (ematite, magnotite, limonite), carbonati (siderite), silicati (glauconite) e solfuri (pirite).

La glauconite è verdastra, simile all'olivina (anche in sezione sottile) ed è importante perchè depositandosi in ambienti di piattaforma con un basso tasso di sedimentazione ci da indicazioni sull'ambiente di deposizione. Spesso si associa la glauconite alle cosiddette zone di upwelling. Quest'ultime altro non sono che quelle zone limitrofe la costa dove risale acqua fredda ricca di nutrienti. Esse si trovano nella zona occidentale dell'America del sud.

L'origine e il trasporto sono molto importanti. La maggior parte del ferro è trasportata con i colloidi e spesso si ha anche la flocculazione (sedimenti fini in sospensione che arrivano in mare si ha la formazione di grumi che pesano maggiormente e sprofondano).

Il ferro viene assorbito anche dalle sostanze organiche o dai minerali argillosi. Tutto questo dipende dall'eh e dal ph. Questi due fattori ci danno il ferro bivalente (stabile in condizioni di eh >0 e ph < 0) e polivalente (il contrario di prima).

I minerali ossidanti e riducenti sono l'ematite (rossa), la limonite (gialla) e la pirite (condizione riducente).

Spesso abbiamo formazioni ferrifere anche all'interno di ooliti e peliti. Quest'ultimi sono importanti dal punto di vista economico e quindi da estrazione.

Depositi di ferro e manganese

Sul fondo dell'oceano in ambiente a sedimentazione ridotta (1mm per Ma) spesso si trovano questi noduli di ferro di manganese. Il tasso di sedimentazione è così ridotto per via delle correnti che portano via il sedimento accumulato. Il sedimento quindi non è detto che non si deposita ma viene trasportato via.

Sono importanti dal punto di vista economico ma di difficile estrazione in quanto si trovano sui fondali oceanici.

Depositi fosfatici 

Fonte: http://www.paleofox.com/forum/index.php?topic=1738.20 (24.10.2011, ore 9:10) - Dente di squalo 

Importanti perché vengono utilizzati per i concimi. Si formano in zone di upwelling. Sono abbondanti in alcuni intervalli di tempo (cretaceo, paleocene e miocene). In genere sono legati ad eventi globali ovvero quando in determinati periodi della storia ci sono quelle condizioni che permettono la deposizione di questi minerali. Generalmente il clima ideale è caldo, un misto tra secco e umido e specialmente quando siamo in presenza di fasi trasgressive (quando abbiamo uno spostamento della linea di costa verso il continente).

Sono legati spesso ai denti degli squali; questi accumuli nel miocene erano molto importanti (in alcuni casi si può trovare il dente ben conservato).

Depositi silicei 

Fonte: http://madscientist.altervista.org/microcosmo/microrganismi/alprot/alprot.htm (24.10.2011, ore 9:13) - Radiolari 

Comuni in ambito bacinale o in alcuni laghi. Fatti di selce, la formula è quella del quarzo. Esiste una silice di origine vulcanica e una biologica. Quest'ulima legata ad organismi che creano appunto gusci silicei. I più importanti sono i radiolari e le diatomee. Sono planctonici, i secondi vivono nei laghi e in zone lacustre mentre i primi in mare. Spesso questi depositi sono abbondanti nei fondi oceanici (più di 4 o 5 km). Questo perchè il limite della ccd varia tra i 4 e i 5,5 km. Sotto la ccd si accumula tutto ciò che è siliceo. La ccd è il limite nel quale tutto il carbonato si è disciolto.

La selce la troviamo abbondante sopra la ccd.

La ccd cambia in base al chimismo dell'acqua. Nel cretaceo inferiore era molto meno profonda di adesso.

Non sono stati tanto studiati e per questo non si sa molto come ad esempio non si sa perchè sono più abbondanti i noduli dei livelli continui e neanche perchè esiste una regolarità tra le spaziature. Non abbiamo idee chiare dei perché ma la cosa più plausibile da utilizzare è il criterio di cambi del tipo di produzione ciclici legati a quelli di precessione. In ambiente bacinale gli intervalli marne e carbonati vengono collegati ai cicli di milankovic.

Cicli di Milankovic: cicli astronomici che influiscono sulla quantità di radiazione solare sulla terra influenzando il clima e tutti gli altri sistemi sedimentari (periodi glaciali e interglacaiali → variazione livello del mare). Praticamente varia l'orbita (l'eccentricità che ha una durata di 100 000, detta breve, o 400 000 anni, detta lunga), l'inclinazione dell'asse terrestre (obliquità e vale 41 000 anni, oscilla di 3 o 4 gradi) e il movimento di precessione (da 19 a 24).

Quello che influenza di più è il ciclo di eccentricità, basta vedere i periodi interglaciali e glaciali L'ultimo periodo interglaciale era 120 000 anni fa. L'intervallo di tempo tra i vari periodi interglaciali e glaciali non avvengono precisamente ogni 100 000 anni perchè i 3 parametri precedentemente elencati hanno una loro correlazione fra loro e influiscono sull'intervallo.

Le coppie calcare marne sono legate ai cicli di precessione. Se quindi voglio misurare l'età di 10 coppie calcare marne uso gli strumenti di tipo ciclo-stratigrafici che si basano sui cicli sopra elencati. Si cerca quindi di riconoscere che tipi di sedimento e come sono organizzati questi cicli nei sedimenti per poter datare successioni diverse. Le cose sono semplici in ambiente bacinale dove abbiamo queste coppie calcare marne ma la ciclo-stratigrafia in successione di piattaforma (cicli pertidali) è più complicata. In teoria è legata ai cicli di precessione.

Ritornando ai noduli, questi possono arrivare a dimensioni di qualche metro. In altri casi possiamo avere precipitazione di noduli di selce in acque meteoriche (ambienti lacustri).

Depositi organici 

Fonte: http://giardino-piante-fiori.lacasagiusta.it/coltivare-biologico-terreno/1632/ (24.10.2011, ore 9:16) - Humus 

Sono legati alla sostanza organica e sono l'humus, la torba (depositi di palustri, Scozia) e il sapropel (materia organica che si accumula nel mare e nei sistemi lacustri). Il petrolio deriva proprio al sapropel. Per conservare la sostanza organica bisogna avere condizioni anossiche.

Il petrolio è una risorsa naturale e si forma a condizioni particolari (vedi grafico); ovvero in condizioni molto ristrette: tra 1,5 km e 4,5 km di profondità. Il seppellimento della sostanza organica deve essere quindi almeno di 1,5 km e non superare i 4,5 km. La maggior parte dell'olio si genera attorno ai 2-3 Km mentre il gas attorno ai 4 km in quanto c'è un aumento della temperatura.

Dove abbiamo le condizioni anossiche? Bacini anossici li troviamo nel Mar Nero. Sul fondo troveremo quindi tutto ciò che era vivo sulla parte superficiale e che si preserva nel fondo. Altri punti anossici li troviamo nei momenti di anossicità dei fondali oceanici che sono però rari. Quelli conosciuti sono 6 o 7. Quando ci sono questi eventi, essi costituiscono la cosiddetta roccia madre da cui in condizioni di seppellimento giuste generano i nostri micocarburi. Questi bacini esistono anche nelle piattaforme continentali in zone di upwelling. In queste zone c'è poco ossigeno perchè gli organismi lo consumano così come i processi di decomposizione. Se ho tanto materiale organico in superficie questi o respirano o utilizzano l'ossigeno per la decomposizione.

Esiste una relazione tra il livello del mare (basso o alto) con la quantità di olio. L'olio è fluido con temperature elevate mentre in superficie sarà bitume. 

Fonti: appunti tratti dalle lezioni del corso di Sedimentologia (Scienze Geologiche) - Università degli Studi di Ferrara