Arenaria

L'arenaria è un roccia sedimentaria composto principalmente da particelle minerali delle dimensioni di sabbia o frammenti di roccia. È un tipo di roccia comune che si trova in tutto il mondo, spesso formandosi in aree dove c'è molto accumulo di sabbia, come nei deserti, nei letti dei fiumi o nelle zone costiere.

La composizione minerale dell'arenaria può variare ampiamente, ma comune minerali includere quarzo, feldspato, micae minerali argillosi. Il colore dell'arenaria può anche variare ampiamente a seconda della composizione minerale e delle impurità, passando dal bianco o grigio chiaro al rosso, marrone o addirittura verde.

L'arenaria è tipicamente una roccia ben cementata, il che significa che i granelli di sabbia sono tenuti insieme da qualche tipo di cemento minerale, come silice, carbonato di calcio o ferro ossido. Il grado di cementazione può variare e ciò può influire sulla resistenza e sulla durabilità della roccia. L'arenaria può essere porosa, permettendole di trattenere e trasmettere fluidi, come acqua o olio, e questa proprietà la rende un'importante roccia serbatoio nel petrolio industria.

Quarzopuò essere trasformata in arenaria portante quarzite attraverso il metamorfismo, solitamente correlato alla compressione tettonica all'interno delle cinture orogeniche.

Struttura: Clastico (visibile solo al microscopio).

Dimensione del grano: 0.06 – 2 mm; clasti visibili ad occhio nudo, spesso identificabili.

Durezza: Variabile, da morbido a duro, a seconda del clasto e della composizione del cemento.

Colore: Variabile da grigio, giallo, rosso a bianco che riflette la variazione del contenuto di minerali e cemento.

Clasti: Prevalentemente quarzo e feldspato ( orthoclase, plagioclasio) con clasti litici e quantità minori variabili di altri minerali.

Altre caratteristiche: Granuloso al tatto (come carta vetrata).

minerali: Quarzo or feldspato (entrambi i silicati)

Composizione di arenaria

Composizione chimica dell'arenaria di solito i grani della struttura di quarzo sono il minerale dominante nel clastico rocce sedimentarie. A causa delle loro eccezionali proprietà fisiche come la durezza e la stabilità chimica. Le proprietà fisiche di questi grani di quarzo sopravvivono a molteplici eventi di riciclaggio e consentono anche ai grani di mostrare un certo grado di arrotondamento. I grani di quarzo si evolvono dalla roccia plutonica, che è di origine felsica e anche da arenarie più antiche che sono state riciclate. Il secondo minerale più abbondante sono i grani della struttura feldspatica.

Feldspato può essere separato in due suddivisioni. Sono feldspati alcalini e feldspati plagioclasici. I minerali di feldspati si distinguono al microscopio petrografico.

Il feldspato alcalino è un gruppo di minerali in cui la composizione chimica del minerale può variare da KAlSi3O8 a NaAlSi3O8, questo rappresenta una soluzione solida completa.

Feldspato plagioclasico è un gruppo complesso di minerali in soluzione solida che variano nella composizione da NaAlSi3O8 a CaAl2Si2O8.

Microfotografia di un granello di sabbia vulcanica; l'immagine superiore è luce polarizzata piana, l'immagine inferiore è luce polarizzata incrociata, il riquadro della scala al centro a sinistra è 0.25 millimetri. Questo tipo di grano sarebbe un componente principale di un'arenaria litica.

I grani della struttura litica sono pezzi di roccia di origine antica che devono ancora resistere ai singoli grani minerali, chiamati frammenti o clasti litici. I frammenti litici possono essere qualsiasi roccia ignea, metamorfica o sedimentaria a grana fine o grossolana, sebbene i frammenti litici più comuni trovati nelle rocce sedimentarie rocce sono clasti di rocce vulcaniche.

I minerali accessori sono una piccola percentuale del grano in un'arenaria. I minerali accessori comuni includono le miche (moscovita ed biotite), olivina, pirossenoe corindone. Molti di questi grani accessori hanno una maggiore densità rispetto ai minerali silicati nelle rocce. Questi minerali pesanti hanno una maggiore durata agenti atmosferici e può essere utilizzato come indicatore della maturità dell'arenaria attraverso l'indice ZTR.

I minerali pesanti comuni includono zircone, tormalina, rutilo (da cui ZTR), granato, magnetite, o altri minerali densi e resistenti derivati ​​dalla roccia madre.

Matrice

La matrice è presente all'interno dello spazio poroso fratturato tra i grani della struttura. Questo spazio poroso può essere separato nelle due classi. Sono Areniti e Wackes. Le areniti sono arenarie strutturalmente pulite che sono prive o hanno una matrice molto piccola. I wackes sono arenarie sporche dal punto di vista strutturale che hanno una quantità significativa di matrice.

Cemento

Il cemento lega insieme i grani della struttura silicoclastica. Il cemento è un minerale di deposito secondario dopo durante il seppellimento dell'arenaria. Questi materiali di cementazione possono essere minerali silicati o minerali non silicati, come calcite. Il cemento di silice può essere costituito da quarzo o opale minerali. Il cemento di calcite è il cemento di carbonato più comune. Il cemento di calcite è un assortimento di cristalli di calcite più piccoli. Altri minerali che agiscono come cementi includono: ematite, limonite, feldspati, anidrite, gesso, barite, minerali argillosi, e zeolite minerali.

Tipi di arenaria

L'arenaria è una roccia sedimentaria composta da granelli di minerale, roccia o materiale organico delle dimensioni di sabbia. La composizione, la consistenza e il colore dell'arenaria possono variare ampiamente, portando alla classificazione di diversi tipi di arenaria in base a queste caratteristiche. Ecco alcuni tipi comuni di arenaria:

1. Arenaria di quarzo: Questo tipo di arenaria è composta principalmente da granuli di quarzo. È spesso bianco, grigio o di colore chiaro a causa della predominanza del quarzo.
2. Arkose: Arkose è un tipo di arenaria che contiene una quantità significativa di feldspato, oltre a quarzo e altri minerali. La presenza del feldspato conferisce all'arcosio un colore rosa o rossastro.
3. greywacke: La grovacca è un tipo di arenaria che contiene una miscela di quarzo, feldspato e frammenti di roccia. Spesso ha un colore grigio scuro o verdastro.
4. Arenaria feldspatica: Come suggerisce il nome, questa arenaria contiene un'alta percentuale di feldspato, che le conferisce un aspetto caratteristico. Il colore può variare dal chiaro allo scuro, a seconda della composizione minerale.
5. Arenite: Arenite è un termine usato per indicare l'arenaria con un'alta percentuale di granuli di quarzo. Spesso è ben selezionato, il che significa che le dimensioni dei grani sono abbastanza uniformi.
6. Wacke: Wacke è un tipo di arenaria che contiene una miscela di quarzo, feldspato e minerali argillosi. Spesso è scarsamente selezionato, con una gamma di granulometrie diverse.
7. Arenaria a letti incrociati: La stratificazione incrociata è una struttura sedimentaria in cui gli strati di sedimento sono inclinati rispetto al piano di stratificazione orizzontale. L'arenaria a letti incrociati si forma spesso in ambienti con acqua corrente, come fiumi o dune.
8. Arenaria petrolifera: Alcune arenarie sono importanti rocce serbatoio per petrolio e gas naturale. Hanno la porosità e la permeabilità necessarie per lo stoccaggio e il flusso degli idrocarburi.
9. Arenaria rossa: L'arenaria può assumere una tonalità rossastra a causa della presenza di ossido di ferro (ruggine). Il colore può variare dal rosa chiaro al rosso intenso.
10. Arenaria di Coconino: Questo è un tipo di arenaria molto noto che si trova negli Stati Uniti, in particolare nel Grand Canyon. È spesso caratterizzato dalla stratificazione incrociata e si pensa che si sia formato in antichi ambienti dunali.

Questi tipi di arenaria possono variare in durezza, porosità e altre proprietà fisiche, rendendoli adatti a diverse applicazioni, tra cui l'edilizia, l'architettura e l'arte.

Ambienti deposizionali e sorgenti sedimentarie per la formazione delle arenarie

L'arenaria può formarsi in una varietà di ambienti deposizionali, a seconda della fonte di sedimenti e dei meccanismi di trasporto coinvolti. Alcuni ambienti comuni in cui si deposita l'arenaria includono:

1. Fluviale: L'arenaria depositata in fiumi o torrenti è chiamata arenaria fluviale. Queste rocce hanno tipicamente una consistenza ben assortita e contengono quarzo come minerale dominante. I granelli di sabbia sono generalmente arrotondati o subarrotondati e il sedimento può contenere anche limo e argilla. L'arenaria fluviale può essere ulteriormente classificata in base alla dimensione e alla forma dei granuli di sedimento e al grado di cernita e arrotondamento.
2. Eolie: L'arenaria formata da sedimenti portati dal vento è chiamata arenaria eolica. Queste rocce sono tipicamente ben ordinate, con grani arrotondati o spigolosi di quarzo e altri minerali. I sedimenti sono spesso a strati incrociati, riflettendo la direzione del trasporto del vento. L'arenaria eoliana può anche contenere limo e argilla, ma tipicamente meno dell'arenaria fluviale.
3. Marina: L'arenaria depositata negli ambienti marini è chiamata arenaria marina. Queste rocce possono formarsi in una varietà di ambienti, tra cui spiagge, ambienti marini poco profondi e ambienti di acque profonde. L'arenaria marina è tipicamente ben ordinata e composta da quarzo e altri minerali, inclusi feldspati e frammenti litici. I sedimenti possono anche contenere conchiglie e altri marini fossili, e può presentare strati incrociati e altre strutture sedimentarie.
4. Deltaico: L'arenaria formata negli ambienti deltizi è chiamata arenaria deltizia. Queste rocce hanno tipicamente una consistenza scarsamente ordinata e contengono un mix di granulometrie di sedimenti, tra cui sabbia, limo e argilla. I granelli di sabbia possono essere arrotondati o spigolosi e possono contenere una varietà di minerali, tra cui quarzo, feldspato e frammenti litici. L'arenaria deltaica può anche presentare strati incrociati e altre strutture sedimentarie.
5. Altri ambienti: l'arenaria può formarsi anche in altri ambienti, come conoidi alluvionali, deserti e ambienti glaciali. Queste rocce possono avere caratteristiche uniche a seconda della fonte di sedimenti e dei meccanismi di trasporto coinvolti.

Formazione di arenaria

La formazione delle arenarie sono grani cementati che possono essere frammenti di una roccia preesistente o essere cristalli monominerali. I cementi che legano insieme questi grani sono tipicamente calcite, argille e silice. Le dimensioni dei grani nelle sabbie sono definite (in geologia) nell'intervallo da 0.0625 mm a 2 mm (0.0025–0.08 pollici). Argille e sedimenti con granulometrie più piccole non visibili ad occhio nudo, comprese le siltiti e gli scisti, sono tipicamente chiamati sedimenti argillosi; le rocce con granulometrie maggiori, comprese brecce e conglomerati, sono chiamate sedimenti rudacei. I materiali cementanti più comuni sono la silice e il carbonato di calcio, che spesso derivano dalla dissoluzione o da alterazione della sabbia dopo che fu sepolto. I colori saranno solitamente marrone chiaro o giallo (da una miscela del quarzo chiaro con lo scuro ambra contenuto di feldspato della sabbia). L'ambiente in cui si deposita è cruciale nel determinare le caratteristiche dell'arenaria risultante, che, in dettaglio più fine, include la granulometria, l'ordinamento e la composizione e, in dettaglio più generale, include la geometria della roccia e le strutture sedimentarie. I principali ambienti di deposizione possono essere suddivisi tra terrestri e marini, come illustrato dai seguenti ampi raggruppamenti:

Ambienti terrestri

• Fiumi (argini, barre di punta, sabbie di canali)
• Conoidi alluvionali
• Lavaggio glaciale
• Laghi
• Deserti (dune di sabbia ed erg)

Ambienti marini

• delta
• Sabbie della spiaggia e del litorale
• Piane di marea
• Bar offshore e onde di sabbia
• Tempesta depositi (tempeste)
• Torbiditi (canali sottomarini e ventagli)

Tecniche di analisi petrografica per arenarie

Per lo studio vengono utilizzate tecniche di analisi petrografica mineralogia, consistenza e tessuto dei campioni di arenaria. Alcune delle tecniche comunemente utilizzate per l'analisi petrografica dell'arenaria includono:

1. Analisi della sezione sottile: comporta il taglio di una fetta sottile del campione di arenaria e il suo posizionamento su un vetrino per l'esame microscopico. L'analisi della sezione sottile può fornire informazioni sulla dimensione del grano, l'ordinamento, la forma, la mineralogia e le strutture sedimentarie.
2. Diffrazione di raggi X (XRD): XRD è una tecnica utilizzata per identificare la composizione mineralogica dei campioni di arenaria. Il metodo prevede il bombardamento di un campione con raggi X, che vengono poi diffratti dai minerali presenti nel campione. Il modello di diffrazione può essere utilizzato per identificare i minerali presenti nel campione.
3. Microscopia elettronica a scansione (SEM): SEM è una tecnica utilizzata per ottenere immagini ad alta risoluzione della superficie dei campioni di arenaria. Il metodo prevede la scansione del campione con un fascio di elettroni, che interagiscono con la superficie del campione e producono un'immagine. Il SEM può essere utilizzato per esaminare la struttura superficiale dei campioni di arenaria e la forma e le dimensioni dei singoli grani.
4. Catodoluminescenza (CL): CL è una tecnica utilizzata per studiare le proprietà di luminescenza dei minerali nei campioni di arenaria. Il metodo prevede il bombardamento del campione con elettroni, che eccitano i minerali presenti nel campione e li fanno emettere luce. CL può essere utilizzato per identificare la mineralogia dei campioni di arenaria e per studiare la storia diagenetica delle rocce.
5. Analisi granulometrica: comporta la setacciatura di campioni di arenaria in frazioni di diverse dimensioni e la misurazione della percentuale di ciascuna frazione. L'analisi della dimensione dei grani può fornire informazioni sulla struttura e sull'ordinamento del campione di arenaria.
6. Analisi chimica: L'analisi chimica dei campioni di arenaria può fornire informazioni sulla composizione elementare delle rocce. La fluorescenza a raggi X (XRF) è una tecnica comune utilizzata per l'analisi chimica dei campioni di arenaria.

Queste tecniche di analisi petrografica sono importanti per comprendere la storia sedimentaria e l'ambiente deposizionale dei campioni di arenaria, nonché per identificare il loro potenziale utilizzo come rocce serbatoio nell'industria petrolifera.

Usi e applicazioni

L'arenaria è stata utilizzata nell'edilizia e nell'architettura per migliaia di anni grazie alla sua durata, resistenza e fascino estetico. Alcuni usi comuni dell'arenaria includono:

1. Facciate e rivestimenti di edifici: l'arenaria viene spesso utilizzata per facciate e rivestimenti di edifici per la sua naturale bellezza e durata. È comunemente usato per edifici governativi, musei e altre strutture importanti.
2. Pavimentazione e pavimentazione: l'arenaria viene utilizzata anche per pavimentazioni e pavimentazioni per la sua resistenza e le sue qualità antiscivolo. È comunemente usato per passerelle, cortili e bordi di piscine.
3. Monumento e scultura: molti monumenti storici e sculture sono stati realizzati in arenaria per la sua capacità di essere scolpita e modellata in disegni intricati.
4. Ghiaia e aggregato: l'arenaria frantumata viene spesso utilizzata come ghiaia e aggregato in progetti di costruzione come la costruzione di strade e la produzione di calcestruzzo.
5. Esplorazione di petrolio e gas: l'arenaria è un'importante roccia serbatoio per l'esplorazione di petrolio e gas e le sue proprietà di porosità e permeabilità sono fondamentali per il recupero degli idrocarburi.

Nel complesso, l'arenaria ha una vasta gamma di applicazioni nell'edilizia, nell'architettura e nell'industria, e la sua durata e bellezza naturale ne fanno un materiale da costruzione molto ricercato.

Formazioni geologiche e luoghi in cui si trova comunemente l'arenaria

L'arenaria può essere trovata in tutto il mondo, in quanto è una comune roccia sedimentaria che si forma dall'accumulo e dalla cementazione di granelli di sabbia. I depositi di arenaria possono essere trovati in una varietà di ambienti, inclusi letti di fiumi e torrenti, spiagge, deserti e persino sott'acqua. Alcune importanti formazioni di arenaria includono l'arenaria Navajo negli Stati Uniti sudoccidentali, le formazioni del Red Rock Canyon in Australia e le scogliere di arenaria a Petra, in Giordania. Inoltre, molte pietre da costruzione e monumento sono realizzate in arenaria, ed è un materiale popolare per progetti di costruzione e paesaggistica.

L'arenaria può essere trovata in una varietà di formazioni geologiche e luoghi in tutto il mondo, tra cui:

1. L'altopiano del Colorado, nel sud-ovest degli Stati Uniti, dove forma spettacolari formazioni rocciose come il Grand Canyon e il Parco Nazionale di Zion.
2. I monti Appalachi negli Stati Uniti orientali, dove si presenta in diverse formazioni.
3. Il deserto del Sahara in Africa, dove forma vaste dune di sabbia e altre caratteristiche.
4. Il Red Rock Canyon in Nevada, USA, dove forma meravigliose scogliere di arenaria rossa e formazioni rocciose.
5. Le Highlands scozzesi, dove forma aspre montagna paesaggi.
6. The Great Australian Bight in Australia, dove forma scogliere marine e formazioni costiere.
7. Il bacino del Karoo in Sud Africa, dove forma spesse sequenze sedimentarie.
8. Il deserto del Gobi in Asia, dove forma vaste dune di sabbia e altre caratteristiche.
9. La Jurassic Coast nell'Inghilterra meridionale, dove forma suggestive formazioni costiere e scogliere.
10. Le Dolomiti nel nord Italia, dove forma splendidi paesaggi montani e formazioni rocciose.

Questi sono solo alcuni esempi, poiché l'arenaria si trova anche in molti altri luoghi in tutto il mondo.

Usi e applicazioni dell'arenaria nell'edilizia, nell'architettura e in altri settori

L'arenaria è stata utilizzata nell'edilizia e nell'architettura per migliaia di anni. La sua durata, disponibilità e aspetto attraente ne fanno una scelta popolare per una varietà di applicazioni. Alcuni usi e applicazioni comuni dell'arenaria includono:

1. Materiali da costruzione: l'arenaria è stata utilizzata come materiale da costruzione per secoli per la sua forza, durata e resistenza agli agenti atmosferici. Viene utilizzato nella costruzione di pareti, pavimenti, scale, pilastri e altri elementi strutturali.
2. Paesaggistica: l'arenaria viene spesso utilizzata nell'architettura paesaggistica per percorsi, cortili, muri di contenimento e altri elementi esterni. Il suo colore naturale e la sua consistenza lo rendono una scelta popolare per i progetti di giardini.
3. Scultura e arte: l'arenaria è un materiale popolare per la scultura e l'arte grazie alla sua lavorabilità e qualità estetiche. Molte sculture antiche e moderne sono state realizzate in arenaria.
4. Usi industriali: l'arenaria viene utilizzata nella produzione di vetro, ceramica e altri prodotti industriali. Viene anche utilizzato come materia prima nella produzione di cemento e calcestruzzo.
5. Conservazione storica: l'arenaria è spesso utilizzata nel restauro di edifici e monumenti storici grazie alla sua disponibilità e compatibilità con i materiali da costruzione tradizionali.

Nel complesso, la versatilità, la durata e le qualità estetiche dell'arenaria ne fanno un materiale prezioso per un'ampia gamma di applicazioni nell'edilizia, nell'architettura e in altri settori.

Sintesi punti chiave

Ecco alcuni punti chiave sull'arenaria:

• L'arenaria è una roccia sedimentaria composta principalmente da particelle minerali di dimensioni sabbiose o frammenti di roccia.
• L'arenaria può essere classificata in base alla composizione (es. arenite di quarzo, arkose, arenaria litica) e consistenza (es. ben assortita, scarsamente assortita, conglomerata).
• L'arenaria si forma comunemente in una varietà di ambienti deposizionali, tra cui fluviale, eolico, marino e deltizio.
• Le tecniche di analisi petrografica possono essere utilizzate per determinare la composizione minerale e la consistenza dell'arenaria.
• L'arenaria ha una vasta gamma di usi e applicazioni, anche nell'edilizia, nell'architettura e nell'industria petrolifera.
• Alcune formazioni geologiche comuni in cui si trova l'arenaria includono l'altopiano del Colorado, i monti Appalachi e la Western Interior Seaway in Nord America, così come il deserto del Gobi in Asia e il deserto dei Simpson in Australia.

Riferimenti

• Bonewitz, R. (2012). Rocce e minerali. 2a ed. Londra: pubblicazione DK.
• Collaboratori di Wikipedia. (2019, 27 aprile). Arenaria. In Wikipedia, l'enciclopedia libera. Estratto 23:32, 28 aprile 2019, da https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sandstone&oldid=894401818