Arenaria
Caratteristiche e proprietà dell'arenaria
Le arenarie o arenili, o psammiti, sono rocce sedimentarie costituite, per almeno il 50%, da granuli di sabbia (con quest'ultimo termine vengono indicati elementi sciolti, formati da frammenti di rocce o minerali, con diametri compresi tra 2 mm e 0,062 mm).
I granuli dell'arenaria non si presentano sciolti ma legati assieme da una frazione cementante; questa può essere presente entro la sabbia all'atto della sua deposizione (in tal caso prende il nome di matrice) oppure può esservi stata apportata successivamente (cemento).
Arenaria bianca per pavimentazione.
Classificazione delle arenarie
La classificazione più semplice delle arenarie è fondata unicamente sulle dimensioni dei granuli; in base a questo criterio vengono distinti i seguenti tipi:
- molto grossolani (2-1 mm);
- grossolani (1-0,5 mm);
- a grana media (0,5-0,250 mm);
- a grana fine (0,250-0,125 mm);
- a grana finissima (0,125-0,062 mm).
Le arenarie possono anche essere classificate in base alla composizione mineralogica dei granuli che le costituiscono.
In questo modo si individuano tre gruppi principali di arenarie: le arenarie quarzose, le arenarie feldspatiche e le arenarie litiche in relazione rispettivamente alla netta prevalenza, fra i granuli, del quarzo (più del 90%), alla presenza dei feldspati in proporzioni superiori al 25%, o alla presenza, superiore al 25%, di frammenti di altre rocce.
Studio della composizione mineralogica dei granuli di un'arenaria
Lo studio della composizione mineralogica dei granuli di un'arenaria fornisce preziose indicazioni per individuare da quali rocce (rocce madri) siano derivati i granuli dell'arenaria in esame e per valutare il grado di alterazione mineralogica che questa presenta, ossia la sua cosiddetta maturità mineralogica.
Una roccia che contenga frammenti di roccia madre ancora riconoscibili come tali, cioè non disgregati fino a costituire cristalli isolati, dirà con precisione da quale tipo litologico sono derivati questi granuli e si potrà così risalire all'area da cui provengono e ricostruire il cammino da essi percorso; in questo caso si potrà anche intuire in quale direzione orientarsi per ritrovare depositi arenacei uguali a quelli esaminati.
Composizione mineralogica dei granuli
La composizione mineralogica dei granuli varia notevolmente e comprende tanto minerali assai comuni come il quarzo, i feldspati, le miche, i frammenti di altre rocce e diversi minerali argillosi, quanto un gran numero di altri minerali, difficilmente alterabili, che normalmente si rinvengono in piccole quantità, come granati, tormalina, zircone, rutilo, staurolite e alcuni minerali metalliferi, quali magnetite, pirite e cromite.
Il criterio di classificare le arenarie in base alla sola composizione dei granuli non è però pienamente soddisfacente in quanto trascura la frazione cementante: i cementi determinano infatti buona parte delle caratteristiche chimiche e soprattutto fisiche delle arenarie.
Un'arenaria a cemento calcareo sarà più facilmente disgregabile di un'arenaria a cemento siliceo; un'arenaria scarsamente cementata avrà una porosità elevata (20-30%) e potrà contenere un'elevata quantità di fluidi (petrolio, acqua), mentre un'arenaria fortemente cementata potrà presentare valori di porosità praticamente nulli.
Una classificazione per essere completa deve quindi tener conto anche dei cementi; sarebbe bene che si tenesse conto anche della dimensione dei granuli e di eventuali altre caratteristiche tessiturali o strutturali proprie della roccia in esame, ma ciò complica molto la possibilità di classificazione.
Le dimensioni dei granuli sono un indice della capacità di trasporto che doveva avere la corrente, d'acqua o eolica, che ha trasportato i granuli al luogo di deposizione. In genere, tanto più i granuli sono grossi tanto maggiore è la capacità di trasporto della corrente; solo le correnti fluviali, le correnti di riva e le correnti di torbidità possono trasportare ciottoli.
Più il trasporto dei granuli è stato lungo, specie se questo avviene per rotolamento, più i granuli tenderanno a divenire tondeggianti.
La descrizione di questi caratteri darà quindi indicazioni circa il tipo, la durata e l'intensità del trasporto subito dai granuli: questo insieme di concetti si indica col nome di maturità tessiturale, per cui un'arenaria sarà tanto più matura tessituralmente quanto più sarà composta da granuli aventi la stessa dimensione, sferici e privi di matrice.
In genere la presenza di matrice fra i granuli di un'arenaria indica che questa si è deposta in un ambiente ove le correnti che hanno effettuato il trasporto del materiale elastico subivano dei periodi di forte affievolimento, come si verifica in mare fra una burrasca e l'altra.
Durante questi periodi anche i materiali più fini (argille, fanghi) possono sedimentare e se questi non vengono asportati quando l'energia dell'ambiente ritorna elevata rimangono fra i granuli a costituire la matrice.
Per queste ragioni arenarie ricche di matrice sono frequenti nei sedimenti lagunari o marini.
Impieghi e importanza economica delle arenarie
Molte arenarie vengono impiegate come materiale da costruzione o da pavimentazione stradale e come abrasivi.
L'importanza economica delle arenarie non è però tanto dovuta al loro impiego diretto come materiale da costruzione quanto alla loro porosità. I pori delle arenarie, nel sottosuolo, sono riempiti da fluidi, (petrolio, acqua, o gas), sono cioè delle rocce serbatoio; di qui la loro vera importanza economica.
Se una determinata arenaria, presente nel sottosuolo di una regione, si rivela impregnata di petrolio, verranno condotte intense ricerche per seguirla e rintracciarla nella posizione più favorevole onde estrarre il fluido che essa contiene.
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