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arenària

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Descrizione generale

sf. [sec. XIX; da arenario (aggettivo)]. Roccia sedimentaria clastica derivante dal consolidamento diagenetico delle sabbie; le arenarie sono, perciò, costituite per la maggior parte da granuli di dimensioni comprese tra 2,00 e 0,06 mm, derivanti dalla disgregazione, a opera di processi naturali, di rocce di vario tipo. Gli spazi compresi tra i granuli possono essere riempiti da una frazione detritica più fine, siltoso-argillosa, chiamata matrice, o da un cemento di precipitazione chimica. Teoricamente il numero di minerali che può essere rinvenuto nelle arenarie corrisponde a quello totale dei minerali conosciuti; molti di essi, tuttavia, possono andare perduti o subire modificazioni, in seguito a processi che avvengono sia nell'area di partenza sia durante il trasporto sia nel corso della diagenesi. I granuli che costituiscono le arenarie rappresentano il residuo dell'azione dei processi di alterazione chimica a carico della roccia di partenza: tanto maggiori sono la durata e l'intensità di questi processi e tanto minore risulterà la somiglianza tra residuo e composizione originaria della roccia dalla quale deriva. I granuli possono essere formati da un singolo minerale o da minuscoli frammenti di roccia. Le arenarie sono largamente utilizzate nell'edilizia, come materiale da costruzione, per rivestimenti e come refrattario.

Composizione

I principali costituenti detritici delle arenarie sono quarzo, feldspati, muscovite, biotite, minerali pesanti (ossia con peso specifico superiore a 2,85) come anfiboli, apatite, clorite, epidoti, granati, magnetite, olivina, pirosseni, rutilo, serpentino, sillimanite, titanite, tormalina e zircone. Nella matrice, oltre ai minerali ricordati tra i costituenti fondamentali, si possono incontrare cloriti, miche e minerali argillosi. Il cemento è costituito da minerali precipitati negli spazi rimasti liberi a partire da soluzioni; i tipi più diffusi sono il cemento silicico e quello carbonatico. Altri cementi sono costituiti da ematite, siderite, gesso o anidrite. La composizione mineralogica di un'arenaria può dare indicazioni, anche se solo sommarie, sulla roccia di provenienza della sabbia madre. Abbondanza di quarzo e di feldspati alcalini in un'arenaria stanno a significare che la sabbia derivava dalla disgregazione di rocce eruttive acide o di rocce metamorfiche di composizione corrispondente: le arenarie di questo gruppo sono generalmente monomineralogiche e monocristalline, ossia con i granuli di una sola specie mineralogica e costituiti da un solo cristallo. Arenarie polimineralogiche e policristalline derivano invece dalla diagenesi di sabbie formatesi per alterazione meteorica, degradazione e deposizione associata di rocce sedimentarie, di rocce metamorfiche scistose da esse derivate e di rocce eruttive acide. Lo studio delle arenarie si rivolge anche a considerare la loro maturità: poiché la composizione mineralogica delle sabbie (e quindi delle arenarie) tende a differenziarsi sempre più dalla composizione della roccia originaria arricchendosi via via in quarzo, tanto più il rapporto tra quarzo (e selce) e altre specie mineralogiche sarà alto, tanto più l'arenaria sarà considerata matura.

Classificazione

Le arenarie possono essere classificate su basi puramente granulometriche oppure prendendo in considerazione la composizione mineralogica dei granuli costituenti l'ossatura, oppure tenendo conto anche della composizione del cemento o della presenza o meno di matrice. Per lo più si preferisce tener conto della composizione mineralogica dei granuli; "Per la classificazione delle arenarie vedi diagramma al lemma del 2° volume." quindi, se il quarzo (esclusi i frammenti di selce) supera il 95%, la roccia è definita quarzoarenite, mentre se è al di sotto del 75%, a seconda del prevalere di feldspati più frammenti di rocce granitoidi o di frammenti di rocce di natura non granitoide si parla rispettivamente di arcose o litareniti; termini di passaggio tra questi due tipi sono le arcose litiche e le litareniti feldspatiche. Le arenarie con contenuto in quarzo compreso tra il 75 e il 95% sono distinte con criteri analoghi in subarcose e sublitareniti. Nell'ambito delle arenarie litiche ulteriori suddivisioni vengono effettuate in base al tipo di frammenti di roccia (eruttiva, metamorfica o sedimentaria) dominante. In passato ha avuto notevole diffusione una classificazione basata sulla percentuale di matrice presente; così si definivano ortoquarziti, o quarzoareniti o arenarie quarzose, le arenarie con matrice molto scarsa o assente, subgrovacche le arenarie con matrice fino al 15% e grovacche quelle con percentuale superiore. Le arenarie sono caratterizzate da una grande varietà di strutture sedimentarie, generate dall'azione diretta del mezzo che ha operato la sedimentazione: correnti fluviali e marine, moto ondoso, correnti di torbidità, ecc. Altre strutture fisiche possono formarsi dopo la deposizione del sedimento, a causa di una distribuzione ineguale del carico, per espulsione rapida di acqua, in seguito a fenomeni di scivolamento, ecc. Importanti sono anche le strutture connesse con l'attività di organismi, come tracce di locomozione, di abitazione o legate alla ricerca del cibo.

Principali formazioni

Le arenarie sono rocce presenti anche nelle epoche più remote con notevole diffusione al punto da potersi considerare in certi periodi e su vaste aree il tipo di roccia più rappresentativo. Tra le formazioni arenacee più significative si ricordano: A) le arenarie di Torridon, formazioni arenacee del Precambriano, così chiamate dal porto di Torridon sulle coste nordoccidentali della Scozia. Queste arenarie sono molto grossolane, poco metamorfosate, di colorazione rossastra e prive di fossili, di spessore rilevante con massimi di 6000 m; sembrano essersi formate in ambiente continentale di tipo desertico. Le arenarie di Torridon presentano notevole analogia con quelle dette jotniane, sempre precambriane e dell'età stimata a oltre 1600 milioni di anni, formatesi durante il periodo di erosione e di sedimentazione continentale che ha fatto seguito al corrugamento delle Svecofennidi e delle Carelidi, e prima che lo Scudo Baltico fosse ricoperto dalla trasgressione marina del Cambriano. B) Le arenarie di Varanger, formazioni clastiche non tettonizzate, di spessore intorno ai 1500 m, che si rinvengono nella penisola omonima all'estremità settentrionale della Norvegia; la mancanza di fossili ne rende incerta l'età: secondo alcuni corrisponderebbero al Cambriano inferiore, secondo altri, anche per la presenza di tilliti, all'Infracambriano. C) Le Arenarie Rosse Antiche, depositi arenacei di origine continentale a facies subdesertica, sedimentatisi nel corso del Devoniano e derivanti dalla demolizione delle catene caledoniane nell'ambito del continente detto appunto delle Arenarie Rosse Antiche (in inglese Old Red Sandstone) ed estendentisi su tutta l'Europa nordoccidentale. La potenza complessiva è notevole e in qualche punto attinge i 3000 m, comprendendo alternanze di conglomerati di arenarie più o meno grossolane, a stratificazione incrociata, e spesso feldspatiche, di marne e di scisti, in prevalenza di colore rosso. Tutti questi sedimenti presentano colore vivo generalmente rosso o giallo con zonature verdi o violette, gamma abituale nei prodotti di ossidazione in ambiente desertico. Nelle episodiche intercalazioni lagunari sono presenti resti di Artropodi di grandi dimensioni, anche oltre 2 m di lunghezza, i Gigantostraci dei generi Eurypterus e Pterygotus. Sono altresì noti resti di Vertebrati appartenenti agli Ostracodermi, Placodermi, Attinopterigi, Crossopterigi e Dipnoi e testimonianze di una flora rappresentata da Psilofitali, Equisetali, Licopodiali e Felci. D) Le Arenarie Rosse Recenti, che pure sono depositi arenacei di colore prevalentemente rosso sedimentati in ambiente continentale, ma di età prevalentemente permiana e derivate dallo smantellamento delle catene sorte nel corso dell'orogenesi ercinicaTali arenarie sono diffuse su vaste aree dell'Europa centrale e vengono denominate New Red Sandstone nella letteratura anglosassone, Nouveaux Grès Rouges in quella francese e Rotliegendes in quella tedesca. Sono generalmente prive di fossili e valgono per esse le stesse considerazioni fatte per le Arenarie Rosse Antiche. In Italia le Arenarie Rosse Recenti sono classicamente rappresentate dalle “arenarie di Valgardena”. E) Le arenarie di Valgardena, formazioni di età permiana diffuse nelle Alpi e Prealpi centrorientali, la cui area tipo si trova nelle Dolomiti. Si tratta di un deposito di ambiente continentale di clima desertico e con lagune più o meno salate, che nelle Dolomiti occidentali è posto generalmente a tetto del “complesso porfirico atesino”, che invece manca nelle orientali. Le a. si presentano di colore rosso vivo, contenenti impronte di piante e di tetrapodi, rettili terrestri; la grana è molto variabile comportando passaggi da arenarie finissime a conglomerati.