Cos'è l'arenaria?

Tutto quello che c'è da sapere su questa roccia sedimentaria

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L'arenaria, in poche parole, è sabbia cementati insieme nella roccia: questo è facile da capire solo osservando da vicino un campione. Ma al di là di questa semplice definizione si trova un'interessante composizione di sedimento, matrice ecementoche possono (con l'indagine) rivelare una grande quantità di preziose informazioni geologiche.

Nozioni di base sull'arenaria

L'arenaria è un tipo di roccia formata da sedimenti — a roccia sedimentaria . Le particelle di sedimento sono clasti, o pezzi, di minerali e frammenti di roccia, quindi l'arenaria è una roccia sedimentaria clastica. È composto principalmente da particelle di sabbia, che sono di medie dimensioni; pertanto, l'arenaria è a a grana media roccia sedimentaria clastica. Più precisamente, la sabbia ha una dimensione compresa tra 1/16 mm e 2 mm (il limo è più fine e la ghiaia è più grossolana). I granelli di sabbia che compongono l'arenaria sono giustamente indicati come granelli di struttura.

L'arenaria può includere materiale più fine e grossolano ed essere ancora chiamata arenaria, ma se include più del 30 percento di grani di ghiaia, ciottoli o massi, viene invece classificata come conglomerato o breccia (insieme questi sono chiamati rudites).

L'arenaria contiene due diversi tipi di materiale oltre alle particelle di sedimento: matrice e cemento. La matrice è il materiale a grana fine (limoso e argilloso) che era nel sedimento insieme alla sabbia mentre il cemento è il materiale minerale, introdotto successivamente, che lega il sedimento alla roccia.

L'arenaria con molta matrice è chiamata scarsamente ordinata. Se la matrice rappresenta più del 10 percento della roccia, viene chiamata wacke ('stravagante'). Un'arenaria ben selezionata (piccola matrice) con poco cemento è chiamata arenite. Un altro modo di vederla è che Wacke è sporco e l'arenite è pulita.

Potresti notare che nessuna di questa discussione menziona minerali particolari, solo una certa dimensione delle particelle. Ma in realtà, i minerali costituiscono una parte importante della storia geologica dell'arenaria.

Minerali di arenaria

L'arenaria è formalmente definita rigorosamente dalla dimensione delle particelle, ma le rocce costituite da minerali carbonatici non si qualificano come arenaria. Le rocce carbonatiche sono chiamate calcare e hanno una classificazione completamente separata, quindi l'arenaria significa davvero una roccia ricca di silicati. (Una roccia carbonatica clastica a grana media, o 'arenaria calcarea', è chiamata calcarenite.) Questa divisione ha senso perché il calcare è costituito da acque oceaniche pulite, mentre le rocce di silicato sono costituite da sedimenti erosi dai continenti.

Il sedimento continentale maturo è costituito da una manciata di minerali di superficie , e l'arenaria, quindi, di solito è quasi tutta quarzo . Altri minerali: argille, ematite, ilmenite, feldspato , anfibolo e mica — e piccoli frammenti di roccia (litici) nonché carbonio organico (bitume) aggiungono colore e carattere alla frazione clastica o alla matrice. Un'arenaria con almeno il 25% di feldspato è chiamata arkose. Un'arenaria formata da particelle vulcaniche si chiama tufo.​

Il cemento in arenaria è solitamente uno di tre materiali: silice (chimicamente uguale al quarzo), carbonato di calcio o ossido di ferro. Questi possono infiltrarsi nella matrice e legarla insieme, oppure possono riempire gli spazi dove non c'è matrice.

A seconda della miscela di matrice e cemento, l'arenaria può avere un'ampia gamma di colori da quasi bianco a quasi nero, con grigio, marrone, rosso, rosa e beige in mezzo.

Come si forma l'arenaria

L'arenaria si forma dove la sabbia viene deposta e sepolta. Di solito, questo accade in mare aperto delta dei fiumi , ma anche le dune e le spiagge del deserto possono lasciare letti di arenaria nella documentazione geologica. Le famose rocce rosse del Grand Canyon, ad esempio, si sono formate in un ambiente desertico. I fossili si trovano nell'arenaria, anche se gli ambienti energetici in cui si formano i letti di sabbia non sempre favoriscono la conservazione.

Parco Nazionale del Grand Canyon. Dean Fikar / Getty Images

Quando la sabbia è sepolta in profondità, la pressione di sepoltura e temperature leggermente più elevate consentono ai minerali di dissolversi o deformarsi e diventare mobili. I grani si uniscono più strettamente e i sedimenti vengono schiacciati in un volume più piccolo. Questo è il momento in cui il materiale cementizio si sposta nel sedimento, trasportato lì da fluidi carichi di minerali disciolti. Le condizioni ossidanti portano a colori rossi dagli ossidi di ferro mentre le condizioni riducenti portano a colori più scuri e più grigi.

Cosa dice l'arenaria

I granelli di sabbia in arenaria danno informazioni sul passato:

• La presenza di feldspato e grani litici fa si che il sedimento sia vicino alle montagne dove è sorto.
• Studi dettagliati sull'arenaria danno un'idea della suaprovenienza—il tipo di campagna che ha prodotto la sabbia.
• Il grado in cui i grani sono arrotondati è un segno di quanto lontano sono stati trasportati.
• Una superficie ghiacciata è generalmente un segno che la sabbia è stata trasportata dal vento, che, a sua volta, significa un deserto sabbioso.

Varie caratteristiche in arenaria sono segni dell'ambiente passato:

• Le increspature possono indicare le correnti d'acqua locali o le direzioni del vento.
• Strutture di carico, segni di suole, clasti di strappo e caratteristiche simili sono impronte fossili di correnti antiche.
• Bande Liesegang sono segni di azione chimica dopo l'interramento della sabbia.

Anche le falde, o lettiere, in arenaria sono segni dell'ambiente passato:

• Le sequenze di torbidite puntano a un ambiente marino.
• Il crossbedding (stratificazione di arenaria tronca e inclinata) è una ricca fonte di informazioni sulle correnti.
• Intercalazioni di scisto o conglomerato possono indicare episodi di clima diverso.

Maggiori informazioni sull'arenaria

Noppawat Tom Charoensinphon / Getty Images

Come pietra paesaggistica e da costruzione, l'arenaria è piena di carattere, con colori caldi. Può anche essere abbastanza resistente. La maggior parte dell'arenaria estratta oggi è usata come lastre di pietra. A differenza di granito commerciale , l'arenaria commerciale è la stessa che dicono i geologi.

L'arenaria è il roccia ufficiale di stato del Nevada. Si possono vedere magnifici affioramenti di arenaria nello statoParco statale della Valle del Fuoco.

Con una grande quantità di calore e pressione, le arenarie si trasformano in rocce metamorfiche quarzite o gneiss, rocce dure con grani minerali fitti.