Rocce magmatiche: classificazione e principali tipologie

Le rocce magmatiche – dette anche ignee – si creano in seguito alla solidificazione del magma, ovvero roccia fusa con quantità variabili di gas che tende a risalire verso la superficie. Il termine igneo deriva dal latino ignis, cioè “fuoco”, e la loro abbondanza sulla crosta è pari al 13% circa del totale delle rocce affioranti in superficie.
Si potrebbe dire che i processi che portano alla formazione delle magmatiche siano assimilabili alla “nascita” della roccia, che verrà poi modificata con il metamorfismo e riassemblata tramite processi di erosione e sedimentazione.

Come si suddividono le rocce magmatiche in base alla struttura

La struttura di una roccia magmatica è legata al tipo di raffreddamento del magma: più il raffreddamento sarà lento, e più la sua struttura sarà ordinata, permettendo ai minerali di svilupparsi in grandezza. All'opposto, più il raffreddamento sarà rapido e meno la struttura sarà organizzata, arrivando a creare addirittura dei veri e propri vetri naturali (come l'ossidiana).
Una delle classificazioni più importanti delle rocce magmatiche si basa proprio su questa differenza: abbiamo rocce magmatiche intrusive (quelle raffreddate lentamente) ed effusive (quelle raffreddate velocemente).

Rocce intrusive

Le rocce intrusive sono quelle che si formano in seguito al raffreddamento lento del magma al di sotto della superficie della crosta terrestre. Possono a loro volta essere suddivise in due sotto-categorie: plutoniche (raffreddamento a grandi profondità) o ipoabissali (raffreddamento vicino alla superficie).
Le rocce plutoniche si formano tramite raffreddamento lento quando il magma, anziché essere eruttato, permane per lunghi periodi nella camera magmatica. La ridotta velocità di raffreddamento è legata al fatto che le rocce presenti nel sottosuolo agiscono da isolante e rallentano la dispersione del calore. È come quando cucinate una torta: se dopo la cottura la lasciate nel forno spento ci metterà comunque tanto a raffreddarsi perché il forno non permette all’aria fredda di entrare. I minerali, grazie al lento raffreddamento, riescono solitamente a svilupparsi in modo completo, creando cristalli dalle facce ben definite e di dimensioni tali da essere riconosciuti nella maggior parte dei casi a occhio nudo. Nell'immagine sottostante, ad esempio, sono ben visibili dei minerali neri (biotite), grigio-rosati (quarzo), rosa (feldspato) e bianco (plagioclasio).

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Classificazione dei tipi di rocce: magmatiche, sedimentarie e metamorfiche

Le rocce ipoabissali (o filoniane) sono invece, per certi versi, un caso intermedio tra rocce effusive e intrusive. Si creano quando il magma risale verso la superficie e si cristallizza all’interno di fratture di roccia che trova lungo il suo percorso. Se i grani della roccia ipoabissale sono tendenzialmente piccoli la struttura prende il nome aplitica, se invece i cristalli sono grandi e ben formati si parla di struttura pegmatitica.

Rocce effusive

Le rocce effusive si formano in superficie in seguito ad un'eruzione vulcanica. Il contatto della lava con l’aria a temperatura ambiente ne abbassa notevolmente la temperatura in pochissimo tempo, impedendo la formazione di grandi cristalli. Nelle effusive è comune vedere un’unica massa costituita da piccoli cristalli poco visibili o identificabili addirittura soltanto al microscopio e, nei casi più estremi, si può addirittura creare del vetro vulcanico (come l’ossidiana). Si possono formare rocce effusive sia in seguito ad una colata (es. basalto) sia come prodotto piroclastico (es. tufo).

Classificazione delle rocce magmatiche in base alla composizione chimica

Un altro modo per classificare le rocce magmatiche è quello di definire la loro natura chimica. Per farlo, possiamo basarci sulla percentuale di silice (SiO₂), sulla quantità di un minerale rispetto ad un altro oppure sul rapporto tra silice e alluminio.

Percentuale di silice

Un metodo comune di classificazione chimica delle rocce viene fatta basandosi sulla percentuale di silice (SiO₂). Questo metodo permette di ottenere quattro famiglie di rocce: acide, basiche, neutre e ultrabasiche (Winter, 2014). Attenzione: questi termini non hanno nulla a che vedere con dei valori di acidità sulla scala del pH.; si tratta di un retaggio storico che, per abitudine, viene ancora utilizzato.
Le rocce più ricche in silice sono quelle cosiddette acide, che contengono una percentuale di SiO₂ superiore al 66%. Sono tendenzialmente di colore chiaro vista l’elevata presenza di minerali bianco/grigi come quarzo e plagioclasio (come nel granito rosa visto prima). Il termine più corretto – dal momento che “acide” non è scientificamente accurato – sarebbe “felsiche”.

Le rocce con una quantità di silice più bassa, invece, sono dette basiche. Queste hanno una percentuale di silice il 45 e il 52% e sono caratterizzate da colori più scuri (tendenti al nero o verde) per la presenza di minerali come olivina, anfiboli e pirosseni. Anche in questo caso, il nome corretto non è “basiche” ma sarebbe “mafiche”. Tra le acide e le basiche c'è anche una via di mezzo, cioè le neutre, con una percentuale di silice tra il 52 e il 66%. Anche il loro colore è una via di mezzo tra le acide (chiare) e le basiche (scure).
Le rocce magmatiche che hanno in assoluto meno SiO₂ (sotto al 45%) sono le ultramafiche: sono solitamente molto scure e costituite perlopiù da silicati di magnesio e di ferro.

Classificazione modale

Un’alternativa è la classificazione basata sulla “moda”, ovvero la percentuale di un certo minerale rispetto al volume totale. In questo caso si utilizza il diagramma di Streckeisen (conosciuto anche come "diagramma QAFP") che altro non è che un grafico a forma di rombo che permette di suddividere le rocce in base al loro contenuto di quarzo (Q), alcali-feldspati (A), plagioclasi (P) e feldspatoidi (F). Di questo diagramma ne esistono due diverse versioni: uno per le rocce intrusive e uno per quelle effusive.

Rapporto tra alcali e silice

Senza scendere nel dettaglio, possiamo semplificare dicendo che questo metodo si basa sul rapporto tra (Na₂O+K₂O)/(SiO₂). Si tratta di una classificazione che permette di comprendere qual era la chimica del magma di partenza e, di conseguenza, ricavare informazioni sul contesto geologico che lo ha generato.

Principali rocce magmatiche

In natura esiste una quantità sconfinata di rocce magmatiche ma, per semplicità, possiamo concentrarci su qualche esempio particolarmente rappresentativo, di quelli che possiamo osservare ogni giorno mentre passeggiamo nella nostra città.

Granito

Il granito è una roccia acida (quindi ricca in silice), intrusiva, con minerali medio-grandi – perlopiù quarzo, plagioclasio, feldspati e biotite. Viene utilizzata come materiale da costruzione fin dall’antico Egitto e la sua resistenza piuttosto elevata la rende ideale per costruire edifici, monumenti funebri e memoriali. Attenzione: in edilizia la parola “granito” viene utilizzata per indicare – oltre al granito in senso stretto – anche tante altre rocce che hanno simili proprietà tecniche. Quindi una cucina con un “bancone in granito”, potrebbe non essere fatta da vero “granito” ma da qualche roccia simile.

Basalto

I basalti sono rocce basiche effusive costituite prevalentemente da plagioclasio, pirosseno e olivina. Questa roccia compone buona parte dei fondali oceanici del mondo e il contenuto generalmente alto di minerali contenenti ferro fa sì che il suo colore sia tendenzialmente scuro. Oltre che in corrispondenza delle dorsali oceaniche, il basalto viene prodotto da vulcani con eruzioni effusive e superficiali, come accade ad esempio alle Hawaii. L’utilizzo industriale di questa roccia è legato alle pavimentazioni stradali (sanpietrini), all’asfalto (i classici “sassolini” che si vedono ricoperti di bitume) e al pietrisco ferroviario per assorbire le vibrazioni dei treni.

Tufo

Il tufo è una roccia effusiva piroclastica, cioè formata grazie all’accumulo di frammenti rocciosi eruttati da un vulcano. Questi includono cristalli grandi da pochi millimetri a qualche centimetro, polvere e vetro vulcanico, il tutto compattato in una roccia piuttosto porosa. Anche i tufi sono ampiamente usati in ambito edile, soprattutto come mattonelle per costruire edifici nell’Italia centro-meridionale. Distretti estrattivi particolarmente importanti sono quelli campani e laziali.

Bibliografia

Winter, John DuNann. Principles of igneous and metamorphic petrology. Harlow, UK: Pearson education, 2014.