Analisi granulometriche di rocce, sedimenti e microfossili

Riassunto / Abstract

Questo studio di campioni di roccia (argilla-argillite-siltite) e/o di sedimento (argilla, silt, limo, fango, sabbia limosa e sabbia fina) è finalizzato alla identificazione di granuli, minerali e soprattutto microfossili esistenti nel campione sedimentario. Attraverso un procedimento di sminuzzamento, essiccazione, lavaggio e filtraggio del campione, effettuato generalmente seguendo una procedura standard, è possibile ottenere dei residui di lavato in cui i microfossili ed altre eventuali particelle e minerali presenti si presentano isolate le une dalle altre e quindi più facilmente identificabili al microscopio ottico. Esse possono dare importanti indicazioni sulla età della roccia sedimentaria/sedimento, sulla sua composizione mineralogica e sulle condizioni di sedimentazione originaria (ambienti di sedimentazione).

Scheda sintetica delle attività

Reperimento di campioni di roccia argillosa o argillitica-siltitica a da prelievi diretti sul campo o presso Enti Pubblici, Università, Studi Professionali, ecc...;
descrizione macroscopica del campione da analizzare;
predisposizione del campione per la preparazione del lavato;
pesatura a più riprese del campione e del residuo di lavato;
effettuazione del lavato e della setacciatura;
osservazione in microscopia del residuo ottenuto;
elaborazione ed interpretazione dei risultati dell'osservazione.

Risorse necessarie

Guanti in lattice e da cucina;
martellino;
coltello;
spatola;
vaschette di alluminio per dolci (piccole, a sezione circolare);
spruzzette;
barattolini in polietilene;
setacci di maglie a varie dimensioni (assicurarsi che vi sia il setaccio standard con maglia di 63 μm);
vaschetta nera o di metallo o di polietilene o di cartone rigido dai bordi bassi;
techine per isolare campioni singoli di granuli, minerali e microfossili;
bilancia elettronica da laboratorio;
stufa di laboratorio;
microscopio ottico mono- o bioculare con visione a luce riflessa.

Figura 1: alcune delle attrezzature utilizzate

Prerequisiti necessari

Conoscenza, riconoscimento e classificazione dei minerali;
conoscenza delle rocce sedimentarie clastiche e della loro formazione;
conoscenza degli ambienti di sedimentazione e delle facies sedimentarie;
aspetti granulometrici e mineralogici di un sedimento;
aspetti composizionali di una roccia sedimentaria e di un sedimento;
i fossili e i microfossili; i processi e gli ambienti di fossilizzazione;
uso del microscopio ottico mono-bioculare;
utilizzo degli strumenti di misura (bilancia da laboratorio).

Obiettivi di apprendimento

Saper descrivere macroscopicamente un sedimento o una roccia sedimentaria a grana fina;
saper trattare un sedimento per una preparazione di un lavato;
saper osservare attraverso il microscopio ottico per l'individuazione e la distinzione dei granuli, dei minerali, dei fossili;
saper individuare le principali caratteristiche granulometriche di un sedimento;
saper riconoscere i principali minerali presenti nel sedimento e distinguerli dai granuli e/o aggregati;
saper riconoscere i microfossili e definirne la forma e gli aspetti del guscio;
saper classificare il sedimento e interpretare schematicamente le caratteristiche deposizionali del sedimento e del suo ambiente originario.

Dotazioni di sicurezza

Nessuna

Svolgimento

Dopo il prelievo del campione (da attività sul campo o da Enti di Ricerca, studi professionali, ecc.), lo stesso viene osservato e descritto macroscopicamente.

La descrizione deve basarsi sulle conoscenze delle rocce e della loro classificazione qualitativa con particolare riferimento alle rocce clastiche: colore, omogeneità, grado di compattezza e di cementazione, presenza e tipologia di scheletro, di matrice e di cemento; eventuale osservazione dei singoli granuli e delle loro composizione e forma. La suddetta descrizione permette di individuare a grandi linee la facies sedimentaria pertinente l campione di roccia in studio.

Il procedimento per effettuare il lavato del campione per l'osservazione e descrizione microscopica è il seguente:

1 - prendere un pezzetto della roccia (argillite o argilla o siltite o roccia marnosa) e ridurlo in frammenti più piccoli con un martello; generalmente sono sufficienti pochi grammi;

2 - nel caso di un campione di sedimento prelevato in profondità con carotaggio (sabbia o limo o silt o argilla) staccare un pezzetto di sedimento con un coltello avendo cura di non prendere la porzione più esterna per evitare "inquinamenti" del campione (figura 2);

3 - mettere il campione in una vaschetta di alluminio opportunamente siglata e pesata con una bilancia da laboratorio (la pesata della vaschetta è necessaria ai fini del peso effettivo del campione di terra/frammenti contenuto);

4 - pesare nuovamente la vaschetta contenente il campione (figura 3) (per sottrazione del peso della vaschetta effettuato in precedenza si ottiene il peso del campione umido);

5 - mettere la vaschetta con il campione in stufa a 50° C per 24 ore o comunque fino a completa essiccazione del campione (figura 4); tale essiccazione si verifica attraverso il cambiamento di colore del campione (tendenza ad un cromatismo dal grigio scuro al grigio chiaro e ad una disgregazione delle particelle se in presenza di sedimento prevalentemente sabbioso o ad una "crepatura" del frammento se in presenza di sedimento siltoso-argilloso)

6 - appena il campione si è raffreddato pesare nuovamente la vaschetta (con tale pesata si valuta, sempre con sottrazione del peso della vaschetta, la perdita in peso di acqua naturale presente nel campione);

7 - versare nella vaschetta acqua fino a coprire del tutto il campione ed aspettare qualche minuto;

8 - appena il campione inizia a disgregarsi in acqua, mescolarlo delicatamente con una spatolina e versarlo sopra un setaccio standard con maglia di 63 μm (per setaccio standard si intende quel setaccio a maglia di diametro di 63 μm che, secondo la scala granulometrica ufficiale, delimita la frazione sabbiosa (clasti con dimensioni superiori a 63 μm) da quella siltoso-argillosa (particelle con dimensioni inferiori a 63 μm);

9 - lavare il campione sotto l’acqua corrente strofinandolo delicatamente ed utilizzando dei guanti da cucina o in lattice, in modo da eliminare tutta la frazione <63 μm (silt + argilla) e ottenere un residuo a granulometria sabbiosa e ghiaiosa (figure 5a e 5b);

10 - versare la restante parte di campione nella vaschetta utilizzata precedentemente aiutandosi anche con una spruzzetta da laboratorio per recuperare il sedimento che rimane nei bordi del setaccio;

11 - rimettere nuovamente la vaschetta in stufa a 50° C fino a completa evaporazione dell’acqua (la completa essiccazione del campione si verifica attraverso le modalità espresse al punto 5);

12 - appena il sedimento è completamente asciutto, pesare nuovamente la vaschetta (figura 6a); in questo caso si conoscerà il peso secco della frazione residua sabbia+ghiaia e, per sottrazione dalla pesata di cui al punto 6, il peso del materiale più fine (silt+argilla), sempre al netto del peso della vaschetta vuota;

13 - trasferire il sedimento così ottenuto in barattolini di polietilene opportunamente siglati (figura 6b);

14 - versare il sedimento in una vaschetta nera rettangolare a bordi bassi;

15 - effettuare l'osservazione al microscopio ottico in luce riflessa (figura 7).

16 - Descrivere le osservazioni effettuate al microscopio ottico: l'osservazione a luce riflessa mette in evidenza la distinzione fra il contenuto in fossili, microfossili e strutture biocostruite (es. coralli) (frazione organogena) e la componente inorganica (granuli/minerali) (figura 8). Per quanto riguarda la parte fossile biocostruita sarà possibile, sulla base delle conoscenze teoriche sulla sistematica degli invertebrati e dei protozoi sarcodini, particolarmente diffusi come forme planctoniche e bentoniche, riconoscere resti o o fossili completi di molluschi, lamellibranchi e gasteropodi, echinodermi, foraminiferi e descriverne sommariamente la forma, il colore e la struttura dei gusci, che può risultare diagnostica per le condizioni paleoambientali esistenti al momento della sedimentazione nei bacini marini. In relazione alla componente inorganica sarà possibile descrivere la forma, il colore, il grado di arrotondamento, la trasparenza, le fratturazioni dei clasti siano essi minerali che granuli amorfi. Inoltre, dopo lo studio, il riconoscimento e la classificazione dei minerali come conoscenze teoriche, potranno essere riconosciuti minerali quali il quarzo, la calcite, il gesso e alcuni silicati (l'olivina, la muscovite e la biotite, la glauconite).

L'elaborazione dei dati provenienti dalle osservazioni e dalle pesate potrà essere descrittiva con definizione della classe granulometrica e valutazione qualitativa sul rapporto componente organica/residuo inorganico o potrà essere tabulata per ogni lavato in chiave statistica per individuare le percentuali delle due componenti presenti in ogni lavato.

Autori

Crimi Pietro

Cosentino Claudia