Arenaria

"Roter Mainsandstein" ( arenaria del primo Triassico )
"Bentheimer Sandstein" ( arenaria calcarea )
Ciottoli di arenaria

L'arenaria è una roccia sedimentaria clastica con una quota di almeno il 50% di granelli di sabbia , ad es. H. di granuli che, secondo la definizione generale di sabbia di granulometria, hanno dimensioni comprese tra 0,063 e 2 mm. I granelli di sabbia sono costituiti da vari minerali , ma principalmente quarzo .

Definizione, nomenclatura e demarcazione da rocce correlate

Una pura arenaria di quarzo proveniente dall'Ordoviciano dell'Illinois (USA) in sezione sottile , nella foto in basso con polarizzatori incrociati . Il materiale è stato impregnato di resina epossidica blu prima della preparazione per aumentare la stabilità e il contrasto. Questo è il motivo per cui gli spazi della grana appaiono blu nella foto sopra.

Le rocce sedimentarie clastiche sono rocce composte da minerali e frammenti di roccia di dimensioni diverse. I più piccoli di questi frammenti sono chiamati grani di sedimento , o grani in breve . Quella frazione di grani in una roccia sedimentaria che ha un diametro equivalente all'interno dello spettro di dimensioni della sabbia (0,063–2 mm) è indicata come frazione di sabbia o frazione di sabbia . Con il termine generico di arenaria si riassumono tutte le rocce sedimentarie clastiche in cui la frazione di sabbia costituisce la maggioranza (> 50%) dei frammenti minerali e rocciosi .

Nel caso di un'arenaria la cui frazione di sabbia è composta per almeno il 90% da quarzo, si parla di un'arenaria quarzosa o arenaria in senso stretto . Da una proporzione del 25% di feldspati si parla di arkose , con un'elevata percentuale di matrice argillosa e una proporzione inferiore al 75% di quarzo nella frazione sabbiosa di grovacca . Le corrispondenti forme di transizione (contenuto di quarzo nella frazione di sabbia tra il 90 e il 75%) sono chiamate subarcosi o subgrauwacke . Le arenarie con un'alta percentuale di carbonato di calcio primario sono anche chiamate mattoni di arenaria calcarea . Questi non devono essere confusi con i mattoni in arenaria calcarea identificati e prodotti artificialmente . Una roccia che è emersa da un sedimento sciolto, che consisteva principalmente di granelli di calce delle dimensioni di sabbia, di solito non è indicata come "arenaria calcarea", ma come pietra calcarea , sebbene il nome sabbia calcarea o sabbia carbonatica sia comune per il corrispondente materiale sciolto .

Se nella roccia predomina la proporzione di grani maggiori di 2 mm, si tratta di un conglomerato (con grani arrotondati = ciottoli) o di una breccia (con grani angolari = frammenti). A differenza delle arkose, anche i mattoni grigi e arenacei, i conglomerati e le brecce non sono considerati arenarie in senso lato. Le transizioni da un'arenaria a grana grossa a un conglomerato a grana fine o una breccia a grana fine sono fluide.

Emergenza

L'arenaria è prodotta dalla cementazione ( cementazione ) di sabbia sciolta e additivi di particelle di sedimenti più grossolani o più fini (argilla, limo, ciottoli). A differenza delle rocce chimiche e biogeniche (composte principalmente da resti di esseri viventi), come il calcare o il carbone , è di origine clastica (detritica), cioè è costituita da minuscoli detriti di rocce erose e alterate. Il quarzo si trova principalmente in molte rocce ignee . Poiché il quarzo è anche relativamente resistente agli agenti atmosferici chimici , le particelle di quarzo delle dimensioni di granelli di sabbia possono accumularsi fortemente nel ciclo della roccia (ciclo esogeno), mentre altri minerali che potenzialmente formano granelli di sabbia si disintegrano chimicamente in modo relativamente rapido. Questo è il motivo per cui la maggior parte delle arenarie è costituita principalmente da quarzo.

Le zone di produzione più importanti per le arenarie sono i mari poco profondi vicino alla costa, gli scaffali . Tuttavia, la sabbia proviene principalmente dalla terraferma e viene trasportata nel suo luogo di stoccaggio finale da fiumi e correnti oceaniche. Nelle regioni costiere profonde, invece, si depositano fanghi prevalentemente a grana fine, dai quali non si può formare arenaria. Le eccezioni sono le arenarie dei depositi torbiditici . Questi emergono dal materiale sabbioso del bordo della piattaforma che scivola lungo il versante continentale . Ma ci sono anche numerosi depositi di arenaria emersi sulla terraferma. Il fluviale, ad es. H. le arenarie depositate dai fiumi sono ben al di sopra di quelle eolie, cioè depositate dal vento.

L' ambiente di deposito di un'arenaria può essere, tra l'altro. in base alle strutture dei sedimenti che contiene. Questi includono forme caratteristiche di stratificazione obliqua o alcune tracce fossili . Anche i fossili del corpo sono importanti indicatori dello spazio di immagazzinamento. Per distinguere tra arenarie fluviali ed Eolie è importante la granulometria e soprattutto la cernita del grano ( maturità materica ): le arenarie Eolie sono sempre relativamente omogenee, a grana fine. La composizione minerale e la rotondità del grano forniscono anche indizi su come si è formato. Una percentuale relativamente bassa di quarzo (bassa maturità compositiva) e un basso grado di arrotondamento del grano sono tipici delle arenarie che sono state depositate nelle terre di montagna o nei bacini di avamposto come parte delle serie flysch o molasse , grovacca o arkose.

Arenaria con skolithos (tane sepolcrali di vermi) del Cambriano

A causa della pressione dei depositi più giovani, sovrastanti e della precipitazione di minerali che si dissolvono nel mare o nelle acque sotterranee, spesso anche a causa dei minerali contenuti nell'arenaria stessa, la sabbia si solidifica ( diagenesi ). Questo processo avviene a velocità diverse e richiede da pochi decenni a diversi milioni di anni.

Cementazione

Quando la cementazione è chiamata solidificazione naturale della sabbia per precipitazione di minerali nei vuoti tra i granelli di sabbia ( spazio dei pori ). Il cemento può essere costituito da vari minerali:

  • Le arenarie cementate al quarzo (arenarie quarzitiche , "quarziti cementizie" ) devono tra l'altro la loro solidificazione. la soluzione in pressione e la successiva riprecipitazione del quarzo sotto forma di cordoni di crescita che collegano tra loro i granelli di sabbia. In passato, il termine arenaria silicea era comune anche per un'arenaria corrispondente . Il quarzo è il minerale cementizio più comune nelle arenarie.
  • Le arenarie cementate gassate di solito contengono calcite , raramente ankerite o siderite , come agente legante . La calcite è anche un minerale cementizio molto comune.
  • Le arenarie ferriticamente cementate (arenaria ferrosa ) contengono ossidi di ferro e idrati di ossido ( ematite , goethite , limonite ) come leganti .
  • Altri possibili minerali cementizi sono feldspati, minerali argillosi ( caolinite , illite , clorite ), zeolite o anche gesso .

Un alto contenuto primario di minerali argillosi o mica può ostacolare la cementazione in quanto riduce la porosità e impedisce la penetrazione dell'acqua di formazione. Una prevenzione ancora più efficace della cementazione si ottiene con l'impregnazione con petrolio .

La maggior parte delle arenarie ha un solo minerale di cemento all'interno di almeno una singola banca . Tuttavia, diversi strati in una sequenza di arenaria possono essere cementati ciascuno da diversi minerali, ad es. B. a causa delle differenze di granulometria. Quindi le arenarie a grana grossa e a pori larghi sono più carbonate con cemento e quelle a grana più fine sono più quarzitiche. Diverse generazioni di cemento da diversi minerali all'interno di una banca sono l'eccezione e possono essere trovate solo in pori più grandi. La generazione più giovane del cemento è circondata da quella più anziana.

distribuzione

L'arenaria è una roccia molto diffusa sulla superficie terrestre e si trova praticamente in tutti i continenti ed è stata tramandata da quasi tutte le epoche della storia della terra. Si verifica in vari contesti geologici, ad es. B. nel sovraccarico delle tavole continentali debolmente sussidiarie o in (precedentemente) bacini sedimentari epicontinentali più sussidiari. La maggior parte di queste arenarie si sono formate sotto la copertura del mare. In Germania, questi includono le arenarie delle montagne di arenaria dell'Elba e dei monti Zittau . Nella Germania centrale e meridionale sono diffuse arenarie fluviali di arenaria rossa . Le arenarie nel sottosuolo della pianura della Germania settentrionale e del Mare del Nord sono importanti rocce di stoccaggio per petrolio greggio e gas naturale. Nella regione alpina, le arenarie si trovano nella zona di Molasse e nella zona di Greywacke , tra gli altri . In generale, tuttavia, la proporzione di arenarie nelle pieghe alpine geologicamente giovani è piuttosto bassa, il che è dovuto al fatto che sono emerse da ampie piattaforme tropicali con sedimentazione prevalentemente carbonatica. Anche negli scudi continentali geologicamente molto antichi , ci sono solo poche arenarie, poiché queste regioni sono in costante sollevamento e quindi oggi si verificano quasi esclusivamente rocce che si sono formate in profondità nella crosta terrestre o sono state affondate in essa e sono state quindi notevolmente modificate.

Formazione del suolo su arenaria

A causa della predominanza del quarzo nell'Europa centrale, l'arenaria generalmente si traduce in terreni poveri di nutrienti che tendono anche ad acidificarsi. A seconda dell'approvvigionamento idrico e della profondità di sviluppo del suolo, si possono trovare ranghi , terre marroni o podsoles . La maggior parte di questi terreni sono utilizzati per scopi forestali (ad esempio nel bosco della Turingia ).

Le eccezioni, tuttavia, sono le arenarie con un'elevata percentuale di carbonato o argilla, nonché le sequenze di arenarie in cui sono incorporati strati calcarei o argillosi. I terreni su queste rocce sono quindi solitamente più ricchi di sostanze nutritive e possono essere utilizzati anche per l'agricoltura. Un esempio sono le arenarie del Keuper (Triassico superiore) nella Germania meridionale.

Proprietà relative all'applicazione

Arenaria in architettura

Cava nella caratteristica arenaria verdastra bernese a Ostermundigen

L'arenaria è un materiale da costruzione comune ed è stata spesso utilizzata per pavimentazioni , sculture e soprattutto per le facciate . Gli edifici in arenaria che modellano il paesaggio urbano si trovano a Berna , Breslavia , Dresda , Düsseldorf , Amburgo , Norimberga e Praga , ad esempio . Come molti altri edifici sacri, anche il Duomo di Friburgo è in gran parte costituito da arenaria. A Dresda, un'arenaria argillosa morbida, l'arenaria Cotta, è stata utilizzata per interni decorativi e sculture, e un'arenaria legata alla quarzite dalle montagne di arenaria dell'Elba, come viene ancora estratta vicino a Pirna , per parti architettoniche portanti o altrimenti sollecitate .

Il colore dell'arenaria può variare, proprio come quello della sabbia , i colori comuni sono grigio (senza additivi - come l' arenaria della Ruhr di Hohensyburg ), giallo (a causa della limonite contenuta - arenaria di Ibbenbüren ), marrone, rosso (a causa dell'ematite - come con arenaria rossa Weser ) e bianca (come con il grigio, solo il riflesso della superficie è diverso - esempio arenaria Rackwitz ). Il verde è tra le altre cose l' arenaria verde precedentemente estratta a sud del Westphalian Soest ; il mattone in arenaria calcarea contenente glauconite estratto oggi ad Anröchte , invece, è un po 'più scuro dell'arenaria verde utilizzata sin dal Medioevo .

Tracce di agenti atmosferici su un pilastro del portale in arenaria a Bayreuth Friedrichstrasse , che fanno risaltare le trame

In linea di principio, le arenarie appena rotte sono più facili da lavorare rispetto a quelle che sono state conservate per un periodo di tempo più lungo. Ciò che accomuna tutte le arenarie è la mancanza di resistenza al sale antigelo . La resistenza al gelo è diversa a seconda della varietà. A causa della polarità della direzione di deposizione , si può distinguere tra arenarie tagliate “nel campo” (parallelamente alla stratificazione ) e “contro il campo” (ortogonali alla stratificazione). Le trame risultanti sulle superfici visibili possono essere molto diverse.

Strutture di arenaria come biotopi

I muretti a secco , costruiti con pietre di raccolta dell'arenaria o arenaria che proviene da una cava nelle vicinanze, sono oggi importanti biotopi per numerose piante succulente e importanti rifugi per insetti . La muratura senza messa a terra fornisce riparo non solo a ragni e coleotteri , ma anche ad animali più grandi come lucertole e vermi ciechi . In zone viticole , in particolare, muri in pietra arenaria secco modellano il paesaggio dei fiumi in Germania meridionale e bacini del Reno e Meno .

Tipi di pietra naturale

Guarda anche

letteratura

link internet

Wikizionario: arenaria  - spiegazioni di significati, origini delle parole, sinonimi, traduzioni
Commons :  album in pietra arenaria con immagini, video e file audio