Che cos'è l'arenaria?

L'arenaria, in poche parole, è sabbiata insieme nella roccia: questo è facile da dire solo guardando da vicino un campione. Ma al di là di questa semplice definizione si trova un'interessante composizione di sedimenti, matrice e cemento che può (con l'indagine) rivelare una grande quantità di preziose informazioni geologiche.

Nozioni di base di arenaria

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

L'arenaria può includere materiale più fine e grosso e può ancora essere chiamata arenaria, ma se include oltre il 30 percento di granuli di ghiaia, ciottoli o massi, viene classificata invece come conglomerato o breccia (insieme questi vengono chiamati ruditi).

L'arenaria contiene due diversi tipi di materiale oltre alle particelle di sedimento: matrice e cemento. La matrice è la sostanza a grana fine (dimensioni del limo e dell'argilla) che si trovava nel sedimento insieme alla sabbia mentre il cemento è la materia minerale, introdotta in seguito, che lega il sedimento alla roccia.

L'arenaria con molta matrice è chiamata mal ordinata. Se la matrice ammonta a oltre il 10 percento della roccia, viene chiamata stravagante ("stravagante"). Un'arenaria ben selezionata (piccola matrice) con poco cemento è chiamata arenite. Un altro modo di vederlo è che lo strambo è sporco e l'arenite è pulita.

Potresti notare che nessuna di queste discussioni menziona particolari minerali, solo una certa dimensione delle particelle. 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 fatte di 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 prodotto in acque oceaniche pulite, mentre le rocce silicate sono fatte da sedimenti erosi dai continenti.

I sedimenti continentali maturi sono costituiti da una manciata di minerali di superficie e l'arenaria, pertanto, è generalmente quasi tutto quarzo. Altri minerali-argille, ematite, ilmenite, feldspato, anfibolo e mica- e piccoli frammenti di roccia (litici) e carbonio organico (bitume) aggiungono colore e carattere alla frazione clastica o alla matrice. Un'arenaria con almeno il 25% di feldspato si chiama arkose. Un'arenaria fatta di particelle vulcaniche si chiama tufo.

Il cemento in arenaria è di solito uno dei 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 del mix di matrice e cemento, l'arenaria può avere una vasta gamma di colori da quasi bianco a quasi nero, con grigio, marrone, rosso, rosa e giallo.

Come si forma l'arenaria

L'arenaria si forma dove la sabbia viene posata e sepolta. Di solito, questo accade al largo dei delta del fiume, ma le dune del deserto e le spiagge possono lasciare anche 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, sebbene gli ambienti energici in cui si formano i letti di sabbia non favoriscano sempre la conservazione.

Parco nazionale del Grand Canyon. Dean Fikar / Getty Images 

Quando la sabbia è profondamente sepolta, la pressione della sepoltura e temperature leggermente più elevate consentono ai minerali di dissolversi o deformarsi e diventare mobili. I grani diventano più strettamente uniti 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 ai colori rossi degli ossidi di ferro, mentre le condizioni riducenti portano a colori più scuri e più grigi.

Cosa dice arenaria

I granelli di sabbia in arenaria forniscono informazioni sul passato:

• La presenza di feldspato e granuli litici significa che il sedimento è vicino alle montagne in cui è sorto.
• Studi dettagliati sull'arenaria danno un'idea della sua provenienza, il tipo di campagna che ha prodotto la sabbia.
• Il grado di arrotondamento dei chicchi è un segno di quanto sono stati trasportati.
• Una superficie smerigliata è generalmente un segno che la sabbia è stata trasportata dal vento, che a sua volta significa un'ambientazione sabbiosa nel deserto.