Unsedimento è un accumulo dimaterialesolido sulla superficie terrestre (litosfera), derivato dall'azione di fenomeni e processi che agiscono nell'atmosfera, nell'idrosfera e nellabiosfera (venti, variazioni ditemperatura,precipitazioni meteoriche, circolazione delle acque superficiali e sotterranee, spostamenti di masse d'acqua in ambientemarino olacustre, azione di agenti chimici, azione degli organismi viventi).
Il sedimento accumulato per azione combinata dellagravità e delruscellamento superficiale viene dettocolluvium osedimento colluviale, mentre quello accumulato dall'attività deicorsi d'acqua si dice anchealluvium.
Poiché la maggior parte dei processi sedimentari avvengono sotto l'azione dellagravità, le aree rilevate della litosfera terrestre tendono ad essere soggette prevalentemente a fenomenierosivi, mentre le zone depresse sono soggette prevalentemente asedimentazione. Le depressioni della litosfera nelle quali vengono convogliati i sedimenti, si diconobacini sedimentari. I bacini sedimentari sono tipicamente quelli marini (anche se vi possono essere fenomeni erosivi anche in ambiente subacqueo), mentre le terre emerse sono in gran parte soggette all'erosione (sebbene le parti più depresse, comelaghi,pianure alluvionali, depressioni desertiche, possano costituire bacini sedimentari).
Ilmare rappresenta il "richiamo" naturale di qualunque sedimento, per quanto lunga e tortuosa possa essere la fase di trasporto. Il livello del mare rappresenta il livello di base dell'erosione (cioè la superficie che separa un contestoprevalentemente erosivo, come le terre emerse, da unoprevalentemente sedimentario, come il fondo marino): le sue variazioni a piccola e grande scala influenzano quindi i processi erosivi e la sedimentazione, determinando i cicli sedimentari.
La classificazione dei sedimenti è molto complessa. Ne esistono diverse in base alla composizione, alla tessitura dei sedimenti, alla genesi e ai meccanismi deposizionali. In realtà, molto spesso le categorie delle classificazioni più utilizzate si ricoprono in parte, e la scelta su quali utilizzare è funzionale agli scopi dello studio.
La classificazione base è la seguente, che si riferisce fondamentalmente alla genesi e alla composizione dei sedimenti:
Sedimenti clastici, costituiti da frammenti derivati da disgregazione di sedimenti più antichi e rocce erose; questi frammenti o particelle si diconoclasti. Tipici sedimenti clastici sonoghiaie,sabbie,silt,argille (e i loro corrispondenti litificati:conglomerati,arenarie,siltiti,argilliti). I sedimenti clastici si classificano generalmente in base alla dimensione prevalente dei clasti, ossia valutando la lorogranulometria. La composizione petrografica può variare sia a causa della composizione originaria delle rocce smantellate (terrigena, carbonatica, ecc.) da cui provengono i clasti e sia per i diversi fenomeni di alterazione a cui sono stati soggetti i frammenti di roccia, sulla superficie terrestre, prima di essere definitivamente sedimentati.
Sedimenti chimici, a loro volta suddivisibili in:
Sedimenti carbonatici: costituiti prevalentemente dacarbonati dicalcio emagnesio, precipitati direttamente dalle acque o derivati da resti di organismi viventi (in grado di assorbire il carbonato dall'acqua e fissarlo in strutture scheletriche o gusci, come ad esempiocoralli,molluschi ecc.). Si tratta principalmente dicalcari,dolomie, che possono essere anche mescolati in parte con granuli clastici di natura terrigena (calcari argillosi emarne, calcari arenacei).
Sedimenti evaporitici: derivati dallaprecipitazione diretta deisali contenuti nelle acque (soprattutto in ambiente marino, e in alcuni casi anche lacustri), di solito in condizioni di clima arido, con assenza di precipitazioni ed elevata temperatura. Tipici sedimenti di questo tipo sono icloruri (ad esempio ilsale osalgemma), isolfati (gesso,anidrite) e in parte icarbonati.
Sedimenti silicei: composti prevalentemente dasilice amorfa idrata (opale). Sono sedimenti di natura bioclastica, cioè composti dai resti di organismi ascheletro o guscio siliceo (diatomee,radiolari,spugne silicee…), dai quali prendono spesso il nome. Abbiamo quindi nella letteratura geologica: radiolariti, diatomiti, spongoliti, ma anche termini derivati dalla tradizione cometripoli,farina fossile,diaspri.
Sedimenti ferro-manganesiferi: derivati da precipitazione chimica o biochimica. Abbastanza frequenti in sedimentipaleozoici earcheozoici (siderite,ankerite, ferro-ooliti).
Sedimenti alluminiferi: provengono dalla degradazione chimica subaerea in posto delle argille, ossia la frazione indissolubile delle rocce carbonatiche, accumulatesi localmente in seguito alla dissoluzione di queste rocce (lateriti ebauxiti).
Sedimenti fosfatici: costituiti dafosfato di calcio, prevalentemente di origine biochimica o organica (scheletri e parti dure di alcuni tipi di organismi e resti di deiezioni organiche, come i depositi diguano).
Sedimenti carboniosi: di origine organica, perriduzione di resti vegetali continentali (carbone,antracite,torba). Questo tipo di sedimenti caratterizza il periodoCarbonifero, che prende nome dagli estesi giacimenti dicarbon fossile di quell'età, ma è in realtà diffuso in tutta lastoria della Terra.
Sedimenti bituminosi: sono rocce sedimentarie, quasi sempre clastiche, con una relativa alta concentrazione di materia organica derivata da resti di organismi vegetaliplanctonici o di organismi animali. Questi sedimenti costituiscono le più importantirocce madri (source rocks) degli idrocarburi liquidi (petrolio) e gassosi. Si tratta di depositi spesso associati apeliti e più in generale a sedimenti argillosi depositatisi in bacini lacustri o marini, in condizioni di scarsa circolazione e stratificazione delle masse d'acqua, con stagnazione escarsa ossigenazione al fondo.
I sedimenti subiscono nel tempo una serie di eventi e trasformazioni definitaciclo sedimentario:
Degradazione (oalterazione)
Erosione
Trasporto
Deposito (osedimentazione)
Seppellimento
Compattazione
Diagenesi
Un nuovo ciclo inizia con un fenomeno di emersione dovuto ad un abbassamento relativo del livello marino (dovuto a cause tettoniche o climatico-eustatiche). Quindi ciascun ciclo è delimitato alla base da una superficie di discontinuità (unconformity). L'insieme dei sedimenti compreso tra dueunconformity si dicesequenza deposizionale. I cicli sedimentari possono essere a scala molto varia (dalla scala dell'affioramento a quella del bacino sedimentario) e rappresentare intervalli temporali molto diversi.
Quando una roccia (ignea, metamorfica o sedimentaria) o sedimento subisce trasformazioni fisiche e chimiche in seguito all'erosione, essa si divide in frammenti detticlasti.Per erosione si intende la separazione fisica dei clasti in modo da essere portati altrove mediante il trasporto.
Avviene mediante agenti atmosferici o subacquei (acqua, ghiaccio, vento, forza di gravità, ecc.) e le distanze possono variare da poche centinaia di metri a migliaia di chilometri; l'agente migliore è l'acqua, la cui capacità di trasportare materiali solidi (clasti) dipende dalla velocità del suo moto.
Tutte le particelle trasportate si depongono sul fondo, prima quelle più pesanti e grossolane ed infine anche le polveri più sottili.Quando a sedimentarsi sono i clasti allora si parla disedimentazione clastica; se invece avviene una precipitazione dei soluti in seguito a variazioni fisiche (concentrazione,pressione,temperatura,pH, …) allora si parla disedimentazione chimica.
Conglomerato di Portofino - Formazione di Molare (Oligocene), che poggia in discordanza sulflysch calcareo marnoso delM. Antola (Punta Le Chiappe – Ge)
Dopo la sedimentazione, con l'accumularsi di sempre nuovi depositi e lasubsidenza naturale, i sedimenti vengono seppelliti a sempre maggiore profondità e subiscono una serie di trasformazioni chimico-fisiche (ladiagenesi) per opera dell'aumento della pressione e della temperatura, e dell'azione delle acque sotterranee (consolidamento, compattazione, cementazione), che li trasformano gradualmente inrocce. Le rocce sono antichi sedimentilitificati. Il processo diagenetico potrà poi evolvere in processometamorfico, o essere interrotto in un qualunque momento da un nuovo evento erosivo, con l'inizio di un nuovo ciclo sedimentario.
La diagenesi si divide in 3 processi:
costipamento: la pressione esercitata dai sedimenti soprastanti su quelli vecchi causa una riduzione del volume e l'espulsione dell'acqua verso l'alto; ciò è dovuto al fatto che avviene un assestamento tra i clasti, ovvero i clasti più piccoli riempiono i vuoti tra i clasti più grandi, creando degli incastri e dei legami chimici; il sedimento diventa perciò compatto o litificato
cementazione: con la precipitazione dei sali minerali nei pori o vuoti tra i clasti, si creano dei "cementi"; i più comuni sono la calcite e il quarzo
metasomatosi: serie di reazioni chimiche che portano alla parziale ricristallizzazione della roccia e una variazione delle sue componenti.
