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Il marmo è una roccia metamorfica composta prevalentemente di carbonato di calcio ( Ca C O 3 ).

Caratteristiche

Il marmo si forma attraverso un processo metamorfico da rocce sedimentarie , quali il calcare o la Dolomia , che provoca una completa ricristallizzazione del carbonato di calcio di cui sono in prevalenza composte e danno luogo ad un mosaico di cristalli di calcite o di dolomite (minerale). L'azione combinata della temperatura e la pressione, durante la trasformazione della roccia sedimentaria in marmo, porta alla progressiva obliterazione delle strutture e tessiture originariamente presenti nella roccia, con la conseguente distruzione di qualsiasi fossile , stratificazione o altra struttura sedimentaria presenti nella roccia originaria.

Il colore del marmo dipende dalla presenza di impurità minerali ( argilla , limo , sabbia , ossidi di ferro , noduli di selce ), esistenti in granuli o in strati all'interno della roccia sedimentaria originaria. Nel corso del processo metamorfico tali impurità vengono spostate e ricristallizzate a causa della pressione e del calore. I marmi bianchi sono esito della metamorfizzazione di rocce calcaree prive di impurità.

Il basso indice di rifrazione della calcite, che permette alla luce di "penetrare" nella superficie della pietra prima di essere riflessa, dà a questo materiale (e soprattutto ai marmi bianchi) una speciale luminosità, che lo ha reso particolarmente apprezzato per la scultura. Si ricordi, a titolo di esempio, che l'artista e scultore Michelangelo Buonarroti prediligeva il "marmo bianco" di Carrara per le sue opere.

I marmi non colorati sono una fonte di carbonato di calcio puro, che viene utilizzata in un'ampia varietà di industrie. La polvere di marmo è un componente di coloranti e vernici , di dentifrici e di materie plastiche . Viene utilizzata anche nell'industria cartaria in affiancamento al caolino .

Tipologie delle cave

La classificazione prevede come parametro le caratteristiche del territorio che ospita la cava, dando vita a due tipologie predominanti, cave di pianura e di monte. Si definiscono cave di pianura quelle in cui tutte le lavorazioni vengono effettuate ad una quota inferiore al livello di campagna. Questa caratteristica implica un problema dovuto alle eventuali acque sotterranee che, infiltrandosi al di sotto della falda freatica , rendono umidi i cantieri; diventano quindi necessarie centrali di pompaggio e sistemi di canali per il loro allontanamento, rimedio decisamente costoso.

Le cave aperte a quote collinari o montagnose si definiscono cave di monte e anche queste comportano un problema, la difficoltà del loro raggiungimento infatti richiede la costruzione di strade spesso lunghe e costose a causa del territorio generalmente accidentato. Capita che il costo elevato di tale opera non sia sostenibile da una singola attività di estrazione, si rende quindi necessario organizzare la cava come un bacino di estrazione dove accederanno più imprese. In alcune realtà dove l'economia dovuta all'estrazione del marmo è molto importante, come ad esempio nella provincia di Massa Carrara , le spese dovute alla costruzione di strade d'accesso alle cave vengono finanziate dalla pubblica amministrazione.

Tecnologie di taglio

L'operazione principale che avviene nelle cave è l'estrazione; quest'ultima ha subito un'evoluzione dovuta principalmente alla scoperta di nuovi materiali in grado di incidere con maggiore efficacia e precisione il marmo. Quando l'uomo ancora non conosceva i metalli duri costruiva utensili di pietra, probabilmente di basalto , con i quali era in grado di lavorare esclusivamente rocce tenere e graniti . Successivamente l'uomo conobbe e utilizzò il ferro per la costruzione di utensili con i quali incidere la roccia seguendo delle tecniche precise, cioè applicando delle venature nel marmo, spesso sfruttando anche quelle naturali, per poi inserirci leve di metallo e cunei di legno. Questi venivano infine imbevuti d'acqua allo scopo di gonfiarli e quindi aumentarne il volume e la relativa pressione sul blocco da staccare. Questa tecnica non è ancora stata del tutto superata ma nell'arco degli ultimi cento anni il progresso della tecnologia ha portato ad un veloce sviluppo delle tecniche di taglio e ad un conseguente incremento della produzione. Molto diffuse sono le tecniche di taglio mediante fili metallici, in particolare il filo elicoidale e il filo diamantato .

Lastre

Il marmo, dopo l'estrazione dalle cave per mezzo di seghe "diamantate", oppure utilizzando la tecnologia dell'acqua pressurizzata, può essere lavorato a forma di lastre piane. Queste variano da uno spessore minimo di 1 cm, fino ad uno spessore massimo di circa 30 cm: lastre con spessore inferiore al centimetro risulterebbero eccessivamente fragili, scarsamente resistenti a sforzi di flessione e taglio , mentre spessori superiori consentono alla lastra di superare le fasi di lavorazione e trasporto evitando fessurazioni o rotture del materiale.

Una lastra con spessore superiore a trenta centimetri prende il nome di "massello".

Le lastre di marmo vengono impiegate come finitura, ad esempio per rivestire pavimentazioni e talvolta pareti.

Trattandosi di un materiale poroso tende ad assorbire sostanze oleose, ecco perché talvolta viene sottoposto a trattamenti protettivi specifici.

Il costo di una lastra varia a seconda del pregio del marmo, della provenienza e del tipo di lavorazione adottata, oltre che, ovviamente delle dimensioni geometriche.

Tecniche di lavorazione delle superfici

Lucidatura – Levigatura : per la lucidatura dei prodotti finiti e delle lastre si utilizzano lucidatrici a nastro. Tali macchine presentano un banco con un nastro dove depositare il materiale da lavorare; sopra il nastro scorre un ponte porta mandrini , cioè un sostegno mobile con degli apparecchi meccanici che montano abrasivi e lucidanti e tengono fermo il pezzo da lavorare. Nella lavorazione del marmo generalmente si utilizzano macchine con un numero di mandrini che varia fra otto e dodici.
Fiammatura : insieme alla lucidatura è la tecnica di lavorazione più usata su superfici. Viene usata per le pavimentazioni esterne perché offre sia un piacevole effetto decorativo che un effetto antisdrucciolo. Questa lavorazione prevede uno shock termico, provocato da un cannello alimentato con ossigeno e propano, cha fa scoppiare la superficie della lastra facendone risaltare il colore naturale e conferendole una certa rugosità.
Bocciardatura : è una tecnica utilizzata per conferire alla lastra un aspetto di superficie scolpita e quindi non semplicemente levigata, lisciata. Le macchine per questo tipo di lavorazione utilizzano un piano rulli per lo scorrimento del materiale da lavorare e un martello pneumatico provvisto alla sua estremità di utensili di materiale duro che hanno lo scopo di scolpire la superficie.
Rigatura
Sabbiatura : prevede una levigazione della lastra sfruttando il getto di acqua mista a sabbia attuato da un ugello che scorre a velocità regolabile sul pezzo da lavorare, adagiato anche in questo caso su un piano di rulli.

Ormai tutte queste macchine prevedono anche sistemi di carico e scarico sui piani di rulli, progettati per rendere sicuro il posizionamento di pezzi fragili come le lastre, il cui danneggiamento causerebbe una perdita di profitto.

Spazzolatura,antichizzazione : è una tecnica che serve per conferire alla superficie della lastra un aspetto consumato (per questo è chiamata anche antichizzazione). la lavorazione si esegue mediante l'uso di spazzole abrasive applicate a macchinari per la levigatura.le spazzole vanno ad incidere maggiormente la dove il materiale presenta concentrazioni più tenere e quindi si ottiene una superficie irregolare ma lucida. questa tecnica si va via via sempre più diffondendo ed è possibile intensificare l'effetto mediante la precedente bocciardatura del materiale.

Il granito è una roccia ignea intrusiva felsica , con grana che va da media a grossolana e occasionalmente può presentare megacristalli. Il suo nome deriva dal latino granum (a grani), con chiaro riferimento alla sua struttura olocristallina.

Il granito è classificato tramite il diagramma QAPF , nel quale si colloca nel campo delle rocce sovrassature, ossia con contenuti di quarzo compresi tra il 20 e il 60%. Gli altri minerali fondamentali presenti sono i feldspati ( ortoclasio , sanidino e microclino ) e il plagioclasio (con composizioni più albitiche ) e miche ( biotite e in alcuni tipi di granito muscovite ). Se il plagioclasio è quasi interamente albite il granito prende il nome di granito sodico , se nella roccia è presente anche pirosseno rombico la roccia prende il nome di granito charnockitico . Un'ulteriore varietà di granito sono i leucograniti , nei quali i minerali mafici sono estremamente ridotti. La densità media del granito è di 2.75 g/cm 3 con un range che va da 1.74 g/cm 3 a 2.80 g/cm 3 .

Composizione chimica

SiO 2 — 72.04%
Al 2 O 3 — 14.42%
K 2 O — 4.12%
Na 2 O — 3.69%
CaO — 1.82%
FeO — 1.68%
Fe 2 O 3 — 1.22%
MgO — 0.71%
TiO 2 — 0.30%
P 2 O 5 — 0.12%
MnO — 0.05%

Per ottenere questa composizione si sono analizzati 2485 campioni provenienti da tutto il mondo. La percentuale di SiO 2 si riferisce a tutti gli ossidi di silicio presenti (quindi anche quelli presenti nei silicati ) e non soltanto al quarzo.

Classificazione

Il granito è una roccia ignea intrusiva, si è quindi formato a seguito del lento raffreddamento di un magma che si è intruso a profondità comprese tra 1,5 e 50 km. Il processo di formazione del granito è comunque tuttora in fase di dibattito ed ha generato varie ipotesi e classificazioni dei graniti.

Classificazione alfabetica

I-graniti , derivante da rocce ignee, quindi metalluninosi-alluminosaturi.
S-graniti , derivanti da rocce crostali sedimentarie o metamorfiche, sono peralluminosi.
M-graniti , derivanti da cristallizzazione frazionata del mantello .
A-graniti , derivanti dall'interazione di un hot spot con la parte inferiore della crosta.

Classificazione di Pitcher

La classificazione di Pitcher (1979) distingue due tipi di associazioni granitiche: l' ercinotipa e l' andinotipa . Ulteriori studi hanno portato a definire tre classi di graniti:

I-cordigliera o Andinotipi , rappresentati dai graniti delle Ande , caratterizzato da plutonismo di lunga durata, hanno origini calcalcaline
I-caledoniani , provengono da plutonismo breve e intenso,
S-ercinotipi , provengono da plutonismo breve e intenso ma si distinguono per l'abbondante presenza di muscovite , minerale presente a causa del loro protolito sedimentario.

Origine

L'origine del granito è stata per molti decenni fonte di controversie e accese discussioni. L'ipotesi attualmente più diffusa è quella della genesi per cristallizzazione frazionata . Un'ulteriore ipotesi è quella della genesi per estremo metamorfismo .

Genesi per cristallizzazione frazionata

Secondo questa teoria la formazione del granito va attribuita al lento processo di cristallizzazione frazionata che avviene all'interno della camera magmatica . Tramite questa teoria è quindi possibile spiegare le varie associazioni di rocce che troviamo nei plutoni come vari stadi dell'evoluzione del magma. Le associazioni plutoniche si possono utilmente schematizzare in due categorie principali:

Associazioni plutoniche calcalcaline
Associazioni plutoniche a graniti dominanti

In entrambe le associazioni il granito è comunque un punto di arrivo dell'evoluzione, in quanto rappresenta la roccia più differenziata. Questa evoluzione del magma viene rappresentata ottimamente nel diagramma del sistema granitico , dove tramite un grafico ternario di SiO 2 , albite e ortoclasio si può seguire il percorso di differenziazione di un magma sovrassaturo.

Genesi per metamorfismo

In opposizione alla genesi per cristallizzazione frazionata alcuni geologi hanno formulato l'ipotesi della genesi per metamorfismo. Questa teoria spiega la formazione del granito grazie al metamorfismo estremo di anfiboliti e granuliti .

Risalita e messa in posto

La risalita dei magmi dalla zona di origine (generalmente l' astenosfera ) verso la crosta più superficiale avviene principalmente per contrasto di densità . Il movimento del magma nell'astenosfera può quindi essere efficacemente descritto con un modello di flusso in un ambiente poroso saturato con collasso dell'ambiente attraversato (Turcotte e Ahern, 1979). Al raggiungimento della litosfera il movimento del magma cambia per il comportamento più rigido del mezzo attraversato iniziando quindi a seguire vie preferenziali.

A seconda delle caratteristiche del magma (densità, viscosità , massa e perdita di calore) l'intrusione si fermerà a diverse profondità. Si distinguono quindi epiplutoni , plutoni di altro livello, e cataplutoni ossia plutoni di crosta medio-profonda. La messa in posto può, schematicamente, avvenire in due modi:

Intrusione forzata , sono intrusioni che esercitano una spinta sulle rocce incassanti deformandole.
Intrusioni permesse , sono intrusioni che avanzano per collasso delle rocce soprastanti il magma.

Una tipico meccanismo di intrusione permissiva è lo ' stoping nel quale le rocce incassanti si frammentano al tetto e ai bordi dell'intrusione liberando spazio per la risalita. Lo stoping è chiaramente riconoscibile ai bordi del plutone per la grande presenza di xenoliti .

Distribuzione

Località di ritrovamento dei graniti in Italia

In Italia sono assai diffuse rocce granitiche, localizzate nelle Alpi , in Calabria e in Sardegna . Esse appartengono a due cicli intrusivi distinti, connessi con l' orogenesi ercinica (fine dell' era paleozoica ) e con l' orogenesi alpina (nell' era terziaria ) e sono spesso associate, nella medesima massa intrusiva, con rocce ignee appartenenti ad altre famiglie ( sieniti , dioriti , ecc.)

Le rocce granitiche intruse durante il ciclo dell'orogenesi ercinica sono quelle affioranti su vaste aree in Sardegna e in Corsica , per lo più graniti normali, ma talvolta anfibolici o alcalini, con anfiboli sodici , e inoltre i graniti della Sila e dell' Aspromonte , e quelli situati prevalentemente nella parte esterna dell'arco alpino ( Monte Bianco , Massiccio del San Gottardo , ecc.); spesso questi graniti ercinici mostrano tessiture gneissiche , formate per fenomeni di metamorfismo regionale avvenuti, forse a più riprese, dopo la solidificazione delle rocce.

Un'altra serie di rocce ignee acide, di tipo granitico, si è intrusa durante il ciclo dell'orogenesi alpina ( Val Masino , Adamello , Vedrette di Ries , Isola d'Elba ). Il granito di Baveno è largamente usato come pietra da costruzione e ornamentale, analogamente al ‘‘ghiandone'' della Val Masino, a struttura porfirica, di età terziaria. I graniti della bassa Val Sesia sono invece di età ercinica. I plutoni dell' Adamello , delle Vedrette di Ries, della Cima d'Asta , di Bressanone nel Trentino-Alto Adige , tutti di età terziaria, sono costituiti in gran parte da adamelliti , granodioriti e tonaliti .

Usi

Alcune piramidi egizie sono costruite in parte da granito: la piramide rossa (2600 a.C.) è chiamata così per il colore rosso della sua superficie granitica. La piramide di Micerino è invece costruita da blocchi di granito e calcare. La grande piramide di Giza ha un maestoso sarcofago in granito.

Molti templi indù nel sud dell' India sono costruiti in granito, soprattutto quelli costruiti durante l'XI secolo sotto la guida del re Rajaraja Chola I .

Il granito è largamente utilizzato nell'edilizia moderna, soprattutto nella pavimentazione. Il granito è anche apprezzato nella costruzione di monumenti per la sua ottima resistenza agli acidi.

Il granito lucidato e pulito è anche utilizzato nei piani cottura di molte cucine per la sua durabilità ed estetica.