Minerali e rocce: ciclo litogenetico spiegato

Metà ottobre 2026: negli istituti professionali che fanno scienze integrate, ma anche in tecnici e licei del biennio, la prima superiore è arrivata alla geologia di base. Dopo l’atmosfera e l’idrosfera, o prima, a seconda del libro, si studiano i minerali, le rocce e il ciclo litogenetico. La verifica cade di solito fra quattro e sette settimane da ora, fra metà novembre e inizio dicembre, e spesso è un misto di domande a risposta chiusa e una o due domande aperte.

È un argomento che molti studenti trattano come una lista da imparare a memoria, e infatti i voti si perdono lì: si studiano i nomi delle rocce senza capire in base a cosa si dividono. Ti do lo schema che uso io nelle lezioni: tre domande, sempre le stesse, e i nomi vengono da soli. Se vuoi il quadro del resto del programma, le pagine vicine sono atmosfera, idrosfera, pressione e venti, tettonica a placche, vulcani e terremoti e Terra, sistema solare e stagioni.

Che cos’è un minerale

Un minerale è una sostanza solida, naturale, inorganica, con una composizione chimica definita e una struttura cristallina ordinata. Ognuna di queste parole esclude qualcosa:

• solida: l’acqua liquida non è un minerale, il ghiaccio naturale sì;
• naturale: un cristallo prodotto in laboratorio non è un minerale in senso stretto;
• inorganica: il carbone, che deriva da resti vegetali, non è un minerale;
• composizione definita: si può scrivere con una formula chimica, per esempio ${\text{SiO}}_2$ per il quarzo o ${\text{CaCO}}_3$ per la calcite;
• struttura cristallina: gli atomi sono disposti in modo regolare e ripetuto nello spazio, il cosiddetto reticolo cristallino. Il vetro, che ha atomi disposti a caso, non è un cristallo.

La struttura interna spiega le proprietà esterne. Se il reticolo ha piani lungo cui i legami sono più deboli, il minerale si rompe lungo quei piani. Se i legami sono tutti molto forti, il minerale è duro.

Le proprietà fisiche

Per riconoscere un minerale non si guarda un solo aspetto, ma un insieme di proprietà.

Durezza. È la resistenza alla scalfittura. Si misura con la scala di Mohs, che va da 1 a 10 ed è una scala relativa: un minerale scalfisce tutti quelli che hanno un numero più basso.

Due cose che vengono chieste spesso. Primo: i numeri non sono equidistanti, perché la scala dice solo l’ordine, non di quanto un minerale è più duro di un altro; il diamante, per esempio, è molto più duro del corindone, non “uno in più”. Secondo: nella pratica ci si aiuta con oggetti comuni. L’unghia scalfisce il talco e il gesso (durezza circa 2,5), il vetro e una lama d’acciaio scalfiscono la fluorite e l’apatite, il quarzo scalfisce il vetro.

Lucentezza. È l’aspetto della superficie quando riflette la luce: metallica (pirite, galena), vitrea (quarzo), perlacea, grassa, opaca. Non va confusa con il colore.

Colore. È la proprietà meno affidabile: lo stesso minerale può cambiare colore per piccole impurità. Il quarzo può essere incolore, rosa, viola (ametista), fumé. Per questo si usa anche il colore della polvere (la traccia lasciata su una porcellana ruvida), che è molto più costante.

Sfaldatura e frattura. La sfaldatura è la tendenza a rompersi lungo piani paralleli ben definiti, come fanno la mica (a lamine sottilissime) e la calcite (in romboedri). Se il minerale si rompe in modo irregolare, senza piani preferenziali, si parla di frattura: il quarzo, per esempio, ha una frattura concoide, con superfici curve come quelle di un vetro rotto.

Le famiglie di minerali

I minerali si raggruppano in base all’anione o al gruppo chimico principale. Nei libri di prima ne trovi cinque:

I silicati sono la famiglia più importante: da soli costituiscono la gran parte della crosta terrestre. Il loro mattone è il tetraedro di silicio e ossigeno, un atomo di silicio circondato da quattro di ossigeno; i tetraedri si legano fra loro in modi diversi (isolati, a catena, a foglio, a rete) e quel modo di legarsi spiega perché le miche si sfaldano a lamine e il quarzo no. I carbonati hanno una proprietà utile per riconoscerli: la calcite effervesce a contatto con l’acido cloridrico diluito, perché si libera anidride carbonica. Grafite e diamante sono entrambi carbonio puro, ma con strutture cristalline diverse: una tenera (Mohs 1-2) e l’altra la più dura (Mohs 10). È l’esempio migliore che esista di struttura che spiega le proprietà.

Le tre famiglie di rocce

Una roccia è un aggregato di uno o più minerali (o, in qualche caso, di frammenti di altre rocce). Si divide in base a come si è formata. Le tre domande sono: da dove viene il materiale, dove si è solidificato o depositato, in che condizioni.

Rocce magmatiche (o ignee)

Si formano dal raffreddamento e solidificazione di un magma, roccia fusa.

• Intrusive (o plutoniche): il magma si raffredda lentamente in profondità. I minerali hanno tempo di crescere e la roccia ha cristalli grandi e visibili a occhio nudo. Esempio tipico: il granito (quarzo, feldspati, mica).
• Effusive (o vulcaniche): il magma arriva in superficie, come lava, e si raffredda in fretta. I cristalli sono piccoli o assenti, a volte c’è vetro vulcanico. Esempio tipico: il basalto, scuro, a grana finissima.

La regola da ricordare: velocità di raffreddamento e dimensione dei cristalli sono legate. Lento, cristalli grandi; veloce, cristalli piccoli.

Rocce sedimentarie

Si formano dall’accumulo e dalla litificazione (compattazione e cementazione) di sedimenti. Si dividono in tre gruppi:

• Clastiche (o detritiche): formate da frammenti di rocce preesistenti, trasportati da acqua, vento o ghiaccio e poi depositati. Esempi: arenaria (granelli di sabbia cementati), conglomerato (ciottoli arrotondati), argilla.
• Chimiche: si formano per precipitazione di sali disciolti in acqua, spesso per evaporazione. Esempi: salgemma, gesso, alcuni calcari.
• Organogene: derivano dall’accumulo di resti di organismi, gusci e scheletri. Esempio: il calcare formato da conchiglie e coralli.

Le rocce sedimentarie si riconoscono perché sono stratificate e perché possono contenere fossili: le altre due famiglie non ne contengono, per ovvi motivi (il calore del magma li distruggerebbe, e il metamorfismo li cancella).

Rocce metamorfiche

Si formano da una roccia preesistente (di qualunque tipo) che, restando allo stato solido, cambia struttura e minerali per effetto di temperatura e pressione elevate. Sottolinea “allo stato solido”: se si fondesse del tutto, diventerebbe magma e saremmo tornati alle rocce magmatiche.

Esempi da conoscere:

Molte rocce metamorfiche hanno una struttura a bande o a lamine, detta scistosità, perché i minerali si dispongono perpendicolarmente alla pressione. Il marmo, invece, è formato da cristalli di calcite uniti fra loro e non ha scistosità.

Il ciclo litogenetico

Il ciclo litogenetico è l’insieme dei processi che trasformano una famiglia di rocce nelle altre. Non è un cerchio a senso unico: ci sono molte scorciatoie. Lo schema essenziale:

1. un magma si raffredda e solidifica, e nasce una roccia magmatica;
2. qualunque roccia affiorante subisce alterazione e erosione (vento, acqua, ghiaccio, variazioni di temperatura) e si frammenta in sedimenti;
3. i sedimenti vengono trasportati e depositati, poi con la diagenesi (compattazione e cementazione) diventano roccia sedimentaria;
4. una roccia sedimentaria (o magmatica) sepolta in profondità, sotto alta pressione e temperatura, cambia e diventa metamorfica;
5. se la temperatura sale ancora e la roccia fonde, si forma magma, e il ciclo ricomincia.

Le scorciatoie: una roccia magmatica può diventare direttamente metamorfica (il granito che diventa gneiss), una metamorfica può essere erosa e diventare sedimento, una sedimentaria può fondere senza passare per il metamorfismo completo. Il motore del ciclo ha due parti: l’energia interna della Terra, che spinge verso l’alto i magmi e sprofonda le rocce, e l’energia del Sole, che alimenta l’acqua e il vento che erodono. Il collegamento con la tettonica a placche è che i movimenti delle placche portano le rocce in profondità e le sollevano di nuovo, formando le catene montuose.

Esercizio 1: classificare rocce

Per ciascuna roccia, indica famiglia e sottogruppo e giustifica con una frase: granito, basalto, arenaria, calcare con conchiglie, marmo, gneiss.

Svolgimento.

• Granito: magmatica intrusiva. Cristalli grandi, perché il magma si raffredda lentamente in profondità.
• Basalto: magmatica effusiva. Cristalli piccolissimi, perché la lava si raffredda in fretta in superficie.
• Arenaria: sedimentaria clastica. È fatta di granelli di sabbia, frammenti di rocce preesistenti, cementati.
• Calcare con conchiglie: sedimentaria organogena. Il materiale arriva da resti di organismi e i fossili sono la prova.
• Marmo: metamorfica. Deriva dal calcare, che sotto temperatura e pressione ricristallizza senza fondere.
• Gneiss: metamorfica. Deriva in genere dal granito, con minerali disposti a bande.

Esercizio 2: ordinare per durezza

Hai quattro campioni: quarzo, gesso, calcite, ortoclasio. Ordina i campioni dal più tenero al più duro e poi dì cosa puoi dedurre dai fatti: l’unghia scalfisce il gesso, l’unghia non scalfisce la calcite, il quarzo scalfisce l’ortoclasio.

Svolgimento. Con la scala di Mohs: gesso 2, calcite 3, ortoclasio 6, quarzo 7. L’ordine dal più tenero al più duro è quindi

Le deduzioni:

• l’unghia scalfisce il gesso: la sua durezza è maggiore di 2, ed è circa 2,5;
• l’unghia non scalfisce la calcite: la calcite ha durezza maggiore di 2,5 (nella scala, 3);
• il quarzo scalfisce l’ortoclasio: il quarzo è più duro, 7 contro 6.

Questa è la logica della scala: un minerale ne scalfisce un altro solo se il suo numero è più alto. Se due minerali si scalfiscono a vicenda, hanno durezza simile.

Esercizio 3: descrivere il ciclo, domanda aperta

Un frammento di granito affiora su una montagna. Descrivi quali trasformazioni può subire fino a diventare una roccia metamorfica.

Svolgimento, in cinque righe.

1. Il granito è una roccia magmatica intrusiva; affiorando, è esposto agli agenti atmosferici.
2. Per alterazione ed erosione si frammenta in sedimenti (sabbia, argilla).
3. Il trasporto, per esempio da un fiume, li porta a valle dove si depositano in strati.
4. Con la diagenesi, compattazione e cementazione, diventano una roccia sedimentaria, per esempio un’arenaria.
5. Se l’arenaria viene sepolta in profondità, per i movimenti delle placche, e sottoposta ad alta temperatura e pressione senza fondere, ricristallizza e diventa una roccia metamorfica, per esempio una quarzite.

Una risposta così prende il punteggio pieno perché nomina tutti i processi (alterazione, erosione, trasporto, sedimentazione, diagenesi, metamorfismo) e in ordine. Per un di più, aggiungi che il granito può diventare gneiss direttamente, senza passare dai sedimenti.

Gli errori che costano punti

1. Confondere minerale e roccia. Il minerale ha una formula; la roccia è un aggregato di minerali. Il granito non ha una formula, il quarzo sì.
2. Il carbone fra i minerali. Deriva da materia organica, quindi non è un minerale; il diamante invece lo è.
3. Mohs come scala lineare. I numeri sono un ordine, non una misura. Un minerale di durezza 6 non è “il doppio” di uno di durezza 3.
4. Metamorfismo e fusione. Una roccia metamorfica non è mai passata allo stato liquido; se fonde, è magma.
5. Dimenticare il sottogruppo. “Granito: ignea” è una risposta a metà; serve “intrusiva” e il perché.

Come prepararti

Disegna una volta sola lo schema del ciclo: tre rettangoli (magmatiche, sedimentarie, metamorfiche), un cerchio per il magma e le frecce con il nome del processo su ognuna (raffreddamento, erosione e sedimentazione, diagenesi, metamorfismo, fusione). Poi ripassa la scala di Mohs a voce, con i dieci nomi, e per ogni famiglia di minerali impara un esempio e una proprietà. Rifai i tre esercizi senza guardare le soluzioni, cambiando le rocce. Il quadro della materia è in Scienze.

Se vuoi un controllo prima della verifica

Se la geologia ti sembra un elenco di nomi che non si attaccano, di solito manca un filo conduttore, e quasi sempre basta rifare lo schema insieme. Scrivimi dalla pagina contatti e facciamo una diagnosi gratuita: mi mandi gli appunti o una domanda che non ti torna e ti dico dove si inceppa.