Clivaggio

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Fluorite verde con clivaggio prominente.

Il clivaggio (dal francese clivage, derivato dall'olandese klieven "fendere") è la naturale tendenza di determinate strutture a separarsi, per la presenza di un'interfaccia tra due materiali diversi.

In medicina, per esempio, c'è clivaggio tra due strutture quando queste sono visibilmente divisibili tra loro: è una proprietà essenziale della corretta anatomia dei tessuti.

In geologia è una modalità di frattura per scorrimento fra i piani cristallini di un materiale, in particolare metalli e ceramiche. Il clivaggio, in quanto l'unione tra le due interfacce è fragile, avviene istantaneamente, quindi è una situazione di collasso assolutamente da evitare. Mentre nei materiali ceramici il clivaggio è praticamente l'unico modo di rottura, nei materiali metallici è in competizione con la rottura per ingrandimento e coalescenza di vacanze reticolari.

Frattura duttile e frattura fragile[modifica | modifica wikitesto]

Nei materiali metallici esistono due diversi modi di collasso sotto sollecitazioni. Nel primo modo si ha inizialmente un ingrandimento e successivamente una coalescenza di vuoti legati alle vacanze reticolari. Questo modo di frattura avviene con una sensibile deformazione del materiale (i grani cristallini che compongono il materiale non si allontanano fra loro, ma si deformano ciascuno lungo piani di scorrimento più favorevoli). Questo fenomeno è noto come flusso plastico ed è tipico dei materiali metallici. Invece, in altre condizioni, si manifesta un distacco fra i piani reticolari, dovuto al fatto che le sollecitazioni locali superano la soglia a cui avviene lo scorrimento fra i piani cristallini. Il primo modo di frattura è indicato come frattura duttile, mentre il secondo che, proprio per la sua natura di fenomeno a soglia è istantaneo, è indicato come frattura fragile. Questo modo è appunto la rottura per clivaggio.

I piani di clivaggio[modifica | modifica wikitesto]

In un provino prismatico o cilindrico sottoposto ad uno sforzo normale agente lungo l'asse del provino stesso la sollecitazione che provoca lo scorrimento fra i piani cristallini, cioè il clivaggio, è la sollecitazione di taglio (τ), che è orientata a 45° nei confronti della sollecitazione dovuta allo sforzo normale (σ). Quindi i piani cristallini scorrono su una superficie (conica nel caso di provini cilindrici) avente un angolo di 45° rispetto all'asse del provino stesso.

Questi piani, legati alla rottura per clivaggio, vengono quindi indicati come piani di clivaggio. Mentre generalmente sono facilmente riscontrabili su materiali ceramici, non sono sempre evidenti (particolarmente in rotture avvenute ad alte temperature o rotture per fatica) in materiali metallici. In questo caso possono spesso essere evidenziati tramite una frattografia effettuata utilizzando un microscopio metallografico o elettronico. La conoscenza dei piani di clivaggio è di notevole importanza se si vuole risalire all'origine della rottura, in quanto fornisce un'indicazione sicura sull'orientamento delle sollecitazioni di taglio agenti sul materiale.

Clivaggio in geologia[modifica | modifica wikitesto]

È un processo che avviene a basse temperature, è successivo alla genesi della roccia, produce un'anisotropia meccanica, ma non la perdita di coesione del materiale. Principalmente esistono 4 tipi di clivaggio.

Clivaggio disgiuntivo[modifica | modifica wikitesto]

È caratterizzato da foliazioni, tipico di rocce sedimentarie con basso o nullo metamorfismo prodotto da stress tettonico differenziale. La forma può variare dalla "sutura", planare o ondulata. Il metodo di classificazione di questo clivaggio si basa sulla spaziature delle singole fratture:

Classificazione da a
Weak Cleavage 1 mm 1 cm
Moderate Cleavage 1 cm 10 cm
Strong Cleavage 10 cm 1 m
Continuos Cleavage >1m

Clivaggio a matita (pencil cleavage)[modifica | modifica wikitesto]

Tipico di rocce sedimentarie argillose a basso metamorfismo. Produce una rottura a parallelepipedo allungato (come una matita) è dovuto alla deposizione e disposizione planare degli strati sedimentari che possono essere accentuati dalla compattazione (produce anisotropia meccanica). Applicando uno sforzo differenziale si crea un clivaggio ortogonale ai piani di stratificazione e l'intersezione tra queste 2 discontinuità ci dà la tipica forma caratteristica del "pencil cleavage".

Slaty cleavage[modifica | modifica wikitesto]

Caratteristico di rocce sedimentarie argillose ricche di fillosilicati, basso grado metamorfico. Il meccanismo di formazione è simile a quello del pencil cleavage, ma con il clivaggio ortogonale alla stratificazione dominante (forma di tavola)

Clivaggio di crenulazione[modifica | modifica wikitesto]

Rocce ricche in fillosilicati. La roccia è sottoposta ad una compressione parallela alla foliazione

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questo crea sulla roccia micropiegamenti fittamente spaziati, formando così una seconda foliazione (tettonica). Se la compressione è ortogonale alla prima foliazione le pieghe saranno simmetriche. Durante il piegamento il Quarzo (qtz) viene rimosso e trasportato per "dissolution creep" e si deposita sulle zone di cerniera delle micropieghe mentre i fillosilicati rimangono sui fianchi delle micropieghe (è avvenuta una differenziazione mineralogica). Se la Diff. Mineralogica fosse totale avremmo la cancellazione della vecchia foliazione. In questo processo si possono avere perdite sostanziali di volume fino al 50% La tecnica per determinare l'andamento della foliazione sfrutta l'anisotropia magnetica.

Altri tipi di clivaggio[modifica | modifica wikitesto]

Clivaggio Filladi[modifica | modifica wikitesto]

Quando aumenta il grado di metamorfismo (scisti verdi) dai fillosilicati si generano clorite e muscovite in presenza di uno stress differenziale crescono fortemente isorientati dando un aspetto lucido e setoso alla roccia.

Scistosità[modifica | modifica wikitesto]

Aumentando ancora il grado metamorfico fino ad arrivare nel campo di formazione dei protoliti pelitici, si ha la crescita di miche, che in presenza di uno stress differenziato si dispongono con una struttura planare fortemente orientata.

Foliazione gneissica[modifica | modifica wikitesto]

Ad un ulteriore aumento del grado metamorfico (fusione parziale) si formano rocce bandate, bande chiare: (feldspato, quarzo) bande scure (anfiboli, pirosseni, biotite)

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]