COMPOSIZIONE CHIMICA

L'ardesia è una roccia metamorfica di origine sedimentaria costituita in prevalenza da illite e clorite (35-50%), carbonato di calcio (40-50%), quarzo (10-15%) e caratterizzata da una fissilità molto marcata secondo un piano di scistosità. La fissilità è la proprietà della roccia di dividersi facilmente secondo piani paralleli, in modo da formare lastre più o meno sottili. L'origine delle ardesie risale ad una sedimentazione detritica che formava nel Cretaceo superiore, tra 80 e 70 milioni di anni fa, grandi spessori di fanghi e sabbie. L'origine di questi sedimenti è legata alle prime fasi dell'orogenesi alpina e alla forte erosione che agiva sulle masse rocciose in sollevamento. Il materiale detritico si accumulava lungo le scarpate marine e periodicamente scivolava verso le zone abissali, originando correnti di materiali in sospensione, dette torbide. I sedimenti che ne derivano, indicati con il nome di flysch, sono caratterizzati dall'alternanza di bancate a volte dello spessore di parecchi metri e costituite da materiale a granulometria più grossolana, con altre formate da sedimenti più fini, generalmente argillosi. Nel caso dei materiali che stiamo descrivendo, indicati con il nome formazionale di Scisti della Val Lavagna, il sedimento originario presentava alternanze di livelli arenacei, costituiti prevalentemente da sabbie a granuli quarzosi, e di livelli di fanghi argillosi o argilloso-calcarei. Durante lo sviluppo dell'orogenesi alpina, questi sedimenti furono dapprima ricoperti da altre masse rocciose e assieme a queste sollevati e ripiegati subendo gli effetti di energiche deformazioni. L'effetto combinato di 1) pressioni orientate, conseguenti alle spinte tettoniche, 2) pressione di carico che raggiunse circa 0.3-0.4 GPa, corrispondente a 3000-4000 atmosfere, 3) aumento delle temperature fino a valori di circa 250-350°C (pressioni e temperature stimate sulla base di equilibri fisico-chimici tra le fasi minerali), ha trasformato (metamorfismo) l'originario sedimento e gli ha conferito, in un periodo di tempo che si aggira tra 60 e 50 milioni di anni fa, le attuali caratteristiche. Il colore nero comune sia alle ardesie italiane che ai corrispondenti prodotti europei è dovuto alla presenza di un finissimo pigmento grafitico, originato dalla trasformazione di sostanze organiche presenti nell'originario sedimento.

CARATTERISTICHE TECNICHE DELLE ARDESIE

Le caratteristiche tecniche di una roccia includono proprietà meccaniche e chimiche. Entrambe dipendono dalla composizione mineralogica della roccia, cioè dai minerali che la costituiscono, dalle loro percentuali relative e dalle strutture, ossia dalla forma, dimensione e disposizione geometrica dei granuli minerali nella roccia stessa. In particolare, la fissilità dell'ardesia dipende dal fatto che i minerali argillosi tendono a disporsi su piani paralleli tra i quali sono sistemati, in finissime strutture lenticolari, i granuli di calcite e di quarzo (figure 6, 7). La roccia si suddivide lungo i piani rappresentati dai fillosilicati. A causa della grana molto fine si possono così ottenere lastre molto sottili. D'altra parte, poiché tra un piano di fissilità e l'altro, i minerali sono organizzati in una struttura compatta, le lastre presentano una elasticità ed una resistenza alla flessione abbastanza elevate. Tra i pregi delle ardesie della Val Fontanabuona va ricordata la facile divisibilità a spacco mediante semplice pressione di un cuneo parallelamente alla scistosità principale. Si possono così ottenere lastre molto piane, di grandi dimensioni e dello spessore di pochi millimetri, con superfici eccezionalmente regolari, e rugosità molto bassa. La rugosità è generalmente caratterizzata da sottili striature isorientate descritte dai geologi come "lineazioni di intersezione". Va inoltre notato che le ardesie sono motto più resistenti all'azione delle piogge acide di altre rocce che contengano simili quantità di carbonato di calcio. Questo fatto è dovuto proprio alla microstruttura della roccia, in cui i granuli sono fasciati dalle lamelle di illite. Il colore è invece soggetto a schiarirsi quando è esposto alla luce. Questo fatto è principalmente dovuto all'azione dei raggi ultravioletti, capaci di penetrare gli strati superficiali della roccia e di ossidare il pigmento grafitico. L'estrema rarità di pirite costituisce un pregio per le ardesie della Val Fontanabuona, in quanto questo minerale soggetto ad alterarsi in superficie provoca macchie e cavità. Va tenuto presente che come tutte le rocce, le ardesie, prime di essere estratte contengono una certa quantità di acqua intergranulare (acqua di cava); in queste condizioni il materiale è relativamente più tenero e più facilmente lavorabile. E' quindi molto importante mantenere l'acqua di cava fino alla definitiva lavorazione. Va inoltre osservato che una perdita troppo brusca dell'acqua di cava per evaporazione può portare alla fessurazione del materiale. Una volta stagionata l'ardesia non può più riassorbire l'acqua intergranulare, ed essa presenta anzi valori di assorbimento dell'acqua estremamente bassi. La porosità molto bassa delle ardesie risulta inoltre molto favorevole nei confronti della gelività. L'uso tradizionale di lastre di ardesia come piano di cottura discende da una buona resistenza al fuoco. Le ardesie hanno un coefficiente di dilatabilità molto basso e, se non sottoposte a sbalzi di temperatura troppo forti, per la loro struttura fine ed omogenea, la dilatazione non produce deformazioni. Nella tabella (figura 8) sono riportati dati medi per le principali proprietà meccaniche. Infine, le ardesie sono rocce relativamente tenere, in quanto i principali costituenti, illite e calcite, sono minerali a bassa durezza. Questo fatto, oltre alla grana molto fine, permette una buona lavorabilità.