I processi di alterazione formano la maggior parte dei minerali delle rocce sedimentarie. L’esposizione agli agenti esogeni quali acqua, vento, ghiacci, variazioni di temperatura e di insolazione, favorisce questi processi che deteriorano la roccia alterando i minerali originali in minerali di tipo diverso. L’erosione è spesso facilitata da questa alterazione e genera particelle di varie dimensioni, dette clasti, che subiscono poi il trasporto da parte di venti, acque e ghiacciai (cosa che aumenta l’erosione) per alla fine depositarsi nei cosiddetti bacini sedimentari a formare nel tempo geologico le omonime rocce in un processo chiamato diagenesi, essenzialmente l’espulsione dell’acqua dagli intertizi grazie alla compattazione sotto il carico litologico e la precipitazione del cosiddetto cemento (calcite o silice) dall’acqua interstiziale a consolidare i clasti l’un l’altro.

Esposti agli agenti esogeni, i Pirosseni come il Diopside degradano in un minerale delle argille che si chiama Clorite, che ne contiene la parte magnesiaca, mentre quella calcica diventa calcite. Un Ortoclasio forma l’argilla Caolinite ed il potassio finisce in cloruri. Anche i Plagioclasi degradano in Caolinite ed il quarzo restante finisce nelle arenarie, il sodio va al mare.

							A R G I L L E
CaMgSi2O6	->	Mg5Al(Si3O10)(OH)2	->	CaCO3	->	Carbonati
Diopside		Clorite		Calcite
KAlSi3O8	->	Al2Si2O5(OH)4	->	K in eccesso	->	Cloruri
Ortoclasio		Caolinite-Illiti (K-fillos.)
							S A B B I E
NaAlSi3O8	->	Al2Si2O5(OH)4	+	SiO2 + NaOH	->	in mare
Albite		Caolinite		Silice amorfa
CaAl2Si2O8	->	CaCO3	+	Al2Si2O5(OH)4	->	SiO2
Anortite		Calcite		Caolinite		Quarzo

In parole povere, da Pirosseni e Plagiocalsi, cioè dai basalti, per alterazione esogena abbiamo il quarzo, tanto comune nelle sabbie, e i minerali delle argille. Queste sono principalmente composte da Fillosilicati ad alto contenuto di acqua quali Caolinite (Al), Illite (K), Clorite (Mg,Fe) e Montmorillonite (Na,Ca). Il calcio finisce nei carbonati, il potassio nei cloruri ed il sodio nel mare. Da tutto ciò, tramite diagenesi, si hanno le rocce sedimentarie.

Se i processi diagenetici proseguono con l’aumento di pressione ma anche di temperatura (aumentando la profondità e/o il carico tettonico), si sfocia nel campo del metamorfismo (oltre i 300°C). Tra le migliori camere magmatiche vi sono le rocce carbonatiche. Un calcare, che ha un punto di fusione attorno ai 1500°C, se sottoposto ad alte temperature e pressioni, metamorfosizza per blastesi: i piccoli cristalli di calcite si ristrutturano e si uniscono tra loro dando alla roccia il tipico aspetto “saccaroide” del “calcare cristallino”, comunemente noto come “marmo”. Un calcare che raggiunga i 600°C per contatto con un magma, genera l’inosilicato metamorfico Wollastonite in cui il calcio reagisce con la silice del magma nella formula Ca₂Si₂O₆; nel caso che il calcare fosse dolomitico, la presenza di magnesio favorirebbe la formazione di Diopside, nonché Tremolite o Actinolite se in presenza d’acqua. La stessa Dolomite a 800°C genera la Brucite Mg(OH)₂, quella dei fogli magnesiaci di tetraedri dei Fillosilicati.

Metamorfismo dei calcari a contatto con magma (silice)

600°C
	CaCO3	+	SiO2	=	CaSiO3	+	CO2
	Calcite		Silice		Wollastonite

Metamorfismo delle dolomie a contatto con magma (silice)

600°C
	CaMg(CO3)2	+	SiO2	->	CaMgSi2O6	+	2CO2	+	H2O	=	Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2
	Dolomite		Silice		Diopside						Actinolite o Tremolite
750°C
	CaMg(CO3)	+	CaCO3	->	MgO	+	CO2	+	H2O	=	Mg(OH)2 (a 800°C)
	Dolomite		Calcite		Periclasio						Brucite

E’ interessante osservare cosa succede ad una roccia carbonatica tipica, la marna, che non contiene solo calcare, magari un po’ dolomitico, ma anche argilla in varie percentuali. Considerando tra le argille i minerali più comuni quali Caolinite e Clorite, e la Calcite per i calcare, avremo:

a 400°C la Caolinite con la silice dà la Pirofillite, che reagendo con la calcite forma la Zoisite, un sorosilicato del gruppo degli Epidoti.

A 450°C, la mica bianca Muscovite, che si è già formata per blastesi, cioè per riorganizzazione strutturale e fusione dei minerali argillosi potassici, reagisce con la Clorite per dare la mica nera Biotite, lasciando l’Al₂SiO₅ in eccesso sotto forma di Andalusite, Cianite o Sillimanite, a seconda delle condizioni di P e T. Il silicato di alluminio con la calcite dà altra Zoisite.

A 480°C l’eventuale magnesio lo si ritrova nel fillosilicato Talco e nell’anfibolo Tremolite.

A 500°C di questi rimane solo il pirosseno Diopside.

Alla fine otterremmo una associazione di Forsterite (olivina), Orneblenda (anfibolo) ed Epidoto (sorosilicato), composizione chimicamente paragonabile ai basalti.

Metamorfismo delle marne (Caolinite e Clorite + Calcite)

400°C
	Al2Si2O5(OH)4	+	SiO2	->	Al2(OH)2Si4O10	+	H2O	+	CaCO3	=	Ca2Al3(SiO4)(Si2O7)(O,OH)2
	Caolinite		Silice		Pirofillite				Calcite		Zoisite
450°c
	Mg5Al(Si3O10)(OH)2	+	KAl2(OH)2(AlSi3O10)	->	K(MgFe)3(OH,F)2 (AlSi3O10)	+	Al2SiO5	+	CaCO3	=	Ca2Al3(Si2O7)(O,OH)2
	Clorite		Muscovite		Biotite				Calcite		Zoisite
480°C
	Talco		Mg2(OH)2Si4O10
	Tremolite		CaMg5Si8O22(OH)2
500°C
	Diopside		CaMgSi2O6
	Forsterite		Mg2SiO4		STESSA
	Orneblenda		NaCa(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2		CHIMICA DEI
	Epidoto		Ca2(Al,Fe)3(SiO4)(Si2O7)(O,OH)2		BASALTI