MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE CON LABORATORIO

Obiettivi formativi

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  il modulo ha l’obiettivo di fornire una conoscenza di base dei minerali che costituiscono le rocce e dei fattori che ne condizionano la genesi e la stabilità, la capacità di comprensione preliminare dei dati mineralogici e della terminologia specifica, nonché le abilità nell’applicazione delle conoscenze ai fini del riconoscimento, dell’analisi e della descrizione dei minerali di maggiore interesse petrografico.

• LABORATORIO

  Fornire agli studenti del corso adeguate conoscenze e capacità di comprensione delle proprietà dei minerali, sviluppare in loro le abilità nell’applicazione delle conoscenze acquisite con particolare riferimento alle tecniche e alle procedure pratiche per l’identificazione dei più diffusi minerali. Riconoscere, ove possibile e nelle grandi linee, alcuni minerali dall'osservazione macroscopica di rocce o singoli individui cristallini. Abilità: avere dimestichezza con il microscopio da mineralogia e comprenderne il funzionamento. Sapere leggere ed interpretare le schede ottiche dei minerali. Conoscenza delle tecniche analitiche fondamentali per l'individuazione delle caratteristiche chimiche e fisiche di un minerale. Riconoscere gli elementi morfologici, incluso il grado di simmetria, dall'osservazione di modelli tridimensionali di cristalli. Essere capaci di effettuare osservazioni in sezione sottile (tese a riconoscere i principali minerali che costituiscono le rocce).

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  L'insegnamento verrà svolto mediante lezioni partecipate ed attività pratiche e di laboratorio

• LABORATORIO

  Esercitazioni con microscopio polarizzatore per lo studio dei minerali in sezione sottile. Esercitazioni con modellini tridimensionali rappresentativi dei vari sistemi cristallini.
  

Prerequisiti richiesti

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  Nozioni di base di matematica, chimica ed elementi di fisica

• LABORATORIO

  Conoscenza di base di chimica e fisica, leggi dell'ottica geometrica.

Frequenza lezioni

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  La frequenza delle lezioni, frontali e di laboratorio, permetterà agli studenti di seguire un percorso lineare e consapevole nello studio della mineralogia.

• LABORATORIO

  La frequenza al laboratorio è fortemente consigliata per le numerose prove pratiche ed esercitazioni da effettuare in prima persona.

Contenuti del corso

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  INTRODUZIONE Ruolo della mineralogia nell’ambito delle Scienze della Terra. Definizione di minerale. Stato cristallino e stato amorfo. Isotropia e anisotropia. Fusione e solidificazione di solidi cristallini e amorfi. MINERALOGIA DESCRITTIVA Principali proprietá fisiche scalari e vettoriali. Stato di aggregazione: aggregati, associazioni, geminati. Abito cristallino. CRISTALLOGRAFIA MORFOLOGICA E STRUTTURALE Morfologia e simmetria dei cristalli. Leggi fondamentali della cristallografia morfologica. Indici di Miller. Forme semplici e forme composte. Gruppi puntuali. Gruppi e sistemi cristallini. Principi di cristallografia strutturale: filari, piani reticolari e reticoli. I 14 reticoli di Bravais. Cenni sui gruppi spaziali. CRISTALLOCHIMICA I legami chimici nelle strutture cristalline. Raggio atomico e raggio ionico. Coordinazione degli ioni. Poliedri e numeri di coordinazione. Le regole di Pauling. Struttura cristallina. Isostrutturalismo. Isomorfismo e soluzioni solide. Formule cristallochimiche. Cristallizzazione di miscele isomorfe: sistemi binari con miscibilità allo stato solido parziale e completa. MINEROGENESi Nucleazione e accrescimento. Genesi magmatica, metamorfica, sedimentaria. Stabilità dei minerali. Polimorfismo. Tipi di polimorfismo. I principali sistemi polimorfi. MINERALOGIA SISTEMATICA Classificazione dei minerali. Silicati: classificazione e caratteri strutturali e compositivi delle principali famiglie e specie. Caratteristiche generali e specie principali delle seguenti classi: carbonati, ossidi, idrossidi, alogenuri, solfati, solfuri, elementi nativi. Genesi, stabilità, distribuzione geologica dei principali minerali di interesse petrografico-petrologico. Cenni sui minerali di interesse ambientale ed industriale. Cenni sui raggi X e loro applicazioni in mineralogia.

• LABORATORIO

  1) Gruppi cristallini; Sistemi cristallini; Traslazioni, rotazioni, inversioni; operatori di simmetria (centro, asse, piano) e relativo riconoscimento sui modellini tridimensionali; legge di Hauy e indicizzazione (Miller) di direzioni e facce nei vari sistemi cristallini; individuazione della classe di simmetria. Cenni sulle proiezioni stereografiche.

  2) Forma, abito, colore, tracce di sfaldatura, eventuale birifrangenza, alterazioni superficiali, eventuali geminazioni, fratture, striscio, reazioni con acido cloridrico opportunamente diluito, stima della durezza, peso specifico, densità.

  3) Interazioni tra solidi cristallini e luce polarizzata; la birifrangenza; il microscopio a luce polarizzata (parti e principi di funzionamento); i polaroidi; legge di Snell; indice di rifrazione; cenni sui fenomeni ottici e leggi ottica geometrica.

  4) Cenni sulla realizzazione di sezioni sottili di rocce; Osservazioni microscopiche in luce parallela, al solo polarizzatore (colore, eventuale pleocroismo, tracce di sfaldatura, rilievo, forma, dimensioni, alterazioni, inclusioni) e a polarizzatori incrociati (colori di interferenza, angoli di estinzione, tipo di estinzione, eventuali zonature composizionali); osservazioni in luce convergente (figure di interferenza, carattere ottico, segno ottico).

Testi di riferimento

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  Klein C. - Mineralogia, Zanichelli.
  Klein C. , Philpott A. Earth Materials: Introduction to Mineralogy and Petrology (edizione italiana)

• LABORATORIO

  1. Mineralogia - Klein C. - Zanichelli Editore

  2. Mineralogia 1 - (Carobbi) Fondamenti di cristallografia e ottica cristallografica - Mazzi F. e Bernardini G.P. - USES Ed. Scientifiche Firenze -UTET

  3. Minerals - Wenk H.R. & Bulakh A. - Cambridge University Press Ed.

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  Colloquio orale. Presentazione e discussione di una tesina su un minerale. Riconoscimento di minerali e di modelli di strutture cristalline a scala mesoscopica.

• LABORATORIO

  Prova orale e prova pratica di riconoscimento dei minerali sia macroscopica che al microscopio polarizzatore. Riconoscimento di elementi di simmetria dall'ispezione visiva di un modellino tridimensionale.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE

  Proprietà fisiche dei minerali.

  Proprietà di solidi cristallini e di solidi amorfi.

  Individuare la struttura cristallina rappresentata in un modello mesoscopico

  Elementi chimici costituenti dei minerali.

  Simmetrie dei cristalli. Leggi di coesistenza degli elementi di simmetria.

  Struttura e composizione dei pirosseni.

  Miscele isomorfe

  Polimorfismo. Esempi.

  Diagrammi di stato

  I feldspati: caratteristiche ed abbondanze.

  I minerali come costituenti delle rocce

  Gli anfiboli.

  I carbonati.

• LABORATORIO

  - Effettuare misure di angoli di estinzione rilevanti ai fini del riconoscimento microscopico di minerali utilizzando il microscopio polarizzatore.

  - Effettuare la determinazione del plagioclasio mediante la misura dell'angolo di estinzione alfa' su (010) in zona simmetrica di geminati secondo la legge dell'albite utilizzando il microscopio polarizzatore

  - Riconoscere gli elementi di simmetria dall'esame visivo di un modellino tridimensionale.

  - Determinare il segno ottico dei minerali

  - Tavola di Michel-Levy e colori di interferenza

  - Stima del rilievo dei minerali tramite il metodo della linea di Becke

  - Riconoscimento dei minerali in sezione sottile

  - Riconoscimento delle tracce di sfaldatura su sezioni basali di pirosseni e anfiboli

  - minerali otticamente isotropi ed anisotropi

  - ricavare lo schema del pleocroismo tramite osservazioni al microscopio polarizzatore

  - indici di rifrazione dei minerali