MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE CON LABORATORIO
Anno accademico 2021/2022 - 1° anno- MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE: Rosalda Punturo
- LABORATORIO: Eugenio Fazio, Maria Cristina Caggiani e Cristina Maria Belfiore
SSD: GEO/07 - Petrologia e Petrografia
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 114 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 144 di laboratorio
Semestre: 2°
ENGLISH VERSION
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.
- LABORATORIO
Riconoscimento mesoscopico minerali. 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. La frequenza dell'insegnamento è obbligatoria e si intende acquisita se lo studente ha frequentato almeno il 50% delle ore curriculari previste dalla disciplina.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
A GARANZIA DI PARI OPPORTUNITà E NEL RISPETTO DELLE LEGGI VIGENTI,
GLI STUDENTI INTERESSATI POSSONO CHIEDERE UN COLLOQUIO PERSONALE IN
MODO DA PROGRAMMARE EVENTUALI MISURE COMPENSATIVE E/O DISPENSATIVE, IN
BASE AGLI OBIETTIVI DIDATTICI ED ALLE SPECIFICHE ESIGENZE.
E' POSSIBILE RIVOLGERSI ANCHE AL DOCENTE REFERENTE CINAP (CENTRO
PER L’INTEGRAZIONE ATTIVA E PARTECIPATA - SERVIZI PER LE DISABILITà
E/O I DSA) DEL NOSTRO DIPARTIMENTO, PROF. G. De Guidi - LABORATORIO
La frequenza delle lezioni, frontali e di laboratorio, permetterà agli studenti di seguire un percorso lineare e consapevole nello studio della Mineralogia. La frequenza dell'insegnamento è obbligatoria e si intende acquisita se lo studente ha frequentato almeno il 50% delle ore curriculari previste dalla disciplina. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
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.
- 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).
5) Cenni sui raggi X e loro applicazioni in mineralogia.
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
MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE | |||
Argomenti | Riferimenti testi | ||
---|---|---|---|
1 | minerali | C.Klein. Mineralogia | |
LABORATORIO | |||
Argomenti | Riferimenti testi | ||
1 | Legge d Hauy | Testo 1: cap 1 Testo 2: pag 9-21 Testo 3: cap 3 | |
2 | Elementi di simmetria, cristallografia morfologica, sistemi cristallini. | Testo 1: cap 5 e cap 6 Testo 2: pag 22-107 Testo 3: cap. 4 | |
3 | Proprietà della luce. Polarizzazione . Riconoscimento minerali con il microscopio ottico in luce polarizzata. Rilievo. Pleocroismo. Determinazione segno ottico. | Testo 1: cap 7 Testo 2: pag 175-246 Testo 3: cap 9 e cap 10 | |
4 | 1. Introduzione al corso; modalità esami; reperibilità docente; visita al museo minero-petrografico del dipartimento (da concordare in funzione della fruibilità) | ||
5 | 2. La mineralogia nel contesto delle altre discipline delle geoscienze | ||
6 | 3. Esercitazione pratica riconoscimento minerali e proprietà fisiche | ||
7 | 4. Leggi coesistenza elementi di simmetria; esercitazione morfologica con modellini; le proiezioni stereografiche. | ||
8 | 5. I gruppi spaziali ed esercitazione con i modellini. | ||
9 | 6. Elementi di simmetria, ottica, mezzi isotropi e anisotropi, i polaroidi, i minerali monometrici, dimetrici e trimetrici. | ||
10 | 7. Superfici ottiche ausiliarie; preparazione sezioni sottili. | ||
11 | 8. Il microscopio a luce polarizzata. | ||
12 | 10. Determinazioni angolari al microscopio, lamine ausiliarie, cuneo di quarzo, tracce di sfaldatura nei minerali. | ||
13 | 11. Il fenomeno del pleocroismo osservato in cristalli di biotite e anfibolo. Equazione del ritardo. Angolo c-gamma. | ||
14 | 12. Colori di interferenza e birifrangenza. Utilizzo tavola di Michel Levy | ||
15 | 13. Riconoscimento microscopico di: granati, minerali opachi, pirosseni. | ||
16 | 14. Determinazione segno ottico minerali uniassici. Riconoscimento microscopico di quarzo, biotite, muscovite e clorite. | ||
17 | 15. Riconoscimento microscopico di anfiboli ed epidoti. | ||
18 | 16. Determinazione segno ottico minerali biassici. Riconoscimento microscopico di feldspati. | ||
19 | 17. Riconoscimento microscopico di olivina e pirosseni in un melagabbro. | ||
20 | 18. Determinazione composizionale di anfiboli con il metodo del c-gamma. | ||
21 | 19. Determinazione composizionale di plagioclasi in una granodiorite e in un basalto con la tecnica di Michel Levy. | ||
22 | 20. Riconoscimento in sezione sottile di vari minerali (anfibolo, ilmenite, epidoto, quarzo, feldspato potassico, olivina, plagioclasi, biotite, clorite, granato, pirosseno). |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
- MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE
VErifica in itinere mediante Test o preparazione di una relazione. Colloquio finale orale. Presentazione e discussione di una tesina su un minerale. Riconoscimento di minerali e di modelli di strutture cristalline a scala mesoscopica. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
A GARANZIA DI PARI OPPORTUNITà E NEL RISPETTO DELLE LEGGI VIGENTI,
GLI STUDENTI INTERESSATI POSSONO CHIEDERE UN COLLOQUIO PERSONALE IN
MODO DA PROGRAMMARE EVENTUALI MISURE COMPENSATIVE E/O DISPENSATIVE, IN
BASE AGLI OBIETTIVI DIDATTICI ED ALLE SPECIFICHE ESIGENZE.
E' POSSIBILE RIVOLGERSI ANCHE AL DOCENTE REFERENTE CINAP (CENTRO
PER L’INTEGRAZIONE ATTIVA E PARTECIPATA - SERVIZI PER LE DISABILITà
E/O I DSA) DEL NOSTRO DIPARTIMENTO, PROF. G. De Guidi - 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