MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE CON LABORATORIO
Anno accademico 2016/2017 - 1° anno- MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE: Rosalda Punturo
- LABORATORIO: Eugenio Fazio e Vittorio Scribano
SSD: GEO/07 - Petrologia e Petrografia
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 258 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre: 2°
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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
Individuazione e riconoscimento a scala macroscopica e microscopica dei minerali fondamentali costituenti le rocce. Abilità: sapere utilizzare il microscopio da mineralogia. Sapere leggere ed interpretare le schede dei minerali. Conoscenza delle tecniche analitiche fondamentali. Sapere preparare una relazione mineralogica.
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 per l’identificazione dei più diffusi minerali costituenti le rocce.
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
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
obbligatoria
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
Studio morfologico dei cristalli. Applicazione della legge di Hauy*, ricerca degli elementi di simmetria*, lettura di facce e descrizione delle forme semplici compatibili con la simmetria delle 32 classi cristalline. Sistemi cristallini. Ottica cristallografica. Generalità sulle onde luminose. Propagazione della luce nei cristalli*. La luce polarizzata. Fenomeni luminosi nei mezzi otticamente isotropi: riflessione e rifrazione*. Fenomeni luminosi nei mezzi otticamente anisotropi: doppia rifrazione e birifrangenza*. Cristalli birifrangenti uniassici e cristalli birifrangenti biassici. Indicatrici ottiche*. Microscopio da mineralogia*. Dispositivi polarizzanti. Osservazioni con il solo polarizzatore e luce parallela: stima dell’indice di rifrazione; rilievo*; pleocroismo*. Osservazioni a polarizzatori incrociati e luce parallela: stima della birifrangenza; estinzione e misura dell’angolo di estinzione*; segno dell’allungamento ottico. Osservazioni a polarizzatori incrociati e luce convergente: figura di interferenza dei cristalli uniassici*; determinazione del segno ottico dei cristalli uniassici*; figura di interferenza dei cristalli biassici*; determinazione del segno ottico dei cristalli biassici*. Strategie per lo studio ed identificazione dei minerali. Principali metodi analitici.
Testi di riferimento
- MINERALOGIA E COSTITUENTI DELLE ROCCE
Klein C. - Mineralogia, Zanichelli.
Lo Giudice A. - Guida al corso di Mineralogia e costituenti delle rocce con laboratorio. www3.unict.it/idgeg/MATERIALE DIDATTICO.html - 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). | ||
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
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 al microscopio polarizzatore.
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
1 Indicatrici ottiche ausiliarie
2 Elementi di cristallografia morfologica
3 Proprietà della luce e legge di Snell
4 Birifrangenza dei minerali otticamente isotropi ed anisotropi
5 Riconoscimento minerali in sezione sottile al microscopio polarizzatore
6 Riconoscimento elementi di simmetria nei modellini raffiguranti i cristalli
7 I sistemi cristallini
8 Determinazione del segno ottico nei minerali tramite figure di interferenza
9 Pleocroismo
10 Indici di rifrazione dei minerali