Il Corso di Mineralogia e Petrografia con Laboratorio si propone di far conoscere i minerali e le rocce, gli ambienti genetici in cui si formano, le tecniche analitiche con cui vengono caratterizzati ed il loro ruolo nell'ambito delle Scienze naturali ed ambientali.

Conoscenza e comprensione.
Lo studente acquisirà le conoscenze di base delle caratteristiche dei principali minerali costituenti fondamentali delle rocce, e dei processi che portano alla formazione di minerali e rocce nei vari contesti geologici. Per raggiungere questo scopo ci si avvarrà oltre che di lezioni teoriche in aula anche, e soprattutto, di attività pratiche nei laboratori volte al riconoscimento microscopico di minerali in sezione sottile, e quindi della roccia in cui quei minerali sono presenti, abbinando sempre al riconoscimento microscopico, quello macroscopico della roccia stessa.

Capacità di applicare Conoscenza e Comprensione.
Le attività di laboratorio svolte sia singolarmente che in gruppo, serviranno a mettere in pratica le conoscenze teoriche acquisite in aula. Per quanto riguarda la parte mineralogica, la determinazione delle simmetrie su modelli, oppure il riconoscimento di minerali tramite spettri di polveri fatti ai Raggi-X e l’utilizzo del microscopio permetteranno allo studente di applicare le conoscenze apprese e comprendere l’importanza delle proprietà fisiche nella formazione dei minerali. Per quanto riguarda la parte petrografica, la determinazione del tipo di roccia (magmatica intrusiva o effusiva, e metamorfica) permetterà allo studente di comprendere i processi genetici e le trasformazioni mineralogiche alla base della formazione della roccia stessa.

Autonomia di giudizio.
L’autonomia di giudizio si potrà sviluppare nella sistemazione e rielaborazione degli appunti di lezione e laboratorio. In questo modo lo studente potrà assimilare quanto esposto e gli darà modo di rivedere e approfondire gli argomenti trattati.

Abilità comunicative.
Lezioni e attività di laboratorio saranno svolte stimolando gli studenti a interagire con il docente, in modo da migliorare le abilità di formulazione di domande e di argomentazione delle risposte.

Capacità di apprendimento.
Quanto appreso dallo studente durante le lezioni in aula e in laboratorio, gli potrà permettere di identificare in un contesto geologico naturale, in riferimento a specifiche problematiche, quali elementi mineralogici e petrografici abbiano necessità di essere approfonditi. Le capacità di apprendimento troveranno riscontro nelle diverse modalità di valutazione previste.

Prerequisito necessario sono conoscenze di chimica e matematica.

MODULO 1: 3CFU Mineralogia (F. Princivalle): Stato solido e concetto di omogeneo periodico. Principali operazioni ed operatori di simmetria. Cristallografia morfologica. Proprietà fisiche scalari e vettoriali. Cristallochimica: isomorfismo e polimorfismo. Raggi X: diffrattometria, analisi chimiche in XRF, microsonda elettronica. Ottica: microscopio da mineralogia. Mineralogia Sistematica: (comprendente riconoscimento macro e microscopico dei minerali più comuni). MODULO 2: 3 CFU Petrografia (L. Ziberna) : Origine e struttura interna della Terra. Processi petrogenetici ed ambienti di formazione delle rocce. Rocce magmatiche: magmi, processi di cristallizzazione e diagrammi di fase, differenziazione magmatica. Rocce intrusive ed effusive: caratteri strutturali e tessiturali, composizioni mineralogiche e chimiche rappresentative, metodi classificativi. Rocce metamorfiche: condizioni e fattori del metamorfismo, tipi di metamorfismo e contesto geologico; gradienti termici, grado e facies metamorfiche; strutture e microstrutture, criteri classificativi. MODULO 3: 3 CFU Laboratorio (Princivalle-Ziberna): riconoscimento di minerali e rocce, sia su campione a mano che in sezione sottile al microscopio polarizzatore.

- Materiale fornito dai Docenti

- Cornelis Klein, Anthony Philipotts - Mineralogia e Petrografia - Zanichelli

Per il laboratorio:

- Peccerillo e Perugini (2003) - Introduzione alla petrografia ottica. Ed. Morlacchi

MODULO 1: 3CFU Mineralogia (Princivalle) Stato solido (amorfo e cristallino). Concetto di omogeneo periodico. Traslazione, maglie e reticoli di Bravais. Principali operazioni ed operatori di simmetria. Cristallografia morfologica; costanza dell'angolo diedro e razionalità degli indici. Gruppi, sistemi e classi: caratteristiche di simmetria e proiezioni stereografiche (principalmente delle classi oloedriche). Proprietà fisiche scalari e vettoriali (densità, durezza, piezoelettricità ecc.). Cristallochimica: i legami nei minerali, raggi ionici, numero di coordinazione e concetto di vicarianza, isomorfismo e polimorfismo. Origine ed utilizzo dei raggi X. La legge di Bragg, diffrattometria, analisi chimiche in XRF, microsonda elettronica. Ottica: birifrangenza, indicatrici ottiche, microscopio da mineralogia, osservazioni a nicols paralleli ed incrociati. Mineralogia Sistematica: (comprendente riconoscimento macro e microscopico dei minerali più comuni): Classificazione strutturale dei silicati. Nesosilicati: olivine - struttura ed esempio di isomorfismo, granati, silicati di Al e concetto di polimorfismo. Minerali delle pegmatiti (tormalina, berillo, topazio ecc) Zircone ed utilizzo dello stesso per geocronologia. Inosilicati: pirosseni – struttura, composizione. Vicarianze nei pirosseni, augiti , egirina e giadeite. Anfiboli rombici e monoclini. Fillosilicati: i minerali delle argille e loro struttura (1-1; 2-1 ecc.), argille espandibili, miche. Feldspati e feldspatoidi. Isomorfismo e composizioni dei Plagioclasi. Polimorfismo nel K-feldspato. Feldspatoidi e zeoliti. Composizione ed origine di elementi nativi, alogenuri, ossidi, solfuri, solfati e carbonati. MODULO 2: 3 CFU Petrografia (Ziberna). Origine e struttura interna della Terra. Cenni sulla tettonica a placche. Processi e ambienti di formazione delle rocce magmatiche, sedimentarie, metamorfiche; classificazione delle rocce su base genetica, chimica-mineralogica, merceologica; il metodo di studio; il ciclo delle rocce. Processo magmatico: origine e proprietà dei magmi; cinetica di cristallizzazione ed implicazioni sulle strutture delle rocce magmatiche; tipi di intrusioni ignee; vulcanismo effusivo ed esplosivo; tipi di vulcani. Cristallizzazione magmatica: diagrammi di fase binari; cristallizzazione all’equilibrio e frazionata; serie di Bowen; differenziazione magmatica. Rocce plutoniche e vulcaniche effusive: strutture, tessiture, composizioni mineralogiche e chimiche rappresentative, diagrammi classificativi; cenni su magmatismo-geodinamica. Rocce vulcaniche di attività esplosiva: piroclastiti di caduta e flusso. Metamorfismo: definizione, condizioni P-T e fattori. Tipi di metamorfismo, relazione con i gradienti termici, estensione e contesto geologico. Strutture e tessiture delle rocce in relazione ai diversi tipi di metamorfismo. Gradiente termico, grado e facies metamorfica, minerali indice. Associazioni mineralogiche per diverse facies e protoliti. Criteri classificativi e nomenclature delle rocce metamorfiche. MODULO 3: 3 CFU Laboratorio (Princivalle-Ziberna): Mineralogia: riconoscimento delle simmetrie con modellini, identificazione di fasi mediante raggi-X. Petrografia: riconoscimento macroscopico e al microscopio polarizzatore dei silicati costituenti fondamentali delle rocce e delle più diffuse litologie magmatiche e metamorfiche.

Lezioni frontali in aula ed Esercitazioni di Gruppo in laboratorio. Strumento a supporto della didattica in laboratorio: videocamera collegata al microscopio polarizzatore e al monitor. Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati all'emergenza COVID19, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.

L'insegnamento si avvale del supporto di un tutore con competenze specifiche. Informazioni dettagliate, quali programmi, testi, presentazioni Power Point delle lezioni sono presenti sul sito MOODLE del corso.

La verifica dell'apprendimento sarà fatta mediante un compito scritto consistente in: 1) prova pratica di riconoscimento al microscopio dei minerali silicatici costituenti fondamentali di una roccia magmatica con classificazione della roccia e riconoscimento macroscopico di litologie magmatiche e metamorfiche; 2) alcune domande sugli argomenti esposti nei due moduli di mineralogia e petrografia. Una volta corretto il compito, potrà essere fatta una integrazione orale della verifica stessa, in modo da chiarire eventuali aspetti della prova scritta. Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessarie per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati all'emergenza COVID19, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.