Mineralogia

Anno accademico 2015/2016

Obiettivi formativi del corso

Il corso deve fornire una conoscenza chiara dei principali minerali delle rocce. Conoscenza che deve comprendere le proprietà fisiche e chimiche dei minerali al fine di permettere la loro caratterizzazione ed identificazione .

Risultati dell'apprendimento

Acquisire le conoscenze di base della cristallografia e delle proprietà fisiche dei minerali. Conoscere gli aspetti teorici dell’ottica cristallografica e della diffrazione a Raggi X . Giungere all’identificazione  dei  minerali più frequenti in natura, attraverso l’osservazione delle principali proprietà fisiche e cristallografiche verificabili nel campione a mano ed in sezione sottile. Conoscere le caratteristiche chimiche dei minerali più comuni.

Acquisire conoscenze di base sulle Georisorse e i principali minerali di interesse industriale.

Attività di supporto

Esercitazioni su problemi proposti nel campo della cristallografia e dell'ottica mineralogica. Osservazioni in laboratorio di microscopia ottica. Osservazioni su campioni a mano. Esercizi di riconoscimento fasi da diffrattogramma per polveri.

Note

Parte del corso (6 CFU) è in avvalenza con il corso di Mineralogia per Scienze della natura e dell'Ambiente. 

Programma

a) Cristallografia strutturale e morfologica

Minerali e cristalli. Lo stato cristallino: periodicità omogenea discontinua (La teoria di Hauy e quella di Bravais).  Filari, piani reticolari (maglie elementari ) e reticoli spaziali( reticoli di Bravais). Vari tipi di simmetria nei cristalli: traslazione, rotazione, riflessione ed inversione. Elementi di simmetria composta: assi elicogiri, slittopiani, assi giroidi di inversione e di riflessione. Regole di coesistenza degli elementi di simmetria. Gruppi spaziali, classi cristalline, sistemi cristallini. Leggi della cristallografia morfologica. Rappresentazione di cristalli. Proiezioni stereografiche.Forme semplici compatibili con le 32 classi cristalline. Abito. Tratto. Ricerca della vera simmetria. Associazioni di cristalli. I geminati.

b) Cristallochimica.

Vari tipi di strutture cristalline con particolare riguardo ai principali costituenti delle rocce ed ai minerali utili.

Polimorfismo. Aspetti cristallografici e termodinamici delle trasformazioni di fasi solide: trasformazioni enantiotrope e monotrope.

Isomorfismo. Isotipia. Soluzioni solide. Elementi isomorfogeni. Meccanismi di sostituzione isomorfa. Formule cristallochimiche.

Classificazione strutturale dei silicati.

c) Cristallofisica.

Principio di Neumann: simmetria fisica e simmetria cristallografica. Proprietà fisiche scalari  e vettoriali dei cristalli  Densità, peso specifico, deformazioni, durezza, velocità di accrescimento, proprietà elettriche, magnetiche, termiche.

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Proprietà ottiche dei minerali. Generalità sulle onde luminose. Riflessione e rifrazione della luce. Doppia rifrazione. Birifrangenza. Indicatrici ottiche. Il microscopio da mineralogia. Determinazione di un indice di rifrazione. Osservazioni  al microscopio in ortoscopia con solo polarizzatore. Osservazioni al microscopio in ortoscopia con polarizzatore ed analizzatore entrambi inseriti: i colori d’ interferenza, tavola di Michel-Lévy. Lamine ausiliarie. Estinzioni periodiche: rette ed inclinate. Segno di una direzione di estinzione. Osservazioni  al microscopio in conoscopia: figure di interferenza di cristalli uniassici e biassici. Determinazioni sulle figure di interferenza.

Riconoscimento ottico in sezione sottile di quarzo, biotite, anfiboli, pirosseni rombici e monoclini, olivine, plagioclasi, feldspati alcalini.

Teoria della diffrazione dei raggi X da parte dei cristalli: interazioni fra radiazioni e cristallo. Equazioni di Laue. Equazione di Bragg. Metodo di Laue, dei Bragg e delle polveri. Camera Debye. Il diffrattometro. Riconoscimento  di minerali mediante il metodo delle polveri ( schede ASTM ).

d) Mineralogia descrittiva.

Caratteri generali e criteri diagnostici macroscopici dei principali minerali delle rocce

Testi consigliati e bibliografia

Bonatti S., Franzini M., Cristallografia mineralogica, BORINGHIERI, Torino. Carobbi G., ( Mazzi F., Bernardini G.P.), Fondamenti di cristallografia e ottica cristallografica, USES, Firenze. Carobbi G., ( Cipriani, C., Garavelli C.), Cristallografia chimica e mineralogia speciale, USES, Firenze. Deer W.A., Howie R.A., Zussman J., Introduzione ai Minerali che costituiscono le Rocce, ZANICHELLI, Bologna. Gallitelli P., Elementi di Mineralogia, NISTRI e LISCHI, Pisa. Gottardi G., I minerali, BORINGHIERI, Torino. Klein C., 2004. Mineralogia, Zanichelli, Bologna Mottana A., Crespi R., Liborio G., Minerali e rocce, MONDADORI, Milano.

Orario lezioni

Appelli

	Data	Ore	Esame
	24/02/2016	09:30 - 13:00	Scritto ed orale
	10/02/2016	09:30 - 13:00	Scritto ed orale
	30/09/2015	09:30 - 13:00	Scritto ed orale
	16/09/2015	09:30 - 13:00	Scritto ed orale
	02/09/2015	09:30 - 13:00	Scritto ed orale