20410091 - MINERALOGIA E OTTICA MINERALOGICA

Fornire allo studente una conoscenza di base della mineralogia geologica ed una conoscenza di base teorico-pratica dell'ottica come tecnica di studio dei minerali.

BELLATRECCIA FABIO

scheda docente | materiale didattico

Programma

Programma del corso – 1° semestre.
Introduzione alla mineralogia. Definizione di minerale e cristallo. Concetti base della mineralogia nell’ambito delle scienze geologiche e loro potenziale tecnologico/industriale ed ambientale. Storia della mineralogia.
Cristallografia morfologica. Elementi di simmetria ed i 32 gruppi del punto. Assi cristallografici. Le 32 classi cristalline, i sette sistemi cristallini ed i tre gruppi cristallografici. Giacitura delle facce di un cristallo: indici di Weiss e indici di Miller. Legge della razionalità degli indici (legge di Haüy). Definizioni di: forma; abito; forma aperta o chiusa; forma speciale o generale; molteplicità. Descrizione delle forme semplici nelle 32 classi cristalline. Geminati. Proiezione stereografica.
Cristallografia strutturale. La traslazione e la simmetria nel discontinuo: filari, reticoli planari e reticoli spaziali. I 14 reticoli di Bravais. Elementi di simmetria composti: elicogire e slittopiani. I 230 gruppi di spazio.
Cristallochimica. La struttura dell'atomo. Affinità elettronica, potenziale di ionizzazione, elettronegatività. Raggi atomici e ionici. I legami chimici. Impacchettamenti compatti di sfere. Le regole di Pauling.
Termodinamica mineralogica. Richiami di termodinamica. Cristallizzazione e crescita cristallina. Le soluzioni solide ed i concetti dell'isomorfismo. Transizioni di fase e diagrammi di stato. Polimorfismo.
Composizione chimica dei minerali. Formula ideale. Formula empirica. Calcolo della formula cristallo-chimica. Formula semplificata. Uso dei diagrammi triangolari.
Proprietà fisiche dei minerali. Il colore e gli effetti ottici. Proprietà meccaniche (durezza, sfaldatura, tenacità, ecc.), elettriche e magnetiche. Gravità specifica.
Mineralogia sistematica. Criteri di classificazione e definizione di classe, gruppo, famiglia specie e varietà. Sistematica dei non silicati. Sistematica dei silicati.
Esercitazioni. Studio della simmetria dei cristalli su modelli. Proiezioni stereografiche delle principali forme semplici. Riconoscimento macroscopico dei minerali in base alle proprietà fisiche.

Programma del corso – 2° semestre.
Proprietà ottiche. Natura della luce: nomenclatura delle onde elettromagnetiche, fronte e normale d'onda, fase ed interferenza. Il microscopio polarizzatore. Riflessione, rifrazione, dispersione, polarizzazione. Indici di rifrazione e legge di Snell. Birifrangenza. Indicatrice uniassica e biassica. Proprietà dei minerali in luce polarizzata: colore, forma e abito, sfaldatura, pleocroismo, indici di rifrazione, rilievo e linea di Becke. Proprietà dei minerali a polarizzatori incrociati: colori d'interferenza, estinzione, e segno dell'allungamento. Figure d'interferenza uniassiche e biassiche: segno ottico, stima dell'angolo 2V e della birifrangenza. Descrizione delle proprietà ottiche dei principali minerali costituenti le rocce.

Laboratorio di ottica mineralogica. Uso del microscopio polarizzatore. Osservazione di rilievo e della linea di Becke su granulati in olio. Stima della birifrangenza dai colori d'interferenza e uso del compensatore. Osservazione e determinazione dello schema di pleocroismo. Segno ottico dei minerali monoassici in assetto ortoscopico. Figura conoscopica e determinazione del segno ottico dei minerali monoassici. Figura conoscopica e determinazione del segno ottico dei minerali biassici. Tipo di estinzione (retta o parallela, simmetrica, inclinata), angolo di estinzione, angolo c^gamma di anfiboli e pirosseni, angolo Emax dei plagioclai, schema di pleocroismo, segno dell’allungamento. Determinazione delle proprietà ottiche dei principali minerali costituenti le rocce.

Testi Adottati

Testi di studio
Klein c. (2004). Mineralogia. Zanichelli.
Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J. (1994). Introduzione ai minerali che costituiscono le rocce. Zanichelli.
Mottana A. (1989). Fondamenti di mineralogia geologica. Zanichelli.

Testi per approfondimento
Dyar M.D. e Gunter M. (2008). Mineralogy and optical mineralogy. Mineralogical Society of America.
Putnis A. (1992). Introduction to Mineral Sciences. Cambridge University Press.
Bloss F.D. (1999). Optical crystallography. Mineralogical Society of America.

Klein c. (2004). Mineralogia. Zanichelli.
Deer W.A., Howie R.A. & Zussman Jj. (1994). Introduzione ai minerali che costituiscono le rocce. Zanichelli.
Mottana A. (1989). Fondamenti di mineralogia geologica. Zanichelli.


Bibliografia Di Riferimento

Materiale vario fornito dal docente in funzione delle tematiche svolte durante il corso.

Modalità Erogazione

Lezioni frontali in aula (56 ore) con svolgimento di esercizi pratici (12 ore) sui temi trattati nel corso. Esercitazioni pratiche di laboratorio di ottica mineralogica con riconoscimento delle proprietà ottiche dei principali minerali costituenti le rocce (48 ore).

Modalità Valutazione

Esame scritto costituito da domande estensive, domande a risposta multipla ed esercizi pratici, prova pratica di ottica mineralogica con determinazione delle proprietà ottiche di un minerale e breve verifica orale finale del lavoro svolto. Per gli studenti frequentanti regolarmente il corso e che sostengono l'esame nelle sessioni immediatamente successive al corso, possono sostenere l'esame in due esoneri, uno sugli argomenti trattati nel primo semestre l'altro solo sul laboratorio di ottica mineralogica. Voto espresso in trentesimi.