Il corso di Petrografia e laboratorio si prefigge di guidare lo studente allo studio delle rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie. Particolare attenzione verrà prestata agli equilibri chimico-fisici delle rocce ed alla fenesi delle rocce, anche in relazione all’ambiente geodinamico.
Le esercitazioni in laboratorio permettono di acquisire le tecniche fondamentali per il riconoscere e classificare le rocce ignee e metamorfiche in sezione sottile e su campione mano.
B. D’Argenio, F. Innocenti, F.P. Sassi (1994) Introduzione allo srtudio delle rocce, UTET, 162 pp. [ISBN 88-02-04870-3]. [Solo rocce sedimentarie]
John D. Winter (2010) Principles of Igneous and Metamorphic Petrology (2nd Edition), Prentice Hall, 720 pp. [ISBN-10: 0321592573/ISBN-13: 9780321592576]
R. W. Le Maitre, A. Streckeisen, B. Zanettin, M. J. Le Bas, B. Bonin, P. Bateman (2002) Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms. Cambridge University Press, 2nd Edition Paperback [ISBN-13: 9780521619486]
Douglas Fettes, Jacqueline Desmons (2011) Metamorphic Rocks: A Classification and Glossary of Terms. Cambridge University Press. Paperback [ISBN-13: 9780521336185]
Michael M. Raith, Peter Raase, and Jurgen Reinhardt (2012, second edition) Guide to Thin Section Microscopy – Mineralogical Society of America, 127 pp. [ISBN 978-3-00-037671-9] – scaricabile via web http://www.minsocam.org
MacKenzie W.S., Donaldson C.H. & Guilford C. (1991) Atlas of igneous rocks and their texuters. Longman, England.
Yardley B.W.D., MacKenzie W.S. & Guilford C. (1990) Atlas of metamorphic rocks and their texuters. Longman, England.
- Lucidi e appunti distribuiti a lezione.
Obiettivi Formativi
Conoscenza delle rocce che costituiscono il pianeta e le condizioni nelle quali esse si formano. Comprensione del contesto chimico-fisico di cristallizazione e genesi. Conoscenza delle relazioni esistenti tra geodinamica e differenziazione delle rocce
L'obiettivo formativo del laboratorio è quello di rendere lo studente autonomo e in grado di effettuare una corretta classificazione scientifica dei geomateriali più comuni attraverso analisi di sezioni sottili di rocce al microscopio petrografico
Prerequisiti
Conoscenza della Chimica, e Mineralogia, e dei concetti base della fisica e dell’ottica.
Metodi Didattici
Il corso di Petrografia si articola in lezioni frontali, esercitazioni di laboratorio ed esercitazioni fuori sede. Le esercitazioni di laboratorio prevedono 1 credito formativo dove verranno forniti i rudimenti di base per il riconoscimento delle rocce sul campione a mano ed al microscopio. Le due esercitazioni di terreno (1 credito formativo) saranno focalizzate sullo studio della giacitura, fabric, e relazioni di campagna delle rocce cristalline (magmatiche e metamorfiche).
Il laboratorio (3 CFU) si svilupperà attraverso una serie di attività pratiche al microscopio ottico a trasmissione dove lo studente verrà guidato al riconoscimento dei principali minerali costituenti delle rocce ignee e metamorfiche e loro classificazione in sezione sottile con eventuale confronto con i relativi campioni a mano.
Altre Informazioni
La frequenza alle lezioni dell’intero corso è consigliata, quella alle esercitazioni pratiche fortemente raccomandata.
Modalità di verifica apprendimento
Le capacità cognitive riguardanti la parte teorica verranno affrontate attraverso un colloquio orale successivo al superamento di una prova pratica sul riconoscimento rocce in sezione sottile.
Programma del corso
Introduzione al corso di Petrografia; l’interno della Terra; composizione chimica media della Terra; gradienti termico e barico; condizione di equilibrio per le rocce. Il ciclo delle rocce.
Le rocce ignee: distribuzione delle rocce magmatiche sulla Terra. Il magma: chimismo, temperatura, densità, struttura, viscosità; idrolisi dei silicati. Meccanismi di messa in posto delle rocce vulcaniche, relative giaciture e strutture. Corpi magmatici e relazioni di campagna.
Strutture e microstrutture rocce ignee: effetto raffreddamento, disequilibrio chimico. Cenni di petrografia microscopica; il microscopio ottico a luce polarizzata; caratteristiche ottiche dei minerali; rudimenti per il riconoscimento minerali comuni delle rocce in sezione sottile.
Classificazione rocce ignee: metodi di diagrammazione triangolare; diagramma di Streckeisen rocce intrusive; classificazione delle rocce gabbroidi; classificazione rocce ultramafiche; diagramma di Streckeisen rocce effusive; TAS. Norma C.I.P.W.; saturazione e sottosaturazione in silice.
Principi di termodinamica applicata agli equilibri di fase in rocce magmatiche e metamorfiche: fase e sistema; parametri di stato; principi di Clapeyron e LeChatelier. Diagrammi di fase, regola delle fasi, regola della leva, cristallizzazione all’equilibrio, fusione parziale, fusione congruente ed incongruente, variazioni con la pressione eutectici e peritectici; solvus e formazione delle pertiti ed antipertiti. Diagrammi di stato: unari (H2O, SiO2); binari (CaMgSi2O6-CaAl2Si2O8; NaAlSiO4-SiO2; Mg2SiO4-SiO2; CaAl2Si2O8-NaAlSi3O8; KAlSi3O8- NaAlSi3O8); ternari (CaAl2Si2O8-CaMgSi2O6–Mg2SiO4; NaAlSiO4-CaMgSi2O6–SiO2; CaAl2Si2O8-Mg2SiO4-SiO2; NaAlSiO4-KAlSiO4-SiO2). Il diagramma di Yoder & Tilley e la classificazione dei basalti. Diagrammi P-T basalti e peridotite: effetto della pressione (totale e di acqua) effetto della profondità. Genesi dei magmi basaltici: fusione parziale adiabatica, fusione parziale per abbassamento del solidus.
Processi di differenziazione magmatica: fusione parziale ed evoluzione. Serie Comagmatiche (Serie Tholeiitica, Serie Calco-Alcalina, Serie Shoshonitica, Serie Alcaline), e indici seriali.
Elementi in Traccia e processi petrogenetici: richiami dei concetti fondamentali; HFSE e LILE; fusione parziale modale all’equilibrio; cristallizzazione frazionata; mescolamento, pattern REE, pattern elementi incompatibili.
Il magmatismo Oceanico (MORB e OIB). Le associazioni orogeniche di arco insulare e di margine continentale attivo; le associazioni alcaline ed ultralcaline. I graniti: caratteristiche petrografiche, chimiche e genesi.
Le rocce metamorfiche: fattori del metamorfismo (temperatura, pressione, volatili); le reazioni metamorfiche (CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2; KAl2Si3AlO10(OH)2 + SiO2 = KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O); P di H2O e litostatica.
Gradi metamorfici, isograde e minerali indice; facies metamorfiche. Gruppi isochimici di rocce metamorfiche; Tipologie di metamorfismo; Classificazione rocce metamorfiche. Metamorfismo: di Contatto (facies, aureole, cornubianiti); cataclastico (facies, distribuzione, strutture, miloniti); di fondo Oceanico (facies, distribuzione, strutture, metabasalti). Metamorfismo regionale: in catene orogeniche e prismi di accrezione; metamorfismo di profondità. Metamorfismo e fusione parziale: granuliti, kinzigiti, migmatiti. Metasomatismo: Skarn.
Cenni di Classificazione delle Rocce Sedimentarie. La classificazione di Folk.
Il laboratorio rappresenta una parte essenziale della cultura geologica, è quello di rendere lo studente capace di effettuare una corretta classificazione scientifica dei geomateriali più comuni. Tale obiettivo sarà perseguito attraverso un’attività frontale contenuta, atta a fornire gli strumenti tecnici per un’analisi microscopica, e da un’ampia attività assistita, direttamente compiuta dallo studente.
L’identificazione delle rocce al microscopio è una tecnica essenziale che lo studente deve acquisire per effettuare una corretta classificazione di qualunque materiale litoide (geomateriale naturale o sintetico). Lo studio microscopico dei materiali terrestri sarà affiancato anche al loro riconoscimento macroscopico, effettuato soprattutto con l’osservazione dei diversi geomateriali nei contesti geologici nei quali si ritrovano.
Argomenti trattati: Metodi di analisi petrografica dei materiali lapidei; fondamenti di ottica petrografica e proprietà ottiche dei minerali; analisi macro e micro di rocce ignee e metamorfiche e loro classificazione; identificazione e riconoscimento al microscopio petrografico dei principali litotipi di rocce ignee e metamorfiche.