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Maurizio MAZZUCCHELLI
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
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Insegnamento: Petrogenesi e geodinamica
Scienze geologiche (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
L’insegnamento di Petrogenesi e Geodinamica si propone di fornire una solida preparazione di base volta al riconoscimento macroscopico e microscopico delle rocce magmatiche e metamorfiche e agli strumenti necessari per lo scopo. Verranno inoltre fornite le cognizioni basilari per il riconoscimento sul terreno delle geometrie dei corpi magmatici e metamorfici e dei principali processi petrologici che governano la genesi di questi corpi in relazione ai vari ambienti geodinamici.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente percorso formativo.
Prerequisiti
L'insegnamento di Petrogenesi e Geodinamica richiede conoscenze acquisite di Chimica e Mineralogia.
In particolare, per quanto riguarda Chimica, lo studente dovrà possedere le conoscenze relative a:
Atomo, elementi, composti, molecole, ioni. Numero atomico, numero di massa, massa atomica e molecolare. Configurazione elettronica degli elementi. Sistema periodico e proprietà periodiche. Nomenclatura dei composti. Le reazioni chimiche. I legami chimici. Stati di aggregazione della materia, proprietà e classificazione: Gas. Stato liquido. Stato solido. Equilibrio chimico. Reazioni all'equilibrio, costante di equilibrio. Termodinamica chimica: energia, entalpia, entropia, energia libera. Cenni di cinetica chimica. Chimica inorganica: formule, nomenclatura, struttura e proprietà del sistema periodico. Formule empiriche e molecolari. Composizione percentuale dei composti. Calcoli sulla mole. Bilanciamento e calcoli ponderali sulle reazioni chimiche.
Per quanto riguarda Mineralogia, lo studente dovrà possedere le conoscenze relative a:
Cristallografia: Lo stato cristallino. Simmetria nei cristalli. Il reticolo cristallino, la cella elementare. Proprietà fisiche dei minerali. Proprietà ottiche dei minerali. Il microscopio da mineralogia.
Cristallochimica: Struttura dei minerali: poliedri di coordinazione. Strutture a impacchettamento compatto. Trasformazioni polimorfe nei minerali. Chimica dei minerali, vicarianza e isomorfismo.
Mineralogia sistematica: Classificazione dei minerali. Minerali nativi; Carbonati; Solfati; Ossidi e idrossidi; Solfuri. Classificazione dei silicati. Nesosilicati. Sorosilicati. Inosilicati. Fillosilicati. Tettosilicati.
Per l'ammissione alla verifica finale del corso occorre aver sostenuto con successo l'esame di Mineralogia.
Programma del corso
La scansione dei contenuti per CFU è da intendere come puramente indicativa. Essa può infatti subire modifiche nel corso dell’insegnamento alla luce dei feedback degli studenti e delle studentesse.
1 CFU (8 ore)
Geometria dei corpi magmatici plutonici, subvulcanici ed effusivi. Classificazione delle rocce magmatiche su base chimica e mineralogica. Calcolo normativo. Classificazione IUGS.
2 CFU (16 ore)
Metodi di studio dei processi magmatici: diagrammi di fase, diagrammi di variazione, uso di elementi in tracce ed isotopi. Sorgenti dei Magmi: Processi di fusione in mantello e crosta, cause delle diversità composizionali nei magmi primari. Differenziazione magmatica e criteri di studio dei magmi derivati. Caratteristiche dei magmi nei vari ambienti geodinamici.
1 CFU (12 ore)
Elementi di Microscopia Petrografica.
2 CFU (24 ore)
Riconoscimento macroscopico e microscopico delle rocce magmatiche.
2 CFU (16 ore)
Petrogenesi delle Rocce Metamorfiche: Tipi di metamorfismo e fattori. Variazioni mineralogiche e strutturali in relazione alla variazione dei fattori e della composizione. Classificazione delle rocce metamorfiche IUGS.
1 CFU (8 ore)
Studio di rocce metamorfiche mediante diagrammi chemografici. Relazioni tra caratteristiche del metamorfismo e ambienti geodinamici.
1 CFU (12 ore)
Riconoscimento macroscopico e microscopico delle rocce metamorfiche.
2 CFU (24 ore)
Riconoscimento sul terreno di corpi magmatici e metamorfici e interpretazioni petrogenetiche.
Metodi didattici
Le basi teoriche dei vari argomenti trattati nell’insegnamento verranno fornite mediante lezioni frontali. Verranno svolte esercitazioni pratiche di classificazione delle rocce e di calcoli petrochimici di base. L’apprendimento delle tecniche di riconoscimento macroscopico e microscopico delle rocce magmatiche e metamorfiche avverrà mediante attività pratiche di laboratorio. Sistemi multimediali video saranno utilizzati per mostrare come avvengono alcuni dei processi petrogenetici basilari.
La frequenza alle lezioni teoriche frontali non è obbligatoria. E' vivamente consigliata la frequenza alle esercitazioni in laboratorio e sul terreno.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana. I materiali forniti potranno essere in lingua inglese.
Le lezioni teoriche e le esercitazioni potrebbero essere svolte in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione sanitaria COVID19.
Testi di riferimento
- A. P. Santo, A. Peccerillo (2021). Elementi di Petrologia. Pàtron Editore Bologna.
- A. Peccerillo, D. Perugini (2003). Introduzione alla petrografia ottica. Morlacchi Editore Perugina.
- W. S. Mackenzie e C. Guilford (1985): Atlante dei minerali costituenti le rocce in sezione sottile. Zanichelli.
- W. S. Mackenzie, C. H. Donaldson e C. Guilford (1990): Atlante delle rocce magmatiche e delle loro tessiture. Zanichelli.
- B. W. D. Yardley, W. S. Mackenzie e C. Guilford (1992): Atlante delle rocce metamorfiche e delle loro microstrutture. Zanichelli.
- Testi e files forniti dal docente.
- Texts and files provided by the teacher.
Verifica dell'apprendimento
La verifica valuta il raggiungimento di un livello sufficiente delle conoscenze/competenze e delle abilità applicative relative ai risultati di apprendimento attesi (70%). Servirà inoltre a valutare complessivamente anche le competenze trasversali (30%): abilità comunicative, autonomia di giudizio e capacità di apprendimento. La valutazione finale è con votazione in trentesimi. La verifica si compone di 1 prova parziale prevista durante il periodo di erogazione della didattica e 1 prova parziale prevista alla fine dell'insegnamento in date da concordarsi con gli studenti e 1 prova finale come di seguito specificato.
- Prova individuale parziale 1, scritta, di riconoscimento e classificazione al microscopio di una roccia magmatica intrusiva e una effusiva;
-Prova individuale parziale 2, scritta, di riconoscimento e classificazione al microscopio di una roccia metamorfica e di riconoscimento e classificazione macroscopica di una roccia magmatica o metamorfica;
-Prova individuale finale, orale, consistente nella risposta a 2/3 domande relative alle tematiche trattate durante l’insegnamento.
Il voto finale deriva dalla media ponderale tra le 3 prove (30% per ciascuna delle 2 prove parziali, 40% alla prova finale orale).
Possibilità di visionare le prove parziali in caso di non successo [feedback] e indicazioni sulle modalità di recupero e consigli sul processo di apprendimento: SI
La visione delle prove parziali avviene dopo alcuni giorni per la prova parziale 1 e immediatamente dopo il termine della prova parziale 2. Vengono discussi i risultati, evidenziando gli eventuali errori che hanno portato all’errata classificazione delle rocce. Sulla base degli eventuali errori il docente può disporre la ripetizione della prova, consigliando allo studente quali argomenti specifici da curare durante il processo di apprendimento.
Informazioni più dettagliate sono sul sito Teams dell'insegnamento.
Gli esiti saranno comunicati entro e non oltre due settimane dall'ultima prova parziale sostenuta; la pubblicazione avverrà tramite Esse3.
Prove in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della pandemia COVID19.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione – Alla fine del corso, lo studente dovrà essere in grado di classificare rocce magmatiche e metamorfiche, ricorrendo alle tecniche specifiche. Dovrà, inoltre, avere una chiara visione critica dei processi di sistema chiuso e aperto che generano i magmi primari in relazione a composizione della sorgente e caratteristiche fisiche dell’ambiente e dei processi che inducono differenziazione magmatica. Le relazioni tra ambiente geodinamico, processi magmatici, tipi di magmi, processi metamorfici e tipi di metamorfismo dovranno essere evidenti nei loro aspetti di base come pure aspetti fondamentali dei rischi connessi agli eventi magmatici e le applicazioni delle rocce come materie prime.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione – Alla fine del corso, lo studente avrà cognizioni sufficienti per affrontare lo studio di terreni magmatici e metamorfici con problematiche semplici. Sarà anche in grado di riconoscere l’estrema complessità di situazioni petrografiche e di indirizzarsi al completamento del suo bagaglio culturale per poterne affrontare lo studio. In ogni caso, sarà in grado di affrontare il rilevamento geolitologico di terreni magmatici e metamorfici
Autonomia di giudizio – Alla fine del corso, lo studente dovrà possedere l’abilità necessaria per riconoscere quali mezzi tecnici siano i più adatti per risolvere problemi petrografici.
Abilità comunicative - Alla fine del corso, lo studente dovrà essere in grado di esporre in modo chiaro, rigoroso e conciso risultati di studi petrografici e di discutere le scelte metodologiche che hanno portato a determinate conclusioni. Dovrà anche utilizzare i termini di base della lingua inglese per l’esposizione di risultati e loro discussione.
Capacità di apprendimento – Lo studente deve potere valutare i limiti di un corso necessariamente limitato e sapere come indirizzarsi per completare le sue conoscenze scientifiche, soprattutto nell’affrontare problematiche complesse.