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PETROGENESI

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PETROGENESIS

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Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
MFN0904
Docente
Daniele Castelli (Titolare del corso)
Corso di studio
Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche Applicate
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
GEO/07 - petrologia e petrografia
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenze di base su sistematica e caratteri petrochimici essenziali delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche. Conoscenze di base sul significato geodinamico delle associazioni petrografiche plutoniche, vulcaniche e metamorfiche e sui principali processi petrogenetici endogeni.
Basic knowledge of mineralogical and chemical composition of igneous, sedimentary and metamorphic rocks. Basic knowledge of the geodynamic significance of igneous and metamorphic rock associations, and the main petrogenetic processes operating within the Earth crust and upper mantle.
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Approfondire i principi di petrogenesi magmatica e metamorfica che consentono l'interpretazione delle paragenesi minerali e delle micro- e mesostrutture nelle rocce e nei geomateriali di interesse industriale e tecnologico.
L'acquisizione di tali conoscenze e capacità consentirà allo studente, e futuro geologo, di saper coniugare informazioni chimiche, mineralogiche, e strutturali al fine di modellizzare e/o interpretare processi operanti nei sistemi naturali di interesse geologico o in sistemi artificiali con applicazioni nell'ambito delle Scienze dei Materiali.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della Laurea Magistrale per quanto riguarda gli aspetti applicativi dell'analisi alla scala mesoscopica e microscopica delle rocce magmatiche e metamorfiche e della loro interpretazione genetica.

Deepen those principles of igneous and metamorphic petrogenesis that allow the interpretation of minerals assemblages and micro- to mesostructures in rocks and geomaterials of industrial and technological interest.
The acquisition of such knowledge and ability will allow the 
future geologist to combine chemical, mineralogical and structural data in order to model and/or interpret processes in natural systems of geological interest, or in selected artificial systems with applications to Material Sciences. 

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Risultati dell'apprendimento attesi

 

Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo studente dovrà:
- conoscere i principali parametri fisici e chimici che governano la petrogenesi delle rocce magmatiche e metamorfiche;
- conoscere le principali metodologie di rappresentazione chemografica di paragenesi minerali;
- saper interpretare le principali tipologie di diagrammi di fase che illustrano la cristallizzazione magmatica e i processi di fusione parziale del mantello superiore e/o della crosta terrestre;
-  saper interpretare le principali tipologie di diagrammi di fase che illustrano paragenesi e reazioni metamorfiche nei più comuni sistemi (basico, pelitico, ultramafico, quarzoso-feldspatico e carbonatico) in funzione di diversi regimi P/T.

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà:
- utilizzare una terminologia appropriata nella descrizione dei processi magmatici e metamorfici;
- descrivere paragenesi e strutture delle rocce magmatiche e metamorfiche nel contesto dei relativi processi petrogenetici;
- utilizzare i principi della petrogenesi magmatica e metamorfica per una più completa raccolta dei dati necessari alla redazione della cartografia geologica dei basamenti cristallini;
- utilizzare i principi della petrogenesi magmatica e metamorfica nella comprensione dei processi geologici che caratterizzano i basamenti cristallini, inclusi quelli rilevanti per la formazione delle georisorse.

Autonomia di giudizio

Al termine dell'insegnamento lo studente saprà formulare un giudizio:
- sulle metodologie di indagine geologico-petrologica più adatte per lo studio dei basamenti cristallini.

 

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento lo studente dovrà sapere:
- utilizzare il linguaggio tecnico della petrogenesi magmatica e metamorfica;
- coordinarsi con le diverse figure professionali che lavorano nel campo della cartografia geologica e dello studio dei processi geologici e minerogenetici che caratterizzano i basamenti cristallini;
- utilizzare le competenze acquisite nell'eventuale confronto con figure professionali che operano in settori attigui (quali, ad es., le Scienze dei materiali e i Beni Culturali).

 Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo studente avrà le capacità di base per lo studio autonomo e la valutazione critica dei principali processi petrogenetici endogeni operanti in diversi contesti geologici.

 

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Programma

 

Concetti propedeutici: definizione di sistema, componenti, fasi con esempi da meso- e microstrutture; richiami ai concetti di equilibrio, proprietà intensive ed estensive, regola delle fasi; apparati per la petrologia sperimentale.
Processi magmatici: sistemi sperimentali binari, ternari e quaternari; con relazioni di tipo eutettico, peritettico, miscibilità da parziale a completa allo stato solido. Loro utilizzo nell'interpretazione delle paragenesi minerali e delle microstrutture in rocce magmatiche di composizione acida, basica e ultrabasica.
Processi metamorfici: paragenesi minerali e reazioni metamorfiche in differenti sistemi metamorfici, e loro modellizzazione chemografica; griglie petrogenetiche nel metamorfismo progrado e retrogrado di protoliti ultrabasici, basici, quarzoso-feldspatici, pelitici e carbonatici.
Petrologia applicata: geomateriali nei sistemi MgO-Al2O3-SiO2-(Cr2O3) e CaO-Al2O3-SiO2, con discussione di casi di studio; esempi di leghe in sistemi binari.
Esercitazione in campo: analisi e rilevamento petrografico nei terreni cristallini, anche su tematiche interdisciplinari.

 

BASIC CONCEPTS: Definition of petrological vs thermodynamic systems, components and phases, with worked examples from igneous and metamorphic rocks; review of chemical equilibrium, phase rule, and extensive and intensive properties of a system. The most common equipments for experimental petrology.
MAGMATIC PROCESSES: Binary, ternary and quaternary model systems, with eutectic, peritectic, solid solution and/or miscibility gap; their use in the interpretation of mineral assemblages and structures of acidic, basic and ultrabasic igneous rocks.
METAMORPHIC PROCESSES: Chemographic description of mineral assemblages and metamorphic reactions in different bulk-rock compositions; petrogenetic grids and prograde vs retrograde metamorphism of ultramafic, mafic, pelitic, granitic, and calcareous protoliths.
APPLIED PETROLOGY: Geomaterials and case-studies in the MgO-Al2O3-SiO2-(Cr2O3) e CaO-Al2O3-SiO2 model systems; simple binary alloy systems.
REGIONAL PETROLOGY: Field analysis of igneous and metamorphic rock associations from the Western Alps.

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Modalità di insegnamento

Lezioni teoriche, esercitazioni in aula, esercitazioni di microscopia, esercitazioni in campo. 
L'insegnamento comprende lezioni frontali (32 ore), esercitazioni in aula (24 ore) e in campo (12 ore).

Lectures, practical exercises, optical microscopy labs, field excursions.
The Course consists of lectures (32 h), practicals (24 h) and field excursions (12 h).

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Modalità di verifica dell'apprendimento

 L'esame consiste in una prova orale della durata di circa 30'. La prova consiste di 2 domande sugli argomenti svolti a lezione al fine di accertare che lo studente abbia acquisito adeguate conoscenze: i) sui principali aspetti della petrogenesi magmatica e metamorfica;  ii) sull'interpretazione di diagrammi di fase relativi a sistemi sperimentali semplici e sulla loro applicazione allo studio dei geomateriali, inclusi i geomateriali di interesse industriale e tecnologico.

 The exam consists of an oral test about 30' long (with two questions on the subjects treated during the course) to ascertain that the student acquired the due knowledge on: i) the most common magmatic and metamorphic petrogenetic processes; ii) the interpretation of petrologic phase diagrams and their application to the study of geomaterials, including geomaterials of industrial and technological interest.

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Testi consigliati e bibliografia

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile come file pdf alla homepage del Corso.

I testi base consigliati per il corso sono:

FROST & FROST, 2013. "Essentials of Igneous and Metamorphic Petrology". Cambridge University Press. 

MORBIDELLI, 2014. "Le rocce ed i loro costituenti". III ed. Bardi Editore, Roma.

WINTER, 2001. "An introduction to igneous and metamorphic petrology". Prentice Hall, N.J.

E' consigliata la consultazione del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:

BEST, 2003. "Igneous and metamorphic petrology", Freeman and Co., San Francisco.

BUCKER & FREY, 1994. "Petrogenesis of metamorphic rocks", VI Ed., Springer Verlag, Berlin. PHILPOTTS, 2009. Principles of Igneous and Metamorphic Petrology", Cambridge Univ. Press, UK.

PHILPOTTS, 2009. Principles of Igneous and Metamorphic Petrology. Cambridge Univ. Press, UK.

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse: http://www.atlantepetro.unito.it/page.asp

PDF files with slides used during both lectures and practicals are available at the Course website.  

Suggested textbooks include: 

FROST & FROST, 2013. "Essentials of Igneous and Metamorphic Petrology". Cambridge University Press. 

MORBIDELLI, 2014. "Le rocce ed i loro costituenti". III Ed. Bardi Editore, Roma.

 WINTER, 2009. "Principles of Igneous and Metamorphic Petrology (2nd Edition)". Prentice Hall, N.J. 

Further readings: 

BEST, 2003. "Igneous and metamorphic petrology", Freeman and Co., San Francisco. 

BUCKER & GRAPES, 2011. "Petrogenesis of metamorphic rocks, VIII Ed.", Springer Verlag, Berlin. 

PHILPOTTS 2009. "Principles of Igneous and Metamorphic Petrology (2nd Edition)", Cambridge Univ. Press, UK. 

http://www.atlantepetro.unito.it/page.asp

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Note

ATTREZZATURE DIDATTICHE
Computer con connessione di rete e videoproiettore; Una postazione docente con microscopio in luce trasmessa/riflessa polarizzata e videocamera per videoproiezione; 24 postazioni studente con microscopi in luce trasmessa polarizzata (Aula Pognante).
Per ripassi ed esercitazioni individuali al di fuori dall'orario ufficiale di lezione/esercitazione, gli studenti hanno accesso ad ulteriori 10 microscopi in luce trasmessa polarizzata (Aula 2).
COLLEZIONI DIDATTICHE
Collezione didattica di circa 120 sezioni sottili tratte da campioni rappresentativi di rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie (una per ogni postazione studente, per un totale di circa 3000 sezioni sottili); 

Collezione didattica di oltre 300 campioni macroscopici di rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie (Aula Collezioni I42).
Atlante petrografico delle collezioni didattiche consultabile via Internet  (http://www.atlantepetro.unito.it/).

 

EQUIPMENTS
Computer with network connection and video projector; one teaching station with transmitted/reflected light, polarizing microscope with digital camera and imaging software; twenty-four student stations with transmitted light, polarizing microscopes (Aula Pognante).
For further training aside from official lectures/practicals, students have access to 10 additional trasmitted light, polarizing microscopes (Aula 2).
COLLECTIONS
Collection of some 120 thin sections representative of the most common magmatic, metamorphic and sedimentary rocks (one for each student station, for a total of about 3000 thin sections); Hand-specimen collection (about 300 samples) of magmatic, metamorphic and sedimentary rocks (Aula Collezioni I42). 

Atlas of the petrographic collections available via the Internet (http: //www.atlantepetro.unito.it/).

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Altre informazioni

http://www.atlantepetro.unito.it/page.asp
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Orario lezioniV

GiorniOreAula
Mercoledì9:00 - 11:00Aula 3 Dipartimento di Scienze della Terra
Giovedì14:00 - 16:00Aula Pognante Dipartimento di Scienze della Terra

Lezioni: dal 28/09/2015 al 15/01/2016

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    Ultimo aggiornamento: 27/07/2020 20:40
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