Petrografia, Laboratorio e Campo

3) Programma

Attività teorica
Il processo igneo. Struttura e composizione della Terra. Il ciclo crostale delle rocce e i principali domini petrogenetici. Le rocce magmatiche. Composizione chimica delle rocce magmatiche e principali classificazioni su base chimica. Classificazione generale e nomenclatura delle rocce eruttive. Il magma. Giacitura delle rocce ignee. La cristallizzazione magmatica. Aspetti essenziali della chimico-fisica dei magmi. Sistemi a due componenti con eutettico. Sistemi a due componenti con peritettico. Sistemi a due componenti con formazione di soluzioni solide. Sistemi a tre componenti. La serie di reazione di Bowen. Il sistema granitico. Il sistema petrogenetico residuale. Storia dei magmi: provenienza e differenziazione.
Petrologia chimica. Elementi maggiori e minori. Principali serie magmatiche. Elementi in traccia e isotopi. Generazione di magmi basaltici. Processi di differenziazione magmatica.
Magmatismo e tettonica. Caratteristiche dei magmi nei diversi ambienti petrogenetici. Ambientazioni di dorsale oceanica. Magmatismo intraplacca. Le associazioni orogenetiche. Il plutonismo orogenico. Le rocce granitoidi.
Il processo metamorfico. Fattori del metamorfismo. Principali tipi di metamorfismo. Classificazione delle rocce metamorfiche. Aspetti strutturali, tessiturali e giaciturali delle rocce metamorfiche. Isograde, facies metamorfiche e diagrammi P-T-t. Le associazioni mineralogiche metamorfiche e le reazioni metamorfiche. Il metamorfismo delle rocce mafiche e ultramafiche. Il metamorfismo delle rocce pelitiche e residuali.

Attività petrografica di laboratorio
Le esercitazioni sono svolte su campioni non precedentemente esaminati dagli studenti e sono finalizzate allo sviluppo progressivo della capacità di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi acquisiti per il riconoscimento, la classificazione e l’interpretazione petrografica delle rocce, utilizzando gli strumenti analitici e interpretativi a loro disposizione.

Uso del microscopio polarizzatore e riconoscimento delle principali specie mineralogiche delle rocce ignee, con particolare riferimento a olivine, pirosseni, anfiboli, miche, feldspati, quarzo e ossidi.
Riconoscimento delle principali specie mineralogiche delle rocce metamorfiche, con particolare riferimento a silicati anidri di alluminio, granati, clorite ed epidoti.
Descrizione della composizione mineralogica, della struttura e della tessitura delle rocce ignee e metamorfiche.
Riconoscimento e classificazione delle principali rocce ignee intrusive ed effusive.
Analisi delle relazioni tessiturali tra i minerali e ricostruzione delle principali sequenze di cristallizzazione delle rocce ignee.
Riconoscimento e classificazione delle principali rocce metamorfiche formatesi lungo differenti percorsi pressione-temperatura.
Analisi degli assemblaggi mineralogici e delle relazioni tessiturali finalizzata alla ricostruzione della storia metamorfica delle rocce e al riconoscimento di eventuali processi di metamorfismo retrogrado.

Attività di terreno
Riconoscimento sul terreno delle principali litologie ignee e metamorfiche e osservazione delle loro caratteristiche mineralogiche, petrografiche, strutturali e giaciturali alla scala dell’affioramento.
Osservazione delle relazioni tra differenti litologie e delle principali strutture utili alla ricostruzione dei processi petrogenetici.
Integrazione delle osservazioni di terreno con le conoscenze teoriche e con le osservazioni petrografiche effettuate in laboratorio, al fine di interpretare i processi geologici e il contesto geodinamico dell’area di studio.

Elaborazione delle osservazioni effettuate durante l’attività di terreno mediante la preparazione di una relazione, finalizzata all’integrazione e all’interpretazione critica dei dati raccolti e alla comunicazione dei risultati attraverso un linguaggio scientifico appropriato.

È richiesta un’adeguata conoscenza della mineralogia, con particolare riferimento alla mineralogia sistematica, e dei principi di ottica mineralogica necessari per il riconoscimento dei principali minerali al microscopio polarizzatore.
Non sono previste ulteriori conoscenze specifiche oltre a quelle acquisite negli insegnamenti di base dell’area mineralogico-petrografica.
Non sono previste propedeuticità formali.

1. Winter, J.D., An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall, New Jersey.
2. Frost, B.R., Frost, C.D., Essentials of Igneous and Metamorphic Petrology. Cambridge University Press.
3. Morbidelli, L., Le rocce e i loro costituenti. Scienze e Lettere.
4. Zezza, U., Petrografia microscopica. La Goliardica Pavese.
5. Materiale didattico (testi, grafici ed esercizi) distribuito dal docente.

1)AN INTRODUCTION TO IGNEOUS AND METAMORPHIC PETROLOGY. JOHN D. WINTER.PRENTICE HALL NEW JERSEY.
2)ESSENTIALS OF IGNEOUS AND METAMORPHIC PETROLOGY B. RONALD FROST CAROL D. FROSTCAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS
3) LE ROCCE E I LORO COSTITUENTI. LUCIO MORBIDELLI SCIENZE E LETTERE
4) PETROGRAFIA MICROSCOPICA. ZEZZA U. LA GOLIARDICA PAVESE
5)MATERIALE DIDATTICO (TESTI, GRAFICI ED ESERCIZI) DISTRIBUITO DAL DOCENTE.

II corso prevede lezioni frontali e esercitazioni pratiche nel laboratorio di ottica mineralogica e petrografica e attività di terreno.

L’insegnamento comprende 7 CFU di attività teorica, corrispondenti a 56 ore di lezioni frontali, 3 CFU di attività di laboratorio, corrispondenti a 36 ore di esercitazioni pratiche, e 1 CFU di attività di terreno, articolato in 3 giornate di attività sul campo.

Il corso, della durata annuale, è organizzato in due parti. Il primo semestre è dedicato alla petrologia ignea, mentre il secondo semestre è dedicato alla petrologia metamorfica. In entrambi i semestri le lezioni teoriche sono integrate con esercitazioni pratiche di laboratorio finalizzate all’applicazione delle conoscenze acquisite e allo sviluppo delle competenze di riconoscimento, descrizione, classificazione e interpretazione petrografica delle rocce.

Le attività di laboratorio prevedono l’utilizzo del microscopio polarizzatore e l’osservazione di sezioni sottili di rocce ignee e metamorfiche. Le esercitazioni sono svolte su campioni non precedentemente esaminati dagli studenti, che sono progressivamente guidati ad applicare in modo autonomo le conoscenze e i metodi acquisiti per il riconoscimento, la classificazione e l’interpretazione petrografica delle rocce. Le esercitazioni sono finalizzate al riconoscimento dei principali minerali, all’analisi delle strutture e delle tessiture, alla classificazione delle rocce e all’interpretazione dei processi petrogenetici.

L’attività di terreno è finalizzata all’osservazione e al riconoscimento delle principali litologie ignee e metamorfiche alla scala dell’affioramento e all’integrazione delle osservazioni di campagna con le conoscenze teoriche e le competenze petrografiche sviluppate in laboratorio.
Al termine dell’attività di terreno, gli studenti elaborano una relazione nella quale organizzano e interpretano criticamente le osservazioni effettuate, integrandole con le conoscenze teoriche e petrografiche acquisite e presentando i risultati mediante un linguaggio scientifico appropriato.

La frequenza delle lezioni frontali, delle esercitazioni pratiche di laboratorio e delle attività di terreno è disciplinata secondo quanto previsto dal Regolamento didattico del Corso di Studio, cui si rimanda per le percentuali minime di frequenza richieste e per le eventuali disposizioni specifiche previste per particolari categorie di studenti.

L’esame prevede una prova teorica scritta, una prova pratica di laboratorio, una relazione sull’attività di terreno e una discussione finale degli elaborati.

Prova teorica scritta
La prova scritta è finalizzata alla verifica delle conoscenze teoriche e della capacità di interpretare i principali processi petrogenetici affrontati durante il corso.
La prova è costituita da 8-10 domande aperte relative alla petrologia ignea e 8-10 domande aperte relative alla petrologia metamorfica. Le domande sono volte a verificare non soltanto l’acquisizione delle conoscenze teoriche, ma anche la capacità dello studente di utilizzare tali conoscenze per interpretare processi petrogenetici, diagrammi e dati petrologici.
La durata complessiva della prova scritta è di 3 ore.
La componente teorica può essere sostenuta in un’unica prova oppure suddivisa in due prove separate, relative rispettivamente alla petrologia ignea e alla petrologia metamorfica, sia durante lo svolgimento del corso sia negli appelli successivi. Ciascuna prova separata ha una durata di 2 ore. In questo caso, il voto della componente teorica è determinato dalla media dei voti conseguiti nelle due prove.

Prova pratica di laboratorio
La prova pratica è finalizzata a verificare le competenze acquisite nell’analisi petrografica al microscopio polarizzatore e la capacità dello studente di utilizzare autonomamente le conoscenze e i metodi acquisiti durante il corso per affrontare l’analisi di campioni petrografici non precedentemente esaminati.
Lo studente deve esaminare due sezioni sottili, una di una roccia ignea e una di una roccia metamorfica, riconoscendo i principali minerali presenti e descrivendo la composizione mineralogica, la struttura e la tessitura delle rocce.
Per la roccia ignea, lo studente deve inoltre procedere alla classificazione della roccia e interpretare, sulla base delle relazioni tessiturali osservate, la successione di cristallizzazione e i principali processi petrogenetici.
Per la roccia metamorfica, lo studente deve procedere alla classificazione della roccia e utilizzare l’assemblaggio mineralogico e le relazioni tessiturali per interpretarne la storia metamorfica, riconoscendo, ove presenti, evidenze di metamorfismo retrogrado.
La durata complessiva della prova pratica è di 3 ore.
Durante lo svolgimento del corso, la componente pratica può essere suddivisa in due prove separate, relative rispettivamente alla petrologia ignea e alla petrologia metamorfica. In questo caso, il voto della componente pratica è determinato dalla media dei voti conseguiti nelle due prove.
Negli appelli successivi alla conclusione del corso, la prova pratica viene invece sostenuta integralmente mediante l’esame di entrambe le sezioni sottili, anche qualora lo studente scelga di sostenere separatamente le due componenti della prova teorica.

Relazione sull’attività di terreno
Al termine dell’attività di terreno è prevista la preparazione di una relazione sulle attività svolte e sulle osservazioni effettuate, che può essere elaborata individualmente oppure in gruppi composti da un massimo di tre studenti.
La relazione è finalizzata a verificare la capacità dello studente di selezionare, organizzare e interpretare criticamente le osservazioni effettuate sul terreno, integrandole con le conoscenze teoriche e con le competenze petrografiche acquisite durante il corso, nonché di presentare e discutere i risultati utilizzando un linguaggio scientifico appropriato.
La relazione costituisce pertanto uno strumento specifico per verificare la capacità di applicare conoscenza e comprensione, l’autonomia di giudizio e le abilità comunicative.
La relazione concorre alla valutazione finale mediante l’attribuzione di un punteggio aggiuntivo fino a un massimo di 2 punti, secondo i seguenti criteri:
• 0 punti: relazione insufficiente o prevalentemente descrittiva, con limitata capacità di interpretazione e integrazione delle osservazioni;
• +1 punto: relazione buona, corretta e completa, con adeguata interpretazione delle osservazioni e integrazione con le conoscenze teoriche e petrografiche;
• +2 punti: relazione molto buona o eccellente, caratterizzata da accuratezza delle osservazioni, capacità di interpretazione critica e di integrazione dei dati e chiarezza e appropriatezza dell’esposizione scientifica.

Discussione degli elaborati
Al termine delle prove è prevista una breve discussione degli elaborati, finalizzata a consentire allo studente di discutere e motivare le risposte e le interpretazioni fornite e a verificare l’appropriatezza del linguaggio scientifico utilizzato.
La discussione non costituisce una prova valutativa autonoma e non prevede l’attribuzione di un voto distinto.

Criteri di valutazione e determinazione del voto finale
La valutazione tiene conto del livello di conoscenza dei contenuti teorici, della capacità di applicare tali conoscenze all’interpretazione dei processi petrogenetici, della capacità di riconoscere, descrivere e classificare minerali e rocce al microscopio, dell’autonomia nell’interpretazione e nell’integrazione dei dati e della chiarezza e appropriatezza del linguaggio scientifico utilizzato.
Nel loro insieme, le diverse modalità di verifica consentono di valutare le competenze riconducibili ai cinque Descrittori di Dublino: la prova teorica verifica principalmente la conoscenza e capacità di comprensione e la capacità di applicare conoscenza e comprensione; la prova pratica verifica la capacità di applicare conoscenze e metodi, l’autonomia di giudizio e la capacità di utilizzare autonomamente quanto appreso nell’analisi di casi non precedentemente esaminati; la relazione sull’attività di terreno e la discussione degli elaborati consentono inoltre di verificare l’autonomia di giudizio e le abilità comunicative.

Per il superamento dell’esame è necessario conseguire una valutazione almeno sufficiente (18/30) sia nella componente teorica sia nella componente pratica.
Il voto di base è espresso in trentesimi ed è determinato attribuendo un peso di due terzi (2/3) alla componente teorica e di un terzo (1/3) alla componente pratica.
Qualora la componente teorica e/o, durante lo svolgimento del corso, la componente pratica siano state sostenute attraverso due prove separate, viene preliminarmente calcolata la media delle rispettive prove. Il voto così ottenuto per ciascuna componente viene quindi utilizzato per il calcolo ponderato del voto di base.

Al voto risultante dalla media ponderata può essere aggiunto il punteggio attribuito alla relazione sull’attività di terreno, fino a un massimo di 2 punti, fermo restando il limite di 30/30.

L’eventuale attribuzione della lode non deriva automaticamente dal punteggio aggiuntivo relativo alla relazione di terreno, ma è riservata ai casi in cui la valutazione complessiva delle conoscenze e delle competenze dimostrate dallo studente evidenzi un livello di eccellenza.

Terza parte: attività di laboratorio che verrà svolta durante l’intero arco temporale delle lezioni. L’attività prevede il riconoscimento in sezione sottile delle più comuni rocce magmatiche e metamorfiche.

E' necessaria una adeguata conoscenza della Mineralogia geologica e dell'ottica mineralogica.

Prima parte (processo igneo) e seconda parte (processo metamorfico):
- An Introduction To Igneous And Metamorphic Petrology. John D. Winter.Prentice Hall New Jersey.
- Magmatismo E Metamorfismo. D’amico C., Innocenti, F., Sassi F.P. Utet.
Terza parte (attività di laboratorio):
- Petrografia Microscopica. Zezza U. La Goliardica Pavese

- An Introduction To Igneous And Metamorphic Petrology. John D. Winter.Prentice Hall New Jersey.
- Magmatismo E Metamorfismo. D’amico C., Innocenti, F., Sassi F.P. Utet.
- Petrografia Microscopica. Zezza U. La Goliardica Pavese

Al fine di conseguire i risultati di apprendimento attesi il corso è organizzato in lezioni frontali e esercitazioni pratiche che si svolgeranno nel laboratorio di ottica mineralogica e petrografica.

La frequenza sia delle lezioni frontali sia delle esercitazioni pratiche di laboratorio è obbligatoria.

L'esame prevede una prova scritta formulata in domande aperte sulle conoscenze teoriche riguardanti la petrologia acquisite durante il corso della durata di 3 ore. La prova scritta prevede una serie di domande relativa alla petrografia del magmatico e una serie di domande relativa alla petrografia del metamorfico, entrambe finalizzate a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità degli studenti di applicarli in contesti reali.

A seguire viene svolta una prova pratica di laboratorio della durata di 3 ore che consiste nell'esame di una sezione sottile di roccia ignea e una sezione sottile di roccia metamorfica tramite microscopio petrografico.

Il colloquio orale consisterà in una discussione a partire dai risultati della prova scritta e della prova pratica.

Attività di campagna dedicata all'osservazione e descrizione degli aspetti petrografici e mineralogici di rocce ignee, metamorfiche e del metasomatismo.

Per frequentare questa attività di campagna dovrà aver superato possibilmente gran parte degli esami del corso di laurea ma soprattutto deve aver superato l'esame di mineralogia.

Per l'attività di campagna verranno di volta in volta indicati i testi di riferimento.

Per l'attività di campagna verranno di volta in volta indicati i testi di approfondimento.

Nel caso dell'attività di campagna, lo svolgimento è necessariamente in presenza.

Per accedere all'esame o agli esoneri è obbligatoria la presenza al 75% delle ore sia di lezione sia di esercitazione.
Gli studenti lavoratori sono esentati dall'obbligo di frequenza per le lezioni ma permane sempre l'obbligo del 75% di frequenza delle ore di laboratorio.

L'esame consiste in uno scritto più una prova pratica con discussione dei risultati della prova pratica stessa.

Riconoscimento delle rocce magmatiche (intrusive ed effusive) e metamorfiche sul terreno. Riconoscimento della foliazione primaria e secondaria in rocce metamorfiche. Rappresentazione cartografica delle giaciture primarie e secondarie in ambiente igneo e metamorfico.

Si richiede che lo studente abbia almeno frequentato il corso di Mineralogia e Ottica Mineralogica e il corso di Introduzione alla Geologia, Laboratorio e Campo di introduzione al terreno

Testi e dispense fornite dal docente

Tre giorni di attività di terreno e di laboratorio

Frequenza fortemente consigliata

L'esame prevede una prova orale finalizzata a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti di base per l'analisi di terreno in ambiente igneo e metamorfico e la capacità degli studenti di applicarli in contesti naturali. È richiesta la preparazione di un report scritto e l'elaborazione di sezioni geologiche ottenute dalla cartografia geologica realizzata durante l'attività di terreno