Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche LM-74
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Analisi di Minerali e Rocce

 

Anno accademico 2009/2010

Docente Dott. Sandro Meli (Titolare del corso)
Anno 4° anno
Corso di studi Scienze Geologiche Laurea Magistrale (74/M N.O.)
Tipologia Caratterizzante
Crediti/Valenza 6
SSD GEO/07 - petrologia e petrografia
Periodo didattico Primo semestre
Storico Altri anniV
Avvalenza CL LM 11 Beni Culturali (insegnamento Tecniche analitiche petrografiche e LAB)
 

Obiettivi formativi del corso

Fornire agli studenti i fondamenti delle metodologie analitiche normalmente utilizzate nelle Scienze della Terra, specialmente nei campi della ricerca della petrologia. Portare a conoscenza degli studenti la terminologia analitica correntemente in uso e definire in modo molto accurato i limiti e le possibilità di ciascun metodo di indagine. Introdurre agli studenti i concetti di errore analitico e di teoria delle misure.
 

Risultati dell'apprendimento

Arrivare a formulare proposte appropriate approfondimenti di studi sulla petrogenesi di rocce ignee e metamorfiche. Avere una conoscenza di base dei metodi di daztazione radiometrica oggi all'avanguardia, sia su roccia totale che in situ. Mettere in luce i limiti di ciscuna metodologia analitica e gli errori ad essa legati
 

Note

Curriculum : Geomateriali
 

Programma

Programma

1. Terminologia

a. Termini relativi a metodi analitici

b. Termini relativi a metodi di campionamento

c. Termini relativi alle misure

d. Termini relativi alla statistica inerente alle misure

2. Campionamento

a.     Prelievi microinvasivi di campioni da beni di valore

b.    rappresentatività del campione

c.     campionamento di rocce anisotrope

d.    campionamenti selettivi

3. trattamento dei campioni di intonaco

4. trattamento di campioni di dipinto (affreschi, tele,…)

5. Trattamento dei campioni di roccia

a. necessità di omogeneizzazione

b. prelievo di sub-campioni ed aliquote

c. introduzione al prelievo di campioni non rappresentativi del sistema

6. metodi di separazione dei minerali

a. separazione magnetica

b. definizione di suscettività magnetica

c. separazione gravimetrica col metodo dei liquidi pesanti

d. Hand picking

7. determinazione dei componenti volatili

a. perdita al fuoco (loss on ignition, LOI)

b. Metodo CHNS

8. elementi chimici a stato di ossidazione variabile

a.     ferro, titanio, cromo, solfo

b.    determinazione di Fe bivalente e Fe trivalente

  titolazione

·       spettroscopia Mössbauer

·       cenni sulle tecniche ad alta energia per la determinazione puntuale di FeII/FeIII

9. raggi X

a. generazione di raggi X

b. caratteristiche ottiche dei raggi X

c. impiego dei raggi X nella diffrattometria

d. impiego dei raggi X nella spettrometria di fluorescenza dei raggi X

10. diffrazione a raggi X

a.     Principi base sui fenomeni di diffrazione

b.    Fondamenti del fenomeno di diffrazione

c.     il reticolo cristallino come reticolo di diffrazione

d.    approssimazioni del modello e loro significato

e.     direzione delle radiazioni diffratte - condizioni di Laue

f.      legge di Bragg

g.     intensità delle radiazioni diffratte

h.    effetti di diffrazione di un minerale e parametri che ne portano all’identificazione per via diffrattometrica

i.      potere risolutivo per osservazioni che utilizzano radiazioni elettromagnetiche (focalizzabili e non focalizzabili)

j.      utilizzo del fenomeno della diffrazione nella diffrattometria, nella spettrometria XRF e nella microanalisi elettronica.

 11 . Tecniche diffrattometriche

a.     Scopi di un’analisi diffrattometrica

b.    metodi con cristallo singolo

c.     metodi che utilizzano polveri

d.    Camera di Gandolfi

e.     diffrattometria delle polveri con campione planare

f.      cenni sul diffrattometro a quattro cerchi

g.     procedure di identificazione di un singolo minerale

h.    procedure di identificazione di minerali presenti in una miscela

i.      tecniche particolari di identificazione dei minerali argillosi

j.      cenni sulla diffrattometria quantitativa

 12. Analisi granulometriche

a.     Analisi granulometriche in sedimenti sciolti (sabbie e terreni)

b.    Analisi granulometriche in malte

c.     preparazione del campione

d.    misurazione diretta

e.     setacciatura

metria, nella spettrometria XRF e nella microanalisi elettronica.

 11 . Tecniche diffrattometriche

a.     Scopi di un’analisi diffrattometrica

b.    metodi con cristallo singolo

c.     metodi che utilizzano polveri

d.    Camera di Gandolfi

e.     diffrattometria delle polveri con campione planare

f.      cenni sul diffrattometro a quattro cerchi

g.     procedure di identificazione di un singolo minerale

h.    procedure di identificazione di minerali presenti in una miscela

i.      tecniche particolari di identificazione dei minerali argillosi

j.      cenni sulla diffrattometria quantitativa

 12. Analisi granulometriche

a.     Analisi granulometriche in sedimenti sciolti (sabbie e terreni)

b.    Analisi granulometriche in malte

c.     preparazione del campione

d.    misurazione diretta

e.     setacciatura

f.      fotosedimentometro e tecniche alternative

g.     limiti di applicabilità dei vari metodi

h.    analisi granulometriche in materiali litificati

i.      espressione della distribuzione granulometrica di un campione

j.      istogrammi

k.    curve cumulative

13. spettrometria di fluorescenza a raggi X

a. preparazione del campione

b. dischi di vetro (perle)

c. compresse di polvere (pasticche)

d. caratteristiche e parametri variabili dello strumento

e. schema di ricalcolo del picco netto

f. rette di taratura

g. limiti analitici del metodo

14. spettrometria di fluorescenza a raggi X portatile 

a.     differenze rispetto ad uno spettrometro tradizionale

b.    limiti di impiego e limiti analitici

15. cenni su altre metodologie analitiche su campione “tal quale” 

a. ICP-MS (Inductively Coupled Plasma and Mass Spectrometry)

b. ICP-OES (Inductively Coupled Plasma and Optical Emission Spectroscopy)

16. Analisi microchimiche puntuali

a.     microscopio elettronico a scansione dotato di microanalisi

·       principi di funzionamento

·       sorgenti e rivelatori

·       analisi chimica qualitativa

·       analisi chimica quantitativa

·       possibilità di eseguire analisi chimiche mediate

·       possibilità di eseguire mappe di analisi chimica qualitativa

b.    microsonda elettronica

·       principi di funzionamento

·       differenze di prestazioni rispetto al SEM-EDS

·       sorgenti e rivelatori

·       analisi chimica quantitativa

·       impieghi

c.     cenni su LA-ICP-MS (Laser Ablation – Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometer)

17. Analisi isotopiche  

a.     spettrometria di massa classica su isotopi radioattivi e radiogenici

b.    spettrometria di massa in situ (SHRIMP) su isotopi radioattivi e radiogenici

c.     analisi isotopiche dell’ossigeno su silicati e ossidi

d.    cenni sulle analisi isotopiche puntuali dell’ossigeno su silicati e ossidi

18. il microscopio ottico con sorgente a raggi ultravioletti 

a.     principi di funzionamento

b.    impieghi nello studio di sezioni sottili

19. attività di laboratorio

a.    trattamento di un campione di roccia: preparazione di una sezione sottile, macinazione, omogeneizzazione ed estrazione di un’aliquota per l’analisi chimica

b.   trattamento dei campioni di intonaco

c.    trattamento di campioni di dipinto (affreschi, tele,…)

d.   preparazione di campioni per l’analisi in fluorescenza a raggi X

e.    preparazione per campioni per l’analisi diffrattometrica standard

f.     preparazione dei campioni per l’analisi diffrattometrica dei minerali argillosi

g.    analisi diffrattometrica standard

h.   analisi diffrattometrica di un campione di minerali argillosi

i.      analisi al SEM-EDS di un campione di roccia (analisi qualitativa, analisi quantitativa, analisi media, mappe analitiche qualitative)

j.      analisi al SEM-EDS di un campione di intonaco (analisi qualitativa, analisi quantitativa, analisi media, mappe analitiche qualitative)

k.    analisi al SEM-EDS di un campione di affresco (analisi qualitativa, analisi quantitativa, analisi media, mappe analitiche qualitative)

 

argomento solo per Scienze della Terra

 argomento solo per Beni Culturali 

Testi consigliati e bibliografia

AA.VV.: Intensità delle radiazioni X diffratte. Appunti dalle lezioni (Roma) (non indispensabile, solo di consultazione)

Armigliato A. & Valdrè U.: Microscopia elettronica a scansione e microanalisi. Laboratorio di Microscopia elettronica, Facoltà di Scienze, Istituto di Fisica, Uniiversità di Bologna.

Bonatti S. & Franzini M. (1984): alcune indicazioni sul reticolo reciproco. Da: “Cristallografia mineralogica”, Boringhieri, Torino (non indispensabile, solo di consultazione)

Rigault G. (1966): I alcune indicazioni sul reticolo reciproco. Da: “Introduzione alla cristallografia”, Livrotto e Bella, Torino (non indispensabile, solo di consultazione)

Currie L.A. (1995): Nomenclature in evaluation of analytical methods including detection and quantification limits. Pure & Applied Chemistry, 67(10): 1699-1723.

Droop. G.T.R. (1987): A general equation for estimating Fe3+ concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric criteria. Mineralogical Magazine, 51: 431-435.

Horwitz W. (1990): Nomenclature for sampling in analytical chemistry. Pure & Appl. Chem., 62(6): 1193-1208.

Lazzarini L. & Laurenzi Tabasso M. (1986): Il restauro della pietra. CEDAM, 320 pp.

Matteini M. & Moles A. (1999): La chimica nel restauro – I materiali nell’arte pittorica. Nardini editore, 379 pp.

Potts J. (1997): A glossary of terms and definitions used in analytical chemistry. Geostandard Newsletters, 21(1): 157-161.

Seccaroni C. & Moioli P. (2002): Fluorescenza X – prontuario per l’analisi XRF portatile applicata a superfici policrome. Nardini editore, 161 pp.

 

Altre informazioni

http://www.geo.unipr.it/meli/downloads/analisi%20di%20minerali%20e%20rocce/index.html

 

 

 

 

Testi consigliati e bibliografia

AA.VV.: Intensità delle radiazioni X diffratte. Appunti dalle lezioni (Roma) (non indispensabile, solo di consultazione)

Armigliato A. & Valdrè U.: Microscopia elettronica a scansione e microanalisi. Laboratorio di Microscopia elettronica, Facoltà di Scienze, Istituto di Fisica, Uniiversità di Bologna.

Bonatti S. & Franzini M. (1984): alcune indicazioni sul reticolo reciproco. Da: “Cristallografia mineralogica”, Boringhieri, Torino (non indispensabile, solo di consultazione)

Rigault G. (1966): I alcune indicazioni sul reticolo reciproco. Da: “Introduzione alla cristallografia”, Livrotto e Bella, Torino (non indispensabile, solo di consultazione)

Currie L.A. (1995): Nomenclature in evaluation of analytical methods including detection and quantification limits. Pure & Applied Chemistry, 67(10): 1699-1723.

Droop. G.T.R. (1987): A general equation for estimating Fe3+ concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric criteria. Mineralogical Magazine, 51: 431-435.

Horwitz W. (1990): Nomenclature for sampling in analytical chemistry. Pure & Appl. Chem., 62(6): 1193-1208.

Lazzarini L. & Laurenzi Tabasso M. (1986): Il restauro della pietra. CEDAM, 320 pp.

Matteini M. & Moles A. (1999): La chimica nel restauro – I materiali nell’arte pittorica. Nardini editore, 379 pp.

Potts J. (1997): A glossary of terms and definitions used in analytical chemistry. Geostandard Newsletters, 21(1): 157-161.

Seccaroni C. & Moioli P. (2002): Fluorescenza X – prontuario per l’analisi XRF portatile applicata a superfici policrome. Nardini editore, 161 pp.

 

Altre informazioni

http://www.geo.unipr.it/meli/downloads/analisi%20di%20minerali%20e%20rocce/index.html

 

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Ultimo aggiornamento: 14/07/2010 15:29
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