OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento fornisce le conoscenze e l'approccio metodologico interdisciplinare sulla genesi ed evoluzione della litosfera oceanica e continentale, anche in relazione alla distribuzione di elementi e metalli utili e alla genesi di depositi minerari. Sono trattati i seguenti aspetti: 1) Genesi ed evoluzione di fusi silicatici e fasi fluide in ambienti magmatici e metamorfici; 2) Caratterizzazione chimica di fusi silicatici, fluidi e rocce; 3) Migrazione di fusi e fluidi in mezzi porosi e in fratture e reattività tra fusi/fluidi e minerali; 4) Elementi in traccia, isotopi stabili e radiogenici come traccianti dei processi petrogenetic. Sono presentati casi di studio ed esempi specifici con esercitazioni pratiche sul terreno.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento è finalizzato all'acquisizione degli strumenti petrografici e chimici per la comprensione e  modellizzazione quantitativa dei processi magmatici (fusione parziale, interazione fuso-roccia, differenziazione magmatica) e metamorfici  (reazioni di disidratazione e genesi di fluidi metamorfici, interazione fluido-roccia).

Nello specifico lo studente sarà in grado di:

• Conoscere il comportamento degli elementi in tracce e degli isotopi durante i fondamentali processi magmatici e metamorfici;
• Utilizzare metodi analitici per la modellizzazione dei processi magmatici e metamorfici;
• Conoscere la distribuzione ed origine delle eterogeneità litologiche, chimiche ed isotopiche del mantello terrestre, e comprenderne l’influenza sulla genesi dei magmi;
• Conoscere le relazioni tra metamorfismo e genesi dei fluidi in vari ambienti geodinamici;
• Conoscere i traccianti microstrutturali e chimici dei processi di interazione tra fusi/fluidi e rocce, e comprenderne l’importanza per il trasporto elementale e la genesi di georisorse in ambienti litosferici e crostali.
• Interpretare i modelli di evoluzione petrogenetica;
• Approfondire in modo autonomo tematiche specifiche trattate durante le lezioni, e restituire una presentazione orale, preferibilmente in lingua inglese, sull’argomento selezionato,  in fase di verifica finale.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie conoscenze di base di petrografia, geologia e geofisica. E’ necessario avere acquisito ed assimilato le conoscenze fornite dall'insegnamento di “Metodi di indagine di geomateriali”.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di lezioni frontali, di esercitazioni teorico-pratiche sul terreno.

Le lezioni frontali in aula sono erogate mediante presentazioni multimediali.

Le esercitazioni di terreno sono mirate ad approfondire l’analisi di  esempi naturali di associazioni di rocce che riflettono i processi petrogenetici presentati e discussi durante le lezioni frontali.

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del corso prevede la presentazione e la discussione dei seguenti argomenti:

• Utilizzo degli elementi in tracce e degli isotopi radiogenici e stabili per tracciare i processi petrogenetici, l’evoluzione dei diversi “reservoirs” terrestri, e a fini geocronologici;
• Il magmatismo come messaggero della composizione interna della terra: la mappatura della scala ed origine delle eterogeneità chimiche ed isotopiche del mantello terrestre dal magmatismo MORB e OIB, la differenziazione chimica della terra, l’evoluzione del mantello terrestre nel tempo;
• Il metamorfismo come tracciante della dinamica della litosfera, del trasporto e rilascio di fluidi ed elementi in ambienti crostali e di mantello;
• Le rocce ultrafemiche (xenoliti, peridotiti oceaniche ed orogeniche) quali testimoni della struttura e composizione del mantello terrestre, del metasomatismo del mantello e del legame genetico crosta-mantello;
• La fusione parziale del mantello e la genesi di magmi in ambienti estensionali e convergenti;
• La migrazione di fusi e fluidi in mezzi porosi e in fratture, in ambienti crostali e di mantello;  i processi di interazione tra fusi/fluidi e roccia;
• Il significato dei complessi basici stratificati (es. Bushveld, Rum, Skaergaard) nell’evoluzione terrestre e accrezione della crosta, e nel reperimento di georisorse;

Il ruolo dei fluidi nella genesi dei giacimenti minerari ai margini di placca convergenti e divergenti.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutte le slides utilizzate durante le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su AulaWeb al termine di ogni ciclo di lezioni/esercitazioni di laboratorio.

I libri sotto indicati sono suggeriti come testo di appoggio, ma gli studenti possono comunque utilizzare anche altri testi di livello universitario. I testi consigliati sono disponibili e consultabili presso la biblioteca della Scuola di Scienze M.F.N.

Treatise on Geochemistry, H.D.Holland and K.K.Turekian (Eds), Elsevier, con particolare riferimento ai seguenti volumi:

Volume 3: The Mantle and the Core (R.W. Carlson ed.),

Volume 4: The Crust (R.Rudnick ed.)

J.D.Winter – Principles of igneous and metamorphic petrology. Prentice Hall, ISBN-13: 978-0-321-68132-4.
Nel corso delle lezioni, verranno inoltre fornite pubblicazioni scientifiche inerenti aspetti specifici del programma.