GEORISORSE MINERARIE E LAPIDEI

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2017/2018
Anno di corso: 
2
Anno accademico di erogazione: 
2018/2019
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
45
Prerequisiti: 

Conoscenze di base di mineralogia, petrografia, chimica e giacimentologia.

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Prova scritta e successivo esame orale.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso si propone di approfondire le conoscenze di base acquisite nella Laurea Triennale in ambito georisorse - giacimenti minerari. Verrà trattata nel dettaglio l'evoluzione della crosta terrestre dall'Archeano al Fanerozoico, con particolare riguardo ai fenomeni metallogenici. Particolare attenzione verrà dedicata ai fenomeni idrotermali ed alle varie tipologie di giacimenti ad essi correlati. Metalli "critici" per l'industria: PGE (Platinum Group Elements), REE (Rare Earth Elements), Sb, Be, Co, Ga, Ge, In, Li, Mg, Nb, Re, Ta e W; per ognuno verranno fornite le conoscenze di base mineralogiche, giacimentologiche, industriali e le relative problematiche ambientali. Verrà approfondito il settore delle rocce ornamentali (dimension stones), con particolare riguardo alla gestione degli scarti ed al loro riutilizzo virtuoso nell'industria. Infine, verrà proposto come esempio di industrial mineral l'amianto, dagli aspetti mineralogici a quelli industriali, fino alle problematiche igienistiche ed analitiche (aria, suoli, terre e rocce da scavo, manufatti).

Contenuti

1) Concetti base in ambito giacimentologico: ore & industrial mineals, tenore, tonnellaggio, Clarke, morfologia dei corpi minerari, tessiture ed ore dressing, principali giacimenti di origine magmatica, idrotermale, metamorfica, sedimentaria, residuale ed arricchimento supergenico.
2) Evoluzione della crosta terrestre e fenomeni metallogenici dell'Archeano: greenstone belts, komatiiti e giacimenti a Fe-Ni-Cu-PGE, Algoma-type BIF, graniti TTG, mineralizzazioni a Au-U.
3) Evoluzione della crosta terrestre e fenomeni metallogenici del Proterozoico: complessi basici stratificati (Es. Bushveld Complex), mineralizzazioni a Cr-V-PGE, carbonatiti, kimberliti, giacimenti SEDEX.
4) Evoluzione della crosta terrestre e fenomeni metallogenici del Fanerozoico: porphyry a Cu-Mo-Au-Sn, MVT (Mississippi Valley Type), VMS (Volcanogenic Massive Sulphide), placer, filoni mesotermali orogenici, lateriti, arricchimento supergenico.
5) Processi idrotermali: origine dei fluidi, sorgenti dei metalli, meccanismi di circolazione dei fluidi, leganti clorurati e solforati, meccanismi di deposizione, tecniche di studio (es. inclusioni fluide).
6) Metalli "critici": REE, PGE, Sb, Be, Co, Ga, Ge, In, Li, Mg, Nb, Re, Ta e W. Proprietà chimiche e fisiche, mineralogia, giacimenti minerari, applicazioni industriali, problematiche ambientali, sostituzioni.
7) Rocce ornamentali e gestione virtuosa degli scarti dell'industria del lapideo.
8) Amianto: mineralogia, giacimenti minerari, usi industriali, problematiche ambientali, patologie legate all'esposizione a fibre di amianto, tecniche analitiche per lo studio e la quantificazione in aria ed in materiali massivi (manufatti, suoli, terre e rocce da scavo), FAV (fibre artificiali vetrose).

Programma esteso

Concetti base, ore geology & industrial minerals, giacimenti minerari
Introduzione al corso, ore minerals & industrial minerals, tenore e tonnellaggio, cut-off. Corpi minerari singenetici ed epigenetici, filoni, vene, pipes, mantos, corpi stratiformi e stratabound. Giacimenti magmatici, cristallizzazione frazionata e liquazione. Giacimenti idrotermali, fattori chiave nella loro genesi. Giacimenti sedimentari, chimici, residuali, arricchimento supergenico. Giacimenti metamorfici.
Tettonica e metallogenesi nell'Archeano
Terreni a gneiss-granuliti e greenstone belts, stratigrafia dei greenstone belts. Lave komatiitiche e mineralizzazioni a solfuri massicci di Fe-Ni-Cu-PGE. Evoluzione dell'atmosfera, cianobatteri, sviluppo della vita nell'Archeano. Eventi orogenetici ed intrusioni granitoidi TTG, mineralizzazioni associate.
Tettonica e metallogenesi nel Proterozoico
Principali eventi tettonici nel Proterozoico: accrescimento della crosta continentale, magmatismo anorogenico, rifting intracontinentale, catene orogeniche ensialiche. Complessi basici stratificati: l'esempio del Bushveld Complex. Modello di Irvine: cristallizzazione della cromite per contaminazione di rocce crostali e per mescolamento di un magma evoluto con un magma primitivo. Carbonatiti, giacimenti a REE, Nb, Ti. Kimberliti e diamanti, genesi di magmi kimberlitici. Il mercato industriale e gemmologico del diamante. Banded Iron Formations, GOE (Great Oxidation Event), mineralogia dei BIF e nomenclatura.
Tettonica e metallogenesi nel Fanerozoico
Crosta oceanica, cicli di Wllson, relazioni con la metallogenesi. Ofioliti e cromiti podiformi. Giacimenti MVT (Mississippi Valley Type), porphyry, VMS (volcanogenic massive sulphide), filoni mesotermali orogenici, lateriti, arricchimento supergenico.
Processi idrotermali
Origine dei fluidi, acque magmatiche, metamorfiche, meteoriche, miste. Sorgenti di metalli e meccanismi per la circolazione dei fluidi (thermally-driven, gravity-driven, fault-dilatancy-driven, orogeny-driven). Leganti clorurati e solforati, metalli e leganti soft e hard. Meccanismi di deposizione: variazioni di pH, Eh, T, P, rocce reattive, boiling, mixing, brecce idrauliche. Diagrammi pH - Eh, inclusioni fluide, geotermometri e geobarometri su solfuri, isotopi stabili. Fenomeni di alterazione idrotermale, wall rock-alteration, giacimenti porphyry, epitermali, mesotermali ed ipotermali.
REE: giacimenti, applicazioni industriali, problematiche ambientali
REE: geochimica e mineralogia. Giacimenti: primari e secondari, carbonatiti, rocce magmatiche alcaline, placer, residuali. Applicazioni industriali delle REE e problematiche ambientali. Mercato mondiale delle REE, prospettive, sostituzioni, riciclaggio.
Metalli "critici" per l'industria
Critical metals, applicazioni industriali, riciclaggio. Antimonio: proprietà chimiche e fisiche, mineralogia, principali giacimenti minerari, ore dressing & treatment, applicazioni industriali, problematiche ambientali, risorse e riserve, prospettive future ed alternative. Berillio: proprietà chimiche e fisiche, mineralogia, principali giacimenti minerari, ore dressing & treatment, applicazioni industriali, problematiche ambientali, risorse e riserve, prospettive future ed alternative. Cobalto: proprietà chimiche e fisiche, mineralogia, principali giacimenti minerari, ore dressing & treatment, applicazioni industriali, problematiche ambientali, risorse e riserve, prospettive future ed alternative. Gallio: proprietà chimiche e fisiche, mineralogia, principali giacimenti minerari, ore dressing & treatment, applicazioni industriali, problematiche ambientali, risorse e riserve, prospettive future ed alternative. Germanio: proprietà chimiche e fisiche, mineralogia, principali giacimenti minerari, ore dressing & treatment, applicazioni industriali, problematiche ambientali, risorse e riserve, prospettive future ed alternative. Indio: proprietà chimiche e fisiche, mineralogia, principali giacimenti minerari, ore dressing & treat

Bibliografia consigliata

Slide del corso (disponibili su e-learning), appunti e dispense distribuiti durante il corso. Testi consigliati dal docente.
Gunn (2014) - Critical metals handbook. AGU Wiley, 439 pp.
Pirajno (2009) - Hydrothermal processes and mineral systems. Springer, 1250 pp.
Ridley (2013) - Ore deposit geology. Cambridge University Press, 398 pp.
Robb (2005) - Introduction to ore forming processes. Blackwell Publishing, 373 pp.
Primavori (1999) - Planet Stone. Giorgio Zusi editore, 336 pp.
Christidis (2011) - Advances in the characterization of industrial minerals. EMU notes in Mineralogy, Vol. 9, The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland, 485 pp.
Gualtieri (2017) - Mineral fibres: crystal chemistry, chemical-physical properties, biological interaction and toxicity. EMU notes in Mineralogy, Vol. 18, The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland, 536 pp.
Kogel, Trivedi, Barker & Krukowski (2006) - Industrial minerals and rocks. Commodities, markets and uses (VII edition). Society for Mining, Metallurgy and Exploration, Inc. (SME), 1548 pp.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali, didattica campus abroad (escursione didattica sul terreno di due giorni).

Contatti/Altre informazioni

Lunedì dalle 10:30 alle 12:30, oppure su appuntamento (edificio U4, I piano, stanza 1027).