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PETROLOGIA MAGMATICA

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
COSTANZA BONADIMAN
Crediti formativi
6
Periodo didattico
Secondo Semestre
SSD
GEO/07

Obiettivi formativi

Il corso tratta la modellizzazione quantitativa dei processi magmatici, usando strumenti propri della geochimica ( e geochimica analitica)
Il corso è finalizzato all'acquisizione degli strumenti chimici, fisici e petrografici per la modellizzazione quantitativa dei processi magmatici sia per la produzione dei magmi tramite fusione parziale che per la loro differenziazione tramite i processi di frazionamento in camera magmatica.
Le conoscenze acquisite porteranno alla capacità di applicare i modelli geochimici per:
• riprodurre la composizione chimica dei magmi
•la determinazione delle condizioni chimico-fisiche di formazione dei magmi
• la caratterizzazione isotopica ed elementare in traccia come tracciante dei processi geodinamici

Prerequisiti

E’ necessario avere acquisito ed assimilato le conoscenze fornite dal corsi di “Geochimica”, “Laboratorio di Petrografia e “Petrografia” della laurea Triennale, unitamente ai concetti analitici trattati nel corso di “Analisi chimiche dei Geomateriali” per l'acquisizione delle analisi sia degli elementi maggiori, in tracce ed isotopiche dei materiali rocciosi

Contenuti del corso

Il corso prevede 48 ore di didattica: 36 svolte come lezioni teoriche in aula, ed 12 ore di applicazioni geochimica di key studies.

Uso degli elementi maggiori per la modellistica petrologica (12 ore)
• analisi di roccia totale in fluorescenza RX e di singole fasi in microsonda elettronica, limiti analitici e tecniche analitiche, errore percentuale, standard di riferimento, sistemi EDS e WDS.
• Determinazione del rapporto ferro ferroso/ferro ferrico in roccia totale e nei minerali. Calcolo degli a.f.u.
• Determinazione delle condizioni redox dei magmi e nel mantello dedotta delle analisi delle fasi.
• Geotermometri e geobarometri.
• Bilanci di massa per il calcolo della composizione modale di una roccia e di un eutettico.
• Modelli di fusione e di frazionamento.
• Esempi numerici ed esercitazioni al computer.

Uso degli elementi in tracce per la modellistica petrologica (12)
• analisi di roccia totale tramite ICP-MS (Inductively Coupled Plasma with Mass Spectrometer),
• analisi in situ tramite Laser Ablation Microprobe (LAM) ICP-MS and microsonda ionica (Secondary Ions Mass Spectrometer)
• coefficienti di partizionamento, elementi compatibili ed incompatibili. Distribuzione degli elementi in tracce durante la fusione parziale all'equilibrio e nei processi di differenziazione magmatica.
• Esempi numerici ed esercitazioni al computer.
Petrologia isotopica: isotopi radiogenici e stabili (12).

• Comportamento degli isotopi radiogenici nei processi di fusione e frazionamento magmatico. Sistematiche Rb-Sr e Sm-Nd,Lu-hf e Re-Os per la definizione dei processi petrogenetici.
• Contaminazione crostale.
Magmatismo ed ambienti geotettonici: sistemi di dorsale medio-oceanica, zone di subduzione e di entro-placca. Distribuzione delle componenti geochimiche nel mantello superiore e inferiore e ricadute per i modelli convettivi.
Analisi, rielaborazione, discussione (12 ore) di key studies relativi a:
• petrologia del mantello sorgente dei magmi (modelli di fusione parziale)
• petrologia dei magmi (frazionamento)

Metodi didattici

Il corso è organizzato nel seguente modo:
• lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso
• esercitazioni pratiche al computer prevalentemente con Foglio Excel per riprodurre i principali programmi di bilancio di massa per i processi di frazionamento e fusione parziale.

Modalità di verifica dell'apprendimento

-Presentazione orale di un lavoro scientifico (scelto tra quelli proposti dal docente) come se fosse un lavoro “originale”. Si richiede allo studente la capacità di riprodurre calcoli elaborazioni grafiche e modellistiche e di discutere di fronte ad un pubblico informato (studenti del corso e dottorandi) i risultati e conclusioni.

Testi di riferimento

Articoli pubblicati su riviste petrologiche e geochimiche (in particolare Journal of Petrology and Lithos).
Rollinsons H., 1993. Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Longman Scientific & Techinal
Wilson M. 1988. Igneous petrogenesis. A global tectonic approach. Unwin Hyman.