Metallogenesi e ore minerals
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
Il corso ha due obiettivi principali. Il primo è l'acquisizione delle conoscenze di base sulle caratteristiche geologiche, mineralogiche e geochimiche dei numerosi depositi minerari, ricchi di metalli e minerali critici, che si formano tramite i processi idrotermali. Il secondo è di fornire la capacità di identificare, tramite indagine microscopica a luce riflessa (o metallografica) ed osservazione di campioni a mano, le associazioni di minerali metallici (solfuri, solfosali, ossidi e leghe metalliche) e di ganga, caratterizzanti i principali tipi di giacimenti minerari, con focus sui minerali "di importanza economica", ovvero "ore minerals". Si verificherà come i caratteri ottici dei minerali e le loro microtessiture (meglio se abbinati ad altre analisi strumentali) possano fornire indicazioni preliminari ma significative non solo relative alle condizioni di deposizione delle varie mineralizzazioni, ma anche utili per valutare l'economicità di un giacimento, oppure le conseguenze di una cattiva gestione di discariche minerarie. Nel contempo si acquisirà la capacità di identificare i minerali "opachi" accessori delle rocce non mineralizzate. Questi sono spesso indicatori sensibili alle condizioni chimico-fisiche dei processi magmatici e metamorfici o dell'origine delle rocce che li contengono. In alcuni casi, i minerali opachi accessori possono rappresentare essi stessi una risorsa mineraria (es., ossidi di Ti) oppure essere causa di danni nell'uso di materiali lapidei da commercializzare (es., granuletti di pirite accessoria in lastre di rocce ornamentali per pavimentazione in esterno).
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso gli studenti dovrebbero essere in grado di:
(a) acquisire conoscenze di base sui meccanismi di formazione dei principali tipi di giacimenti minerari idrotermali e sui metodi per investigarli: tali conoscenze sono utili per studi successivi in ambito giacimentologico oppure per un eventuale, futuro impiego presso società che si occupano di prospezione geomineraria;
(b) identificare, tramite microscopia ottica a luce riflessa, numerosi minerali metallici utili per l'industria e metalli preziosi (Au, Ag, PGE) ed associati minerali di ganga;
(c) riconoscere le associazioni e le (micro-)tessiture caratteristiche dei principali tipi di giacimenti minerari formatisi in condizioni di alta fino a bassa temperatura e di ambienti geologici variabili dal magmatico/profondo fino al superficiale-marino-esalativo/diagenetico;
(d) ricavare, dai caratteri ottici e micro-tessiturali dei minerali osservati, indicazioni utili a definire le condizioni di formazione dei giacimenti;
(e) avere conoscenze di base per contribuire a caratterizzare dal punto di vista mineralogico e chimico, le diverse parti dei corpi mineralizzati al fine di una pianificazione razionale dello sfruttamento minerario e, non ultimo, della gestione dei loro detriti minerari tossici;
(f) nelle rocce non mineralizzate identificare, in modo veloce, i minerali opachi accessori, spesso utili per meglio definire le condizioni di formazione delle rocce stesse, oppure per valutare l'utilizzo più opportuno di materiale lapideo.
(a) acquisire conoscenze di base sui meccanismi di formazione dei principali tipi di giacimenti minerari idrotermali e sui metodi per investigarli: tali conoscenze sono utili per studi successivi in ambito giacimentologico oppure per un eventuale, futuro impiego presso società che si occupano di prospezione geomineraria;
(b) identificare, tramite microscopia ottica a luce riflessa, numerosi minerali metallici utili per l'industria e metalli preziosi (Au, Ag, PGE) ed associati minerali di ganga;
(c) riconoscere le associazioni e le (micro-)tessiture caratteristiche dei principali tipi di giacimenti minerari formatisi in condizioni di alta fino a bassa temperatura e di ambienti geologici variabili dal magmatico/profondo fino al superficiale-marino-esalativo/diagenetico;
(d) ricavare, dai caratteri ottici e micro-tessiturali dei minerali osservati, indicazioni utili a definire le condizioni di formazione dei giacimenti;
(e) avere conoscenze di base per contribuire a caratterizzare dal punto di vista mineralogico e chimico, le diverse parti dei corpi mineralizzati al fine di una pianificazione razionale dello sfruttamento minerario e, non ultimo, della gestione dei loro detriti minerari tossici;
(f) nelle rocce non mineralizzate identificare, in modo veloce, i minerali opachi accessori, spesso utili per meglio definire le condizioni di formazione delle rocce stesse, oppure per valutare l'utilizzo più opportuno di materiale lapideo.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Il corso intende introdurre gli studenti all'ampio spettro degli argomenti
relativi ai giacimenti minerari derivati da processi idrotermali ed
importanti per i numerosi metalli e minerali critici ad essi associati. Ciò viene fatto in concomitanza con l'addestramento all'osservazione
microscopica e riconoscimento sia dei minerali metallici e utili associati ai principali tipi di giacimenti ("ore minerals"), oltre che dei minerali opachi accessori nelle rocce non mineralizzate.
Argomenti del corso:
- Introduzione alla microscopia a luce riflessa e alla petrografia dei minerali metallici
- Metallogenesi idrotermale di alta temperatura: depositi associati a
intrusioni granitoidi (filoni di alta temperatura, greisen, skarn);
identificazione di ore minerals (ossidi, solfuri) e di ganga e relative microtessiture.
- Cenni a mineralizzazioni di alta temperatura in contesti metasomatici
tipo IOCG ed associate a magmatismo peralcalino (graniti anorogenici e
carbonatiti);
- Mineralizzazioni mesotermali aurifere: loro caratteristiche, componenti e
meccanismi di formazione in contesti orogenici, dall'Archeano al
Fanerozoico; identificazione di ore minerals (solfuri, leghe) e di ganga e
relative microtessiture.
- Caratteristiche generali e tipologie dei fluidi geologici e loro ruolo nei
meccanismi di deposizione di metalli e minerali utili. Cenni ai fenomeni di
alterazione idrotermale. Cenni ai metodi di studio ed analisi geochimiche su
giacimenti minerari per caratterizzazione di minerali e fluidi, geotermo-
barometria e datazione.
- Mineralizzazioni magmatico-idrotermali a solfuri di Cu in depositi tipo
Porphyry Copper e di tipo epitermale ad Au-Hg-Sb correlate ai porphyry ed ai
campi geotermici.
- Cobalto, rassegna di tipologie di giacimenti da alta a bassa temperatura e
relativi ore minerals.
- Ore minerals e microtessiture da depositi a solfuri di Fe-Ni-Co +/- PGE e
cromite in rocce magmatiche mafiche-ultramafiche (komatiiti, intrusioni
basiche-ultrabasiche, ofioliti).
- Mineralizzazioni esalative sottomarine sia vulcanogeniche (a solfuri di
Cu-Zn-Pb-Fe) che sedimentarie-esalative (a solfuri di Zn-Pb-Ag-Cu), con
focus su loro trasformazioni durante processi tettonici e metamorfici orogenici.
- Ore minerals e microtessiture da depositi associati a fluidi tipo "basinal
brines"/diagenetici con focus su mineralizzazioni a Zn-Pb-Ba-F detti
Mississippi-Valley-Type.
relativi ai giacimenti minerari derivati da processi idrotermali ed
importanti per i numerosi metalli e minerali critici ad essi associati. Ciò viene fatto in concomitanza con l'addestramento all'osservazione
microscopica e riconoscimento sia dei minerali metallici e utili associati ai principali tipi di giacimenti ("ore minerals"), oltre che dei minerali opachi accessori nelle rocce non mineralizzate.
Argomenti del corso:
- Introduzione alla microscopia a luce riflessa e alla petrografia dei minerali metallici
- Metallogenesi idrotermale di alta temperatura: depositi associati a
intrusioni granitoidi (filoni di alta temperatura, greisen, skarn);
identificazione di ore minerals (ossidi, solfuri) e di ganga e relative microtessiture.
- Cenni a mineralizzazioni di alta temperatura in contesti metasomatici
tipo IOCG ed associate a magmatismo peralcalino (graniti anorogenici e
carbonatiti);
- Mineralizzazioni mesotermali aurifere: loro caratteristiche, componenti e
meccanismi di formazione in contesti orogenici, dall'Archeano al
Fanerozoico; identificazione di ore minerals (solfuri, leghe) e di ganga e
relative microtessiture.
- Caratteristiche generali e tipologie dei fluidi geologici e loro ruolo nei
meccanismi di deposizione di metalli e minerali utili. Cenni ai fenomeni di
alterazione idrotermale. Cenni ai metodi di studio ed analisi geochimiche su
giacimenti minerari per caratterizzazione di minerali e fluidi, geotermo-
barometria e datazione.
- Mineralizzazioni magmatico-idrotermali a solfuri di Cu in depositi tipo
Porphyry Copper e di tipo epitermale ad Au-Hg-Sb correlate ai porphyry ed ai
campi geotermici.
- Cobalto, rassegna di tipologie di giacimenti da alta a bassa temperatura e
relativi ore minerals.
- Ore minerals e microtessiture da depositi a solfuri di Fe-Ni-Co +/- PGE e
cromite in rocce magmatiche mafiche-ultramafiche (komatiiti, intrusioni
basiche-ultrabasiche, ofioliti).
- Mineralizzazioni esalative sottomarine sia vulcanogeniche (a solfuri di
Cu-Zn-Pb-Fe) che sedimentarie-esalative (a solfuri di Zn-Pb-Ag-Cu), con
focus su loro trasformazioni durante processi tettonici e metamorfici orogenici.
- Ore minerals e microtessiture da depositi associati a fluidi tipo "basinal
brines"/diagenetici con focus su mineralizzazioni a Zn-Pb-Ba-F detti
Mississippi-Valley-Type.
Prerequisiti
Per affrontare meglio questo corso (come altri nella laurea magistrale), penso sia necessario avere e tenere rinfrescate le conoscenze di base di una laurea triennale, ossia mineralogia, petrografia, geologia in senso lato, e, decisamente, geochimica, poichè questo corso è abbastanza multidisciplinare, come tutti i corsi che trattano di risorse minerarie.
Poi, certamente, è altamente preferibile aver seguito altri corsi su argomento risorse minerarie, come ad es. Materie Prime e Industria (opzionale, 3° anno della laurea triennale) e/o il corso di Giacimenti e Sostenibilità (opzionale, laurea magistrale in Scienze della Terra) e, perchè no, anche un corso, molto utile per tutti, con approfondimento di geochimica, come Analisi di Rocce, Minerali e Fluidi (opzionale, laurea magistrale in Scienze della Terra).
Poi, certamente, è altamente preferibile aver seguito altri corsi su argomento risorse minerarie, come ad es. Materie Prime e Industria (opzionale, 3° anno della laurea triennale) e/o il corso di Giacimenti e Sostenibilità (opzionale, laurea magistrale in Scienze della Terra) e, perchè no, anche un corso, molto utile per tutti, con approfondimento di geochimica, come Analisi di Rocce, Minerali e Fluidi (opzionale, laurea magistrale in Scienze della Terra).
Metodi didattici
Il corso (6 CFU, 48 ore) consiste di 16 ore di lezione frontale e 48 ore di esercitazioni (con microscopia e, subordinatamente, con campioni a mano) ed occasionalmente ad attività mista, cioè con una parte di lezione frontale (un'ora) seguita a due ore di esercitazione sull'argomento del giorno. Lezioni frontali ed esercitazioni si svolgono in un'aula dove sono situati sia i microscopi utilizzati sia i campioni a mano relativi agli argomenti trattati durante le lezioni. Durante tutto il corso l'interazione tra docente e studenti e tra studenti e la discussione sono intense e continue.
Sono previsti almeno due turni di esercitazioni di ripasso guidato, a metà ed alla fine del corso.
Sono previsti almeno due turni di esercitazioni di ripasso guidato, a metà ed alla fine del corso.
Materiale di riferimento
Dispense e materiale didattico fornito dal docente; articoli selezionati da riviste internazionali e materiali da siti web (es., servizi geologici, università, compagnie minerarie, ecc.).
Testi base di riferimento per microscopia: - Ramdohr P., Ore minerals and their intergrowths, Pergamon Press.
- Craig JR & Vaughan DJ, Ore microscopy and ore petrography, Wiley - free download legale qui (*).
- Venerandi I., Corso di Minerografia, Ed. Cortina.
-Neumann U., Guide for the microscopical
identification of ore and gangue materials (free download dall'autore qui:
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-1274 o tramite esearchgate). Utile per ripassare microscopia per petrografia: Raith et al., Guide to Thin
Section Microscopy: free download legale qui (*)
(*) http://www.minsocam.org/msa/openaccess_publications/#Guide
Testi di riferimento per giacimenti e idrotermalismo:
- Pirajno F., Hydrotermal processes and mineral systems, Springer.
- Robb L., Introduction to ore-forming processes, Blackwell.
- Taylor R., Ore textures- Recognition and interpretation, Springer.
Testi base di riferimento per microscopia: - Ramdohr P., Ore minerals and their intergrowths, Pergamon Press.
- Craig JR & Vaughan DJ, Ore microscopy and ore petrography, Wiley - free download legale qui (*).
- Venerandi I., Corso di Minerografia, Ed. Cortina.
-Neumann U., Guide for the microscopical
identification of ore and gangue materials (free download dall'autore qui:
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-1274 o tramite esearchgate). Utile per ripassare microscopia per petrografia: Raith et al., Guide to Thin
Section Microscopy: free download legale qui (*)
(*) http://www.minsocam.org/msa/openaccess_publications/#Guide
Testi di riferimento per giacimenti e idrotermalismo:
- Pirajno F., Hydrotermal processes and mineral systems, Springer.
- Robb L., Introduction to ore-forming processes, Blackwell.
- Taylor R., Ore textures- Recognition and interpretation, Springer.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta seguita da un breve esame orale o colloquio. La prova scritta, della durata di quattro ore, viene di solito concordata dopo 4-5 giorni di attività libera di ripasso in cui gli studenti hanno a
disposizione il proprio microscopio e le sezioni utilizzate durante il corso. Questi 4-5 giorni di ripasso non sono obbligatori, ma vengono considerati utili dalla maggior parte degli studenti, i quali lavorano da soli o in gruppo e io passo ogni tanto o a richiesta in caso di problemi. Lo scritto prevede la descrizione, con linguaggio appropriato, di due campioni (sezioni lucide) di mineralizzazioni "ignote": devono essere identificati e descritti i minerali (almeno quelli principali, ma preferiblmente anche gli accessori meglio visibili) e le tessiture presenti e si deve proporre una possibile genesi, condizioni di formazione o tipologia di mineralizzazione, in modo simile a come si è lavorato insieme durante le numerose esercitazioni. Le mineralizzazioni da cui vengono scelte le sezioni d'esame sono praticamente dello stesso tipo o molto simili a quelle studiate durante il corso. Per l'esame scritto lo studente può consultare manuali e suoi appunti o schemi. Il (breve) colloquio dopo aver superato lo scritto verifica, con due o tre domande al massimo, le conoscenze di base sui vari giacimenti e sui processi idrotermali.
Lo scritto permette di acquisire un massimo di 10 punti (o trentesimi, a partire da 18/30). Il resto dei punti, fino alla lode, può essere acquisito con il buon esito del colloquio. Se il colloquio è molto negativo, vengono sottratti punti a quelli dello scritto.
disposizione il proprio microscopio e le sezioni utilizzate durante il corso. Questi 4-5 giorni di ripasso non sono obbligatori, ma vengono considerati utili dalla maggior parte degli studenti, i quali lavorano da soli o in gruppo e io passo ogni tanto o a richiesta in caso di problemi. Lo scritto prevede la descrizione, con linguaggio appropriato, di due campioni (sezioni lucide) di mineralizzazioni "ignote": devono essere identificati e descritti i minerali (almeno quelli principali, ma preferiblmente anche gli accessori meglio visibili) e le tessiture presenti e si deve proporre una possibile genesi, condizioni di formazione o tipologia di mineralizzazione, in modo simile a come si è lavorato insieme durante le numerose esercitazioni. Le mineralizzazioni da cui vengono scelte le sezioni d'esame sono praticamente dello stesso tipo o molto simili a quelle studiate durante il corso. Per l'esame scritto lo studente può consultare manuali e suoi appunti o schemi. Il (breve) colloquio dopo aver superato lo scritto verifica, con due o tre domande al massimo, le conoscenze di base sui vari giacimenti e sui processi idrotermali.
Lo scritto permette di acquisire un massimo di 10 punti (o trentesimi, a partire da 18/30). Il resto dei punti, fino alla lode, può essere acquisito con il buon esito del colloquio. Se il colloquio è molto negativo, vengono sottratti punti a quelli dello scritto.
GEO/09 - GEORISORSE MINERARIE E APPLICAZIONI MINERALOGICO-PETROGRAFICHE PER L'AMBIENTE E I BENI CULTURALI - CFU: 6
Esercitazioni: 48 ore
Lezioni: 16 ore
Lezioni: 16 ore
Docente:
Moroni Marilena
Docente/i