Petrologia e laboratorio

Obiettivo del corso è di fornire le basi metodologiche e gli strumenti analitici per affrontare quantitativamente i processi che riguardano i materiali cristallini, naturali e di sintesi, partendo dai principi alla base della petrologia. Il corso si propone di affrontare una serie di tematiche che hanno come oggetto le rocce cristalline, con particolare riferimento all'ambiente magmatico e metamorfico, e la petrologia sperimentale.
Principi di petrologia di fase:
I) Lo spazio compositivo: coordinate cartesiane e baricentriche, scelta dei componenti, unità dello spazio compositivo (di massa, di atomi, di ossigeni, di cationi e di ossidi), unità conservative e non conservative. Trasformazione dei componenti e principali applicazioni: proiezioni nel diagramma AFM; determinazione della composizione di un minerale soluzione solida in funzione degli end members; bilancio di reazioni.
II) Diagrammi di fase ed equilibri di fase: regola della leva, regola delle fasi, diagrammi binari e ternari (miscibilità completa, parziale, completa immiscibilità, solvus, con eutettico, peritettico e composti intermedi); Termodinamica di sistemi omogenei ed eterogenei, proprietà termodinamiche di soluzioni solide, criterio di stabilità di Gibbs e energia libera di Gibbs, diagrammi G-X, T-X, P-T-X, sezioni e proiezioni.
Il processo metamorfico:
Calcolo termodinamico degli equilibri di fase, relazioni P-T-X, uso di calcolatori termodinamici, i programmi e le "banche dati" termodinamici; applicazioni alla geotermobarometria. Studio delle simplettiti. Casi di studio.

Il processo magmatico:
Questa parte del corso è incentrata sulla petrologia del mantello terrestre e dei fusi derivanti. In particolare, si cerca di fornire un quadro completo e aggiornato sulle conoscenze dei processi petrologici che avvengono nel mantello durante la fusione parziale e risalita dei fusi in contesti oceanici di dorsale e in concomitanza con punti caldi. Verrà trattato in dettaglio come la composizione chimica ed isotopica dei basalti prodotti in questi contesti geodinamici possa fornire indicazioni sulla composizione del mantello sorgente.

Esercitazioni: Petrologia sperimentale: preparazione di un esperimento e caratterizzazione tessiturale e composizionale dei prodotti sperimentali; modellizzazione termodinamica di diagrammi di fase in condizioni subsolidus e supersolidus. Sono previste escursioni in località di particolare interesse petrologico.