Universitą degli Studi di Pavia - Facoltą di Scienze MMFFNN

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Elementi di Geochimica

Corsi di laurea:
Geologia e risorse naturali
Docenti:
Vannucci Riccardo, Sacchi Elisa
Anno accademico:
2009/2010
Codice corso:
82555
Crediti formativi:
6
Ambiti:
GEO/08
Decreto Ministeriale:
509/99
Ore di lezione:
48
Lingua di insegnamento:
Italiano

Modalitą

Esame orale finale

Prerequisiti

Nessuno

Programma

Modulo 1 Geochimica dei processi di bassa T (CFU 2)
Docente: Prof. E. Sacchi

Le soluzioni acquose in geologia. Idrochimica: principali parametri misurati nelle acque (conducibilitą, temperatura, pH, Eh, alcalinitą, ioni maggiori). Modi di esprimere la concentrazione. Rappresentazione grafica dei risultati e classificazione delle acque naturali.
Interazione acqua-roccia: dissoluzione/precipitazione (costante di equilibrio, solubilitą e prodotto di solubilitą, indici di saturazione), ossidazione/riduzione (reazioni principali), adsorbimento/scambio (fasi responsabili, isoterme di adsorbimento).
Isotopi ambientali. Notazione ed espressione dei risultati. Standard internazionali. Frazionamento degli isotopi stabili. Isotopi dell’Ossigeno e dell’Idrogeno nell’acqua e nel vapore d’acqua. Composizione isotopica delle precipitazioni, retta meteorica mondiale, interazione acqua-roccia. Isotopi stabili del Carbonio, dell'Azoto e dello Zolfo e loro applicazioni in geologia. Datazione delle acque con gli isotopi radioattivi (Tritio e 14C).

Modulo 2 Geochimica dei processi di alta T (CFU 4)
Docente: Prof. R. Vannucci

Soluzioni e termodinamica dei sistemi multicomponenti. Equilibri di fase. Soluzioni: leggi di Raoult e Henry. Potenziale chimico. Soluzioni ideali e reali. Soluzioni solide e loro attivitą. Costanti di equilibrio. Ossidazione e riduzione.
Applicazioni della termodinamica al sistema Terra. Attivitą in soluzioni solide non-ideali. Termodinamica e diagrammi di fase. Geotermonetria e geobarometria. Modelli termodinamici dei magmi.
Cinetica dei sistemi geologici.
Velocitą di una reazione. Strutture di disequilibrio. Il decadimento radioattivo. Dipendenza della velocitą di reazione da T. Diffusione. Temperature di chiusura.
Elementi di interesse geologico. Elementi maggiori ed in tracce. Elementi compatibili ed incompatibili. Elementi leggeri, litofili a largo raggio ionico (LILE), metalli di transizione, elementi ad alta forza di campo (HFSE), elementi delle Terre Rare (REE) e metalli del gruppo del platino (PGE). Gli elementi nell’universo. Abbondanze nel sistema cosmico e solare. Le meteoriti.
Geochimica del processo magmatico. Classificazione degli elementi in tracce in funzione del loro
comportamento geochimico. Coefficienti di distribuzione. Fattori che controllano i coefficienti di distribuzione: P, T, X e ƒO2. Ruolo del controllo cristallochimico. Diagrammi di Onuma e modelli di deformazione elastica. Controllo geologico sulla distribuzione degli elementi in tracce. Mobilitą degli elementi in tracce. Mobilitą degli elementi. Fusione parziale all’equilibrio e frazionata. La genesi dei fusi MORB. Cristallizzazione frazionata. Processi di contaminazione.
Geocronologia e geochimica isotopica. Isotopi radiogenici. La struttura interna degli atomi.
Sistematica nucleare. Stabilitą nucleare ed abbondanza. Meccanismi di decadimento degli atomi radioattivi. Leggi che regolano il decadimento radioattivo. Serie di decadimento. Condizioni di equilibrio secolare. Il metodo K-Ar. Datazione di rocce sedimentarie. Il metodo 40Ar/39Ar. Il metodo Rb- Sr. Datazione di minerali contenenti Rb. Datazione di rocce magmatiche e metamorfiche. L’evoluzione degli isotopi dello Sr nella Terra con il tempo. Il metodo Sm-Nd.
Evoluzione isotopica del Nd. I metodi U-Pb e Th-Pb. Geochimica di U e Th. Datazione di minerali ricchi in U e Th: monaziti e zirconi. Diagrammi concordia U-Pb. La geologia isotopica del piombo. Etą delle meteoriti e della Terra. Datazione di Pb comune mediante modelli a stadio singolo. Isotopi stabili. Notazione ed espressione dei risultati. Frazionamento degli isotopi stabili. Isotopi dell’Ossigeno e dell’Idrogeno nei minerali nelle rocce. Geotermometria mediante isotopi stabili. Processi a sistema aperto: scambi acqua roccia, campi geotermici.

Bibliografia

White W.M. 2001. Geochemistry. On-line textbook:
http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/geo455/Chapters.HTML
Dongarrą G. & Varrica D. 2004. Geochimica e Ambiente. EdiSES?, Napoli.
Gill R.C.O. 1988. Chemical fundamentals of geology. Unwin Hyman, London.
Longinelli A. & Deganello S. 1999. Introduzione alla geochimica. Utet.
Rollinson H.R. 1993. Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Longman Scientific & Technical.
Faure G. 1986. Principles of isotope geology. 2nd edition. John Wiley & Sons, New York.
Ottonello G. 1991. Principi di geochimica. Zanichelli, Bologna.
Cox K.G., Bell J.D., Pankhurst R.J. 1979. The interpretation of igneous rocks. Allen & Unwin, London.
Wood B.J. & Fraser D.G. 1978. Elementary thermodynamics for geologists. Oxford University Press.
Clark I & Fritz P. 1997 Environmental isotopes in hydrogeology. Lewis Publishers, Boca Raton.


Moduli

Modulo:
Elementi di Geochimica
Docente:
Vannucci Riccardo
Ore di lezione:
32
Crediti formativi:
4
Ambito:
GEO/08

Programma

Le soluzioni acquose in geologia. Idrochimica: principali parametri misurati nelle acque (conducibilitą, temperatura, pH, Eh, alcalinitą, ioni maggiori). Modi di esprimere la concentrazione. Rappresentazione grafica dei risultati e classificazione delle acque naturali. Le acque marine e continentali: composizione chimica e fattori che la regolano.
Interazione acqua-roccia: dissoluzione/precipitazione (costante di equilibrio, solubilitą e prodotto di solubilitą, indici di saturazione), ossidazione/riduzione (reazioni principali), adsorbimento/scambio (fasi responsabili, isoterme di adsorbimento).
Isotopi ambientali. Notazione ed espressione dei risultati. Standard internazionali. Frazionamento degli isotopi stabili. Isotopi dell’Ossigeno e dell’Idrogeno nell’acqua e nel vapore d’acqua. Composizione isotopica delle precipitazioni, retta meteorica mondiale, interazione acqua-roccia. Isotopi stabili del Carbonio, dell'Azoto e dello Zolfo e loro applicazioni in geologia. Datazione delle acque con gli isotopi radioattivi (Tritio e 14C).

Bibliografia

Dongarrą G. & Varrica D. 2004. Geochimica e Ambiente. EdiSES?, Napoli.
Longinelli A. & Deganello S. 1999. Introduzione alla geochimica. Utet.
Clark I & Fritz P. 1997 Environmental isotopes in hydrogeology. Lewis Publishers, Boca Raton.
Ottonello G. 1991. Principi di geochimica. Zanichelli, Bologna.


Modulo:
Elementi di Geochimica
Docente:
Sacchi Elisa
Ore di lezione:
16
Crediti formativi:
2
Ambito:
GEO/08

Programma

Soluzioni e termodinamica dei sistemi multicomponenti. Equilibri di fase. Soluzioni: leggi di Raoult e Henry. Potenziale chimico. Soluzioni ideali e reali. Soluzioni solide e loro attivitą. Costanti di equilibrio. Ossidazione e riduzione.
Applicazioni della termodinamica al sistema Terra. Attivitą in soluzioni solide non-ideali. Termodinamica e diagrammi di fase. Geotermonetria e geobarometria. Modelli termodinamici dei magmi.
Cinetica dei sistemi geologici.
Velocitą di una reazione. Strutture di disequilibrio. Il decadimento radioattivo. Dipendenza della velocitą di reazione da T. Diffusione. Temperature di chiusura.
Elementi di interesse geologico. Elementi maggiori ed in tracce. Elementi compatibili ed incompatibili. Elementi leggeri, litofili a largo raggio ionico (LILE), metalli di transizione, elementi ad
alta forza di campo (HFSE), elementi delle Terre Rare (REE) e metalli del gruppo del platino (PGE). Gli elementi nell’universo. Abbondanze nel sistema cosmico e solare. Le meteoriti.
Geochimica del processo magmatico. Classificazione degli elementi in tracce in funzione del loro
comportamento geochimico. Coefficienti di distribuzione. Fattori che controllano i coefficienti di distribuzione: P, T, X e ƒO2. Ruolo del controllo cristallochimico. Diagrammi di Onuma e modelli di deformazione elastica. Controllo geologico sulla distribuzione degli elementi in tracce. Mobilitą degli elementi in tracce. Mobilitą degli elementi. Fusione parziale all’equilibrio e frazionata. La genesi dei fusi MORB. Cristallizzazione frazionata. Processi di contaminazione.
Geocronologia e geochimica isotopica. Isotopi radiogenici. La struttura interna degli atomi.
Sistematica nucleare. Stabilitą nucleare ed abbondanza. Meccanismi di decadimento degli atomi radioattivi. Leggi che regolano il decadimento radioattivo. Serie di decadimento. Condizioni di equilibrio secolare. Il metodo K-Ar. Datazione di rocce sedimentarie. Il metodo 40Ar/39Ar. Il metodo Rb- Sr. Datazione di minerali contenenti Rb. Datazione di rocce magmatiche e metamorfiche. L’evoluzione degli isotopi dello Sr nella Terra con il tempo. Il metodo Sm-Nd.
Evoluzione isotopica del Nd. I metodi U-Pb e Th-Pb. Geochimica di U e Th. Datazione di minerali ricchi in U e Th: monaziti e zirconi. Diagrammi concordia U-Pb. La geologia isotopica del piombo. Etą delle meteoriti e della Terra. Datazione di Pb comune mediante modelli a stadio singolo. Isotopi stabili. Notazione ed espressione dei risultati. Frazionamento degli isotopi stabili. Isotopi dell’Ossigeno e dell’Idrogeno nei minerali nelle rocce. Geotermometria mediante isotopi stabili. Processi a sistema aperto: scambi acqua roccia, campi geotermici.

Bibliografia

White W.M. 2001. Geochemistry. On-line textbook:
http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/geo455/Chapters.HTML
Gill R.C.O. 1988. Chemical fundamentals of geology. Unwin Hyman, London.
Rollinson H.R. 1993. Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Longman Scientific & Technical.
Faure G. 1986. Principles of isotope geology. 2nd edition. John Wiley & Sons, New York.
Cox K.G., Bell J.D., Pankhurst R.J. 1979. The interpretation of igneous rocks. Allen & Unwin, London.
Wood B.J. & Fraser D.G. 1978. Elementary thermodynamics for geologists. Oxford University Press.


Elenco appelli e prove

Nessuna prova presente

Credits: apnetwork.it