Karta předmětu prezenční studium

Transkript

1 Název předmětu: Karta předmětu prezenční studium Číslo předmětu: Garantující institut: Garant předmětu: Mineralogie a petrografie (M) Institut geologického inženýrství prof. Ing. Vladimír Slivka, CSc., dr.h.c. Kredity: 5 Povinnost: povinný Úroveň studia: pregraduální Jazyk výuky: čeština Ročník: 1 Semestr: zimní Odkaz na web: Určeno pro fakulty: HGF Určeno pro typ studia: Způsob zakončení: zápočet a zkouška Rozsah výuky: Prerekvizity: Korekvizity: Vyskytuje se v prerekvizitách: nemá nemá není Výstupy z učení student prokazuje znalosti: - vlastností a systému klasifikace minerálů - vlastností a systému klasifikace hornin - procesů vzniku a vývoje minerálů, hornin - metod jejich výzkumu bakalářské student umí: - shrnout základní principy studia vlastností a klasifikace minerálů a hornin - popsat, objasnit a interpretovat jednotlivé přírodní děje podílející se na vzniku a vývoji minerálů a hornin - teorii základních metod výzkumu minerálů a hornin student je schopen: - Ilustrovat získané poznatky na příkladech popisu a využití minerálů a hornin Metody výuky (zastoupení jednotlivých metod je třeba kvantifikovat v %) přednášky - 35 %

2 cvičení - 35 % samostatná práce - 30 % Anotace Předmět seznamuje studenty se základními geologickými vědami mineralogií a petrografií. V jeho rámci jsou studenti seznámeni s krystalickou stavbou minerálů, geologickými pochody vedoucími k jejich vzniku a hlavními druhy minerálů a hornin. Studenti se naučí identifikovat vybrané druhy minerálů a hornin na základě popisu jejich vlastností a také znají příklady praktického využití minerálů a hornin v technické praxi. Povinná literatura 1. Zamarský V., Kudělásková M., Slivka V. (1998): Mineralogie a petrografie vyd. - Ostrava : VŠB - Technická univerzita Ostrava, 313 s. 2. Chvátal M. (2005): Úvod do systematické mineralogie vyd. - Praha : Silikátový svaz, 171 s. 3. Zamarský V., Raclavská H., Matýsek D. (2008): Mineralogie a krystalografie pro FMMI. Ostrava : VŠB - Technická univerzita Ostrava, 210 s. 4. Machek P., Raclavská H., Raclavský K. (1990): Cvičení z mineralogie a petrografie : mineralogie systematická. Ostrava : Vysoká škola báňská, 95 s. Doporučená literatura 1. Hejtman B. (1981): Petrografie. - SNTL/Alfa, 261 s. 2. Krist E., Krivý M. (1985): Petrológia. SNTL/Alfa, 461 s. 3. Kudělásková M. (1988): Petrografie 2.část - Systematická petrografie vyvřelých hornin. - ES VŠB Ostrava, 132 s. 4. Kudělásková M. (1988): Petrologie-Sedimenty. - ES VŠB Ostrava, 202 s. 5. Kudělásková M. (1989): Petrologie metamorfovaných hornin. - ES VŠB Ostrava, 100 s. 6. Slavík F., Novák J., Kokta J. (1972): Mineralogie. - Nakl. ČSAV, 415 s. 7. Chamra S., Schröfel J., Tylš V. (2005): Základy petrografie a regionální geologie ČR. Praha : Vydavatelství ČVUT, 181 s. Nároky na zabezpečení výuky Výuka ve cvičeních probíhá formou praktického seznamování studentů s minerály a horninami. Proto je nutné pro výuku zajistit sady základních typů minerálů a hornin. Metody průběžné kontroly znalostí během semestru Znalostí v průběhu semestru jsou kontrolovány pomocí vypracování samostatných úkolů na cvičeních. Osnova přednášek 1. Úvod do mineralogie, její rozdělení a význam. Základní pojmy v mineralogii a krystalografii. Základní charakteristika krystalických látek. Morfologická krystalografie hlavní krystalografické zákony, krystalová souměrnost, operace a prvky souměrnosti, krystalové soustavy a jejich osní kříže, jednoduché krystalové tvary, Weissovy a Millerovy symboly, stereografická projekce. Přehled vybraných krystalových oddělení jednotlivých soustav (2 přednášky).

3 2. Reálné krystaly přirozený vývin krystalových tvarů (habitus minerálů, zákonité a nahodilé krystalové srůsty). Základy strukturní krystalografie. Bravaisovy translační mřížky. RTG-metody výzkumu krystalických látek. 3. Základy chemické a fyzikální krystalografie. Geometrický a chemický faktor při vzniku struktur. Chemické vazby. Koordinační čísla a polyedry. Izomorfie, polymorfie a polytypie. Nejdůležitější makrodiagnostické fyzikální vlastnosti minerálů. 4. Optická krystalografie nejdůležitější optické vlastnosti minerálů a metody jejich určování v procházejícím světle. Polarizační mikroskop. 5. Systematická mineralogie - princip mineralogického systému. Systematický přehled nejdůležitějších minerálů ze skupin prvků, sulfidů, halogenidů, oxidů a hydroxidů, nitrátů, karbonátů, sulfátů, fosfátů. Přehled technického použití vybraných minerálů a jejich výskyt (2 přednášky). 6. Systematická mineralogie. Princip členění silikátů na základě struktury. Systematický přehled nejdůležitějších minerálů ze skupiny silikátů - jejich vlastnosti, technický význam a výskyt. Horninotvorný význam skupiny silikátů (2 přednášky). 7. Genetická mineralogie základní způsoby vzniku minerálů procesy magmatogenními, sedimentogeními a metamorfogenními. 8. Úvod do petrografie a základní pojmy v petrografii. Základní rozdělení hornin podle jejich vzniku. Horniny magmatické vznik vyvřelých hornin a jejich rozdělení, diferenciace magmatu, minerály magmatických hornin, charakteristické struktury a textury vyvřelých hornin. 9. Horniny magmatické základy chemické a mineralogické klasifikace vyvřelých hornin, charakteristika základních druhů vyvřelých hornin, jejich výskyt a praktické použití. 10. Horniny sedimentární - základní procesy vzniku sedimentárních hornin (zvětrávání, transport, sedimentace, diageneze), struktury a textury sedimentů, horninotvorné složky sedimentů. 11. Horniny sedimentární principy klasifikace klastických i cementačních sedimentů, systém sedimentů, charakteristika základních druhů klastických i cementačních sedimentárních hornin, jejich výskyt a praktické použití. 12. Horniny metamorfované - vznik metamorfovaných hornin, fyzikální a chemické faktory metamorfózy, druhy metamorfózy. Základní struktury a textury metamorfitů. Horninotvorné minerály metamorfitů. Přehled nejdůležitějších regionálně i kontaktně metamorfovaných hornin, jejich výskyt a praktické použití. Migmatity vznik a základní rozdělení. Osnova cvičení 1.,2. Základní pojmy v mineralogii a krystalografii. Morfologická krystalografie hlavní krystalografické zákony, krystalová souměrnost, operace a prvky souměrnosti, krystalové soustavy a jejich osní kříže 3. Nejdůležitější makrodiagnostické fyzikální vlastnosti minerálů. Princip mineralogického systému.

4 4. Systematická mineralogie - přehled vybraných minerálů z třídy prvků, sulfidů, halogenidů. Rozpoznávání minerálů na základě jejich fyzikálních vlastností. 5. Systematická mineralogie - přehled vybraných minerálů z třídy oxidů a hydroxidů, nitrátů, karbonátů, sulfátů, fosfátů. Rozpoznávání minerálů na základě jejich fyzikálních vlastností. 6. Systematická mineralogie - princip klasifikace silikátů na základě struktury. Přehled vybraných minerálů z jednotlivých oddělení třídy silikátů. Rozpoznávání minerálů na základě jejich fyzikálních vlastností. 7. Úvod do petrografie a základní pojmy v petrografii. Základní rozdělení hornin podle jejich vzniku. Hlavní horninotvorné minerály. 8., 9. Horniny magmatické charakteristické struktury a textury magmatických hornin, klasifikace a přehled vybraných magmatických hornin, určování hornin na základě makropetrografického popisu. 10., 11. Horniny sedimentární - struktury a textury sedimentů, horninotvorné složky sedimentů, klasifikace a přehled vybraných sedimentárních hornin, určování hornin na základě makropetrografického popisu. 12., 13. Horniny metamorfované - základní struktury a textury metamorfitů. Horninotvorné minerály metamofitů. Přehled vybraných regionálně i kontaktně metamorfovaných hornin, určování hornin na základě makropetrografického popisu. 14. Zápočtová písemná práce: Krystalografie - určení prvků souměrnosti a zařazení modelů krystalů do krystalové soustavy. Mineralogie, petrografie - určení neznámých minerálů a hornin na základě popisu fyzikálních vlastností, zařazení do klasifikačního systému, znalost složení a významu. Otázky ke zkoušce 1. Přirozený vývin krystalových tvarů, zákonité srůsty, krystalové agregáty, pseudomorfózy. 2. Metody používané pro identifikaci minerálů a krystalových struktur. Braggova rovnice. 3. Chemická krystalografie, typy vazeb, izomorfie, polymorfie. 4. Fyzikální krystalografie, vlastnosti významné pro rychlé určení minerálů. 5. Endogenní procesy. Magma - složení, oblasti vzniku. 6. Podstata bowenovského trendu krystalizace magmatu. 7. Co rozumíme pod pojmem hydrotermální roztok, praktický význam hydrotermálních produktů. 8. Podstata pojmu hypergeneze, charakteristika pochodů uplatňujících se při zvětrávání. 9. Vznik a význam rozsypů (rýžovisek). 10. Vznik bauxitů a limonitů, jejich mineralogické složení. 11. Zvětrávání sulfidů, vertikální zonalita a minerální parageneze. 12. Základní faktory a typy metamorfózy, jejich stručná charakteristika. 13. Výskyt ryzích prvků v přírodě. Použití, význam. 14. Hlavní sulfidy mědi, jejich vznik a význam. 15. Sulfidy železa, železné rudy a halogenidy, jejich vznik a význam.

5 16. Minerály SiO2. Vznik, vlastnosti, význam. 17. Nejvýznamnější karbonáty, členění, význam. 18. Baryt, sádrovec, anhydrit a fosforečnany. Charakteristika a využití. 19. Podstata systematiky silikátů. 20. Minerály skupiny granátů, vznik, výskyt, použití. 21. Nejvýznamnější cyklosilikáty. Charakteristika, uplatnění izomorfie. 22. Pyroxeny a amfiboly. Společné a rozdílné znaky. Dělení a význam. 23. Jílové minerály. Charakteristika a praktické využití. 24. Skupina slíd. Členění, vznik, výskyt a význam. 25. Skupina živců. Jejich význam pro petrografii a praktické využití. 26. Nejdůležitější horninotvorné minerály. 27. Dělení vyvřelých hornin podle původu, minerálního složení, chemizmu a stáří. 28. Hlubinné vyvřelé horniny. Složení, výskyt a použití. 29. Žilné a výlevné vyvřelé horniny. Složení, výskyt a použití. 30. Vznik sedimentárních hornin. 31. Principy klasifikace sedimentárních hornin. 32. Klastické sedimenty. Uveďte příklady hornin a jejich využití. 33. Cementační sedimenty. Uveďte příklady hornin a jejich využití. 34. Definujte kontaktní a regionální metamorfózu. 35. Minerály vznikající při metamorfních procesech. 36. Horniny regionálně metamorfované. Uveďte příklady hornin a jejich využití. 37. Horniny kontaktně metamorfované. Schematicky znázorněte kontaktní zónu a vyjmenujte horniny, které se zde mohou vyskytovat. Podmínky absolvování předmětu Název úlohy Typ úlohy Max. počet bodů (akt. za podúlohy) Min. počet bodů Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51 Zápočet Zápočet 33 (33) 17 Písemka Písemka Zkouška Zkouška 67 (67) 34 Písemná zkouška Písemná zkouška Údaje o předmětu v cizím jazyce Annotation The course introduces students to the basic geological sciences - mineralogy and petrography. In this framework, the students are introduced to the crystalline structure of minerals, geological processes leading to their formation and the main types of minerals and rocks. Students learn to identify the selected types of minerals and rocks based on a description of their properties and also known examples of practical applications of minerals and rocks in engineering practice.

6 Outline of lectures 1.Introduction to mineralogy, its division and importance. Basic concepts in mineralogy and crystallography. The basic characteristics of crystalline materials. Morphological crystallography - the main crystallographic laws, crystal symmetry, operations and elements of symmetry, crystal systems and their axial crosses, simple crystal shapes, Weiss and Miller symbols, stereographic projection. An overview of selected crystal sections of various systems (2 lectures). 2. Actual crystals - a natural evolution of crystal shapes (habitus of minerals, regular and random crystal concretions). Basics of structural crystallography. Translational Bravais lattices. X-ray methods in the research of crystalline substances. 3. Fundamentals of physical and chemical crystallography. Geometrical and chemical factor in the development of structures. Chemical bonds. Coordination numbers and polyhedra. Isomorphism, polymorphism and polytypy. The most important macrodiagnostic physical properties of minerals. 4. Optical crystallography - the most important optical properties of minerals and methods of their determination in transmitted light. Polarizing microscope. 5. Systematic mineralogy - the principle of mineralogical system. A systematic overview of the most important minerals from the groups of elements, sulfides, halides, oxides, hydroxides, nitrates, carbonates, sulfates, phosphates. An overview of the technical use of selected minerals and their occurrence (2 lectures). 6. Systematic mineralogy. The principle of division of silicates based on their structure. A systematic overview of the most important minerals from the group of silicates - their characteristics, technical importance and occurrence. Importance of the group of rock-forming silicates (2 lectures). 7. Genetic mineralogy - basic ways of the formation of minerals through magmatogenic, sedimentogenic and metamorphogenic processes. 8. Introduction to lithology and basic concepts in petrography. The basic division of rocks according to their origin. Magmatic rocks - the formation of igneous rocks and their division, differentiation of magma, minerals of magmatic rocks, characteristic structure and texture of igneous rocks. 9. Magmatic rocks - basic chemical and mineralogical classification of igneous rocks, characteristics of basic types of igneous rocks, their presence and practical use. 10. Sedimentary rocks - basic processes of formation of sedimentary rocks (weathering, transport, sedimentation, diagenesis), structure and texture of sediments, rock-forming components of sediments. 11. Sedimentary rocks - principles of the classification of clastic and cementing sediments, the system of sediments, characteristics of the basic types of clastic and cementing sedimentary rocks, their presence and practical use. 12. Metamorphic rocks - formation of metamorphic rocks, physical and chemical factors of metamorphosis, types of metamorphosis. The basic structure and texture of metamorphic rocks.

7 Metamorphic rock-forming minerals. An overview of the most important regionally and contactly metamorphosed rocks, their appearance and practical use. Migmatites - the formation and basic division. Outline of exercises 1. Basic concepts in mineralogy and crystallography. Morphological crystallography - the main crystallographic laws, crystal symmetry, operations and elements of symmetry, crystal systems and their axial crosses. 3. The most important macrodiagnostic physical properties of minerals. The principle of mineralogical system. 4. Systematic mineralogy - an overview of selected minerals from the class of elements, sulfides, halides. Recognition of minerals based on their physical properties. 5. Systematic mineralogy - an overview of selected minerals from the class of oxides and hydroxides, nitrates, carbonates, sulfates, phosphates. Recognition of minerals based on their physical properties. 6. Systematic mineralogy - the principle of the classification of silicates based on their structure. An overview of selected minerals from various sections of the class of silicates. Recognition of minerals based on their physical properties. 7. Introduction to petrography and basic concepts in petrography. The basic division of rocks according to their origin. The main rock-forming minerals. 8. Magmatic rocks - characteristic structure and texture of magmatic rocks, classification and overview of selected magmatic rocks, determination of rocks based on their macropetrographic description. 10. Sedimentary rocks - the structure and texture of sediments, rock-forming components of sediments, classification and overview of selected sedimentary rocks, determination of rocks based on their macropetrographic description. 12. Metamorphic rocks - the basic structure and texture of metamorphic rocks. Metamorphic rock-forming minerals. An overview of selected regionally and contactly metamorphosed rocks, determination of rocks based on their macropetrographic description. 14. Credit essay: Crystallography determination of the elements of symmetry and classification of the models of crystals in the crystal system. Mineralogy, petrography - determination of unknown minerals and rocks from the description of their physical characteristics, inclusion in the classification system, knowledge of the composition and importance. Exam question topics 1. Natural development of crystal shapes, regular concretions, crystal aggregates, pseudomorphoses. 2. The methods used for identifying minerals and crystal structures. Bragg equation.

8 3. Chemical crystallography, types of bonds, isomorphism, polymorphism. 4. Physical crystallography, properties important for the rapid determination of minerals. 5. Endogenous processes. Magma - composition, regions of formation. 6. The essence of the Bowen trend of magma crystallization. 7. The meaning of the concept of hydrothermal solution, the practical importance of hydrothermal products. 8. The essence of the concept of hypergenesis, characteristics of the processes taking effect during weathering. 9. The origin and significance of placer deposits (placers). 10. Emergence of bauxites and limonites, their mineralogical composition. 11. Weathering of sulphides, vertical zoning and mineral paragenesis. 12. Basic factors and types of metamorphosis, their brief description. 13. Occurrence of pure elements in nature. Their use and importance. 14. Main copper sulfides, their origin and importance. 15. Iron sulphides, iron ores and halides, their origin and significance. 16. SiO2 minerals. Formation, properties and importance. 17. The most important carbonates, division, significance. 18. Barite, gypsum, anhydrite and phosphates. Characterization and use. 19. The essence of systematics of silicates. 20. Minerals form the group of garnets, the origin, occurrence, use. 21. The most important cyclosilicates. Characteristics, application, isomorphism. 22. Pyroxenes and the amphiboles. Common and different features. Division and importance. 23. Clay minerals. Characteristics and practical use. 24. The group of micas. Division, formation, occurrence and importance. 25. The group of feldspars. Their importance for petrography and practical use. 26. The most important rock-forming minerals. 27. Division of igneous rocks according to their origin, mineral composition, chemistry and age. 28. Abyssal igneous rocks. Composition, occurrence and usage. 29. Vein and extrusive igneous rocks. Composition, occurrence and usage. 30. Formation of sedimentary rocks. 31. Principles of the classification of sedimentary rocks. 32. Clastic sediments. Give examples of rocks and their application. 33. Cementing sediments. Give examples of rocks and their application. 34. Define contact and regional metamorphoses.