Sylabus předmětu Mineralogie (G 1061, G 1061k) – podzim 2017 Vyučující: doc. Zdeněk Losos, dr. Radek Škoda Rozsah a forma výuky: 2 hodiny přednáška + 1 hodina praktického cvičení týdně Určeno: bakalářský program geologie Ukončení předmětu: písemná a ústní zkouška s praktickou částí (poznávání vzorků minerálů) Podmínky připuštění ke zkoušce: 80% účast na cvičeních (absence nutno nahradit po domluvě s vyučujícím) Průběh zkoušky: Zkouška z předmětu „Mineralogie“ probíhá na základě vypsaných termínů v ISu ve zkouškovém období. Ve stanovený čas začíná ve stanovené učebně písemná část zkoušky, která má formu testu ze základních znalostí z přednesené látky. Poté jsou testy opraveny a vyhodnoceny. Pro postup k následující ústní a praktické části zkoušky (tentýž den) musí student dosáhnout 60 % úspěšnosti v bodovém ohodnocení. Ústní část zkoušky zkouší vždy jeden z vyučujících. U praktické části zkoušky se poznává 5 vzorků minerálů ze seznamu (minerály vyznačené v soupisu tučně je u nutné u zkoušky bezpodmínečně poznat). Při neúspěchu u ústní nebo praktické části zkoušky opakuje student pouze tuto část v některém dalším zkouškovém termínu, vypsaném v ISu. Poznámka: o věcech týkajících se předmětu budou studenti informováni průběžně hromadným e-mailem. Všeobecná mineralogie 1. Morfologickákrystalografie: úvod, definice základních pojmů: minerál, krystal, krystalická a amorfní látka morfologie krystalu, typy krystalových ploch, hran a rohů; vztah mezi morfologií a strukturou krystalu, krystalografické osy, základní poměr parametrů krystalu indexování krystalových ploch a hran, Weissovy, Millerovy a Bravaisovy symboly základní prvky symetrie (střed symetrie, osy rotační a inverzní, roviny symetrie), operace symetrie, základní charakteristika krystalových soustav a bodových grup (oddělení) symetrie základní krystalové tvary: pedion, prizma, dóma, sfenoid, disfenoid, pyramida, dipyramida, trapezoedr, skalenoedr, romboedr, oktaedr, hexaedr, tetraedr, dodekaedr, hexaoktaedr soustavy a holoedrická oddělení symetrie: jejich tvary a příklady minerálů (trikl. pinakoidální, monokl. prizmatické, romb. dipyramidální, ditetr. dipyramidální, dihex. dipyramidální, ditrig. skalenoedrické, hexaoktaedrické) krystalové srůsty: náhodné, zákonité (hypoparalelní a dvojčatné), epitaxe pseudomorfózy 2. Strukturní krystalografie: definice základních pojmů: struktura a mřížka, možnosti jejich zobrazení, amorfní látka základní prvkya operace symetrie struktur (inverze, rotace, zrcadlení, translace), kombinované operace symetrie, základní charakteristika a značení prostorových grup symetrie krystalová mřížka a její konstrukce, rovinné a prostorové Bravaisovy mřížky a jejich význam, indexování přímek a rovin izomorfie v krystalových strukturách, principy substituce v krystalových strukturách, defekty ve strukturách minerálů polymorfie a polytypie minerálů vznik a růst krystalů, růstová rychlost, základní principy krystalizace 3. Krystalová chemie: základní stavební částice hmoty atom a jeho stavba, model atomu, stavba atomového jádra, radioaktivita, stavba elektronového obalu, kvantová čísla, Pauliho vylučovací princip, výstavbový princip, izotopy, rozdělení prvků podle elektronové konfigurace vznik iontů, ionizační energie, elektronová afinita, elektronegativita, atomový a iontový poloměr, koordinace iontů, koordinační číslo, uspořádání iontů v prostoru chemické vazby a vazebné síly, vznik vazby, základní princip vazeb iontových, kovalentních kovových a vodíkových, van der Waalsova mezimolekulová síla, příklady vazeb, stanovení vazebného mechanismu chemické složení minerálů a jeho vyjádření, substituce v minerálech, exsoluce, základní přepočet analýzy minerálů na krystalochemický vzorec 4. Fyzikální vlastnosti minerálů agregace a vývin minerálů mechanické vlastnosti minerálů: charakteristika tvrdosti, štěpnosti, lomu a soudržnosti optické vlastnosti minerálů: izotopní a anizotropní minerály, opticky jednoosé a dvojosé minerály barva a lesk minerálů: příčiny zbarvení minerálů, barva vrypu fluorescence,termoluminiscence hustota minerálů elektrické a magnetické vlastnosti minerálů 5. Metody výzkumu minerálů metody chemického výzkumu: chemická analýza, přístrojové metody AAS, XRF, elektronová mikroanalýza, termická analýza výzkum struktury minerálů: rtg prášková difrakce, chování rtg záření ve struktuře minerálů, difrakční záznam a jeho zhodnocení 6. Stabilita minerálů systém a jeho stabilita, základní veličiny v termodynamice fázové pravidlo, základní fázové diagramy a jejich význam Systematickámineralogie I. Krystalochemická klasifikace minerálů. Minerál, varieta, pevné roztoky, izomorfní skupiny. Mineralogické názvosloví. Minerální asociace, parageneze. II. Úvod do geneze minerálů (magmatogenní, pegmatity, hydrotermální, supergenní, sedimentogenní,metamorfní) III. Prvky: (Au, Ag, Cu, Pt, Fe, diamant, grafit, S). IV. Sulfidy: struktury tetraedrické: sfalerit, chalkopyrit, bornit. Oktaedrické: galenit, pyrhotin, nikelín. S jiným uspořádáním: molybdenit, cinabarit, covellín, chalkozín, argentit. Komplexní sulfidy: pyrit, markazit, arzenopyrit, antimonit, boulangerit, jamesonit, tetraedrit, proustit, pyrargyrit, realgar, auripigment. V. Halovce: halit, sylvín, carnallit, fluorit. VI. Oxidy a hydroxidy. Struktury tetraedrické: minerály SiO2 a jejich variety. Oktaedrické: hematit, korund, ilmenit, rutil, kasiterit. Kombinované tetraedrické a oktaedrické: spinelidy (magnetit, spinel, chromit), chryzoberyl. Kubické: uraninit. S jiným uspořádáním: kuprit, columbit. Gibbsit, brucit, manganit, goethit, lepidokrokit, diaspor, boehmit, limonit, bauxit. VII. Sulfáty. Bezvodé: anhydrit, baryt, celestin, anglezit.Vodnaté: sádrovec, chalkantit, melanterit, epsomit, kamence. VIII. Karbonáty. Kalcitový strukturní typ: kalcit, magnezit, siderit, rodochrozit.Dolomitový strukturní typ: dolomit, ankerit. Aragonitový strukturní typ: aragonit, cerusit. Struktury s jiným uspořádáním: malachit, azurit. IX. Fosfáty a jiné skupiny: monazit, apatit, pyromorfit, erytrín, annabergit, vivianit, autunit, torbernit. Wolframit, scheelit, wulfenit, krokoit. X. Silikáty. a/ Tektosilikáty: živce (ortoklas, mikroklin, sanidin, adulár, plagioklasy), foidy (analcim, leucit, nefelín), zeolity b/ Fylosilikáty: mastek, slídy (muskovit, paragonit, biotit, flogopit, lepidolit, cinvaldit), chlority, minerály serpentinitové skupiny, prehnit, jílové minerály, glaukonit c/ Inosilikáty: pyroxeny (enstatit, bronzit, hyperspen, diopsid, hedenbergit, augit, jadeit, spodumen), amfiboly (antofylit, tremolit, aktinolit, amfibol obecný a čedičový, glaukofan), pyroxenoidy (wollastonit, rodonit) d/ Cyklosilikáty: turmalíny, beryl, cordierit e/ Nesosilikáty: skupina olivínu, chondrodit, granáty, minerály Al2SiO5, staurolit, chloritoid, titanit, topaz, zirkon f/ Sorosilikáty: melilit, skupina zoisitu a epidotu, vesuvian, prehnit Seznam minerálů určených pro praktické poznávání ve cvičeních 1. Prvky: zlato, stříbro, měď, grafit, síra 2. Sulfidy: chalkozín, sfalerit, chalkopyrit, pyrhotin, galenit, cinabarit, pyrit, markazit, arzenopyrit, antimonit, molybdenit, tetraedrit 3. Halovce: halit, sylvín, fluorit 4. Oxidy a hydroxidy: křemen, chalcedon, opál, achát, korund, hematit, ilmenit, rutil, kasiterit, spinel, magnetit, wolframit, limonit (goethit), bauxit 5. Karbonáty: kalcit, siderit, magnezit, dolomit, ankerit, aragonit, malachit, azurit 6. Sulfáty: anhydrit, baryt, sádrovec, scheelit 7. Fosfáty: apatit, pyromorfit, 8. Silikáty: o nesosilikáty: granáty (pyrop, almandin, spessartin, grosular, andradit), olivín, zirkon, andalusit, sillimanit, kyanit, titanit, staurolit, chloritoid o sorosilikáty: skupina epidotu (klinozoisit, epidot, allanit), vesuvian o cyklosilikáty: beryl, cordierit, sekaninait, skupina turmalínů o inosilikáty: pyroxeny (enstatit, diopsid, hedenbergit, augit), amfiboly (tremolit, aktinolit, hornblend, antofylit, glakofán), wollastonit, prehnit o fylosilikáty: muskovit, biotit, lepidolit, mastek, kaolinit, serpentinová skupina, chlority o tektosilikáty: živce (ortoklas, mikroklin, sanidin, plagioklasy), leucit, nefelín, zeolity (natrolit, stilbit) Doporučené studijní materiály: studijní materiály vložené v ISu webová stránka http://mineralogie.sci.muni.cz Klein C. (2006): Mineralógia. – slovenský překlad, Bratislava. Klein C., Hurlbut C.S. (1993): Manual of Mineralogy, 21. edice, John Wiley & Sons Chvátal M. (1999): Krystalografie. – Skripta, Karolinum, Praha. Chvátal M. (1999): Úvod do systematické mineralogie. – Skripta, Silikátový svaz, Praha. Bernard J.H. a kol. (1992): Encyklopedický přehled minerálů, Academia Praha. Slavík F., Novák J., Kokta J. (1974): Mineralogie. – Academia Praha. Zimák J. (1993): Mineralogie a petrografie. Skripta UP Olomouc.