GE091 Mineralogie a geochemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
2/0/0. 3 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Zdeněk Losos, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Zdeněk Losos, CSc.
Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Martin Ivanov, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 13:00–14:50 G2,02003
Předpoklady
Předmět je určen především pro posluchače odborné chemie. Předpokladem jsou znalosti chemie, fyziky a mineralogie v rozsahu středoškolské látky.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 1284 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Hlavním cílem kurzu je porozumění základům mineralogie a geochemie a jejich dílčích disciplín (Úvod do mineralogie a geochemie, Morfologická a strukturní krystalografie, Fyzikální vlastnosti minerálů, Krystalochemie a Systematická mineralogie)
V systematické části mineralogie je třeba si osvojit chemické složení, kryst. soustavu, strukturu, fyzikální a chemické vlastnosti, vznik a využití nejdůležitějších minerálů v rozsahu sylabu přednášky.
Výuka geochemie je zaměřena na pochopení vzniku a vývoje vesmíru, sluneční soustavy, planety Země, stavbu planety Země a hlavní geologicko-geochemické procesy v zemské kůře. Komentovány jsou také antropogenní vlivy na vývoj chemismu povrchu zemské kůry.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- mít základní znalosti z morfologické, strukturní, chemické a fyzikální krystalografie
- znát hlavní charakteristiky cca 50 nejhojnějších a průmyslově významných minerálů
- vysvětlit základní geochemické procesy, odehrávající se na planetě Zemi, zejména v zemské kůře a na jejím povrchu
Osnova
  • 1/ Úvod do mineralogie a geochemie - vznik a historický vývoj obou vědních disciplín, postavení mineralogie a geochemie v systému přírodních věd, jejich rozdělení a objekty výzkumu, praktický význam - definice minerálu
  • 2/ Morfologická krystalografie - definice krystalu - prvky morfologického omezení krystalů, tvary jednoduché, spojky, monokrystal, srostlice - osní kříže, osní úhly, indexování ploch a krystalových tvarů - základy měrení krystalů, krystalografické projekce (gnomonická a stereografická) - základní krystalografické zákony a pravidla - prvky morfologické souměrnosti krystalů - oddělení souměrnosti a krystalové soustavy (osní kříže, základní krystalové tvary, příklady minerálů a sloučenin)
  • 3/ Strukturní krystalografie - krystal z pohledu strukturní krystalografie, podmínky jeho vzniku, fáze krystalizačního procesu - pravidelné uspořádání bodů v prostoru, 5 typů rovinných mřížek a 14 Bravaisových prostorových buněk, symetrie jednorozměrných řad, rovinných sítí a prostorových mřížek - šroubové osy a roviny posunutého zrcadlení - bodové a prostorové grupy - určování krystalové struktury minerálů (difrakce RTG-záření, prášková metoda, identifikace krystalických látek)
  • 4/ Fyzikální vlastnosti minerálů - barva a prostupnost světla, lesk, hustota, tvrdost, štěpnost, magnetismus, luminiscence, radioaktivita - úvod do krystalové optiky a možnosti jejího využití v diagnostice minerálů a sloučenin
  • 5/ Krystalochemie - stavební částice minerálů, jejich rozměry, vazebné síly v krystalech, koordinační polyedry, Paulingova pravidla, - strukturní klasifikace minerálů (přehled mineralogického systému na příkladech) - izostrukturnost, izomorfie, polymorfie, polytypie, pseudomorfie (příklady), pevné roztoky
  • 6/ Systematické mineralogie U probraných minerálů je třeba znát chemické složení, kryst. soustavu, strukturu, fyzikální a chemické vlastnosti, vznik a využití v rozsahu přednášky: - prvky (Cu, Ag, Au, As, diamant, grafit, síra) - sirníky (Struktury tetraedrické: sfalerit, chalkopyrit. Struktury oktaedrické: galenit, pyrhotin, nikelín. Struktury s jiným uspořádáním: molybdenit, cinabarit, argentit. Komplexní sirníky: pyrit, markazit, arzenopyrit, antimonit, tetraedrit, realgar, auripigment.) - halovce (halit, sylvín, fluorit, kryolit, carnallit) - oxidy (Struktury tetraedrické: minerály SiO2, periklas. Struktury oktaedrické: hematit, korund, ilmenit, rutil, kasiterit. Struktury kombinované tetraedrické a oktaedrické: spinelidy - magnetit, spinel, chromit. Kubická struktura: uraninit. S jiným uspořádáním: kuprit. Limonit a bauxit.) - dusičnany (ledek čilský) - uhličitany (kalcit, magnezit, siderit, dolomit, aragonit, malachit, azurit) - sírany (Bezvodé : anhydrit, baryt. Vodnaté: sádrovec, skalice, kamence) - fosfáty ( xenotim, monazit, apatit, fosfority, pyromorfit) - silikáty (Nesosilikáty: olivín, granáty, zirkon, topaz, titanit. Sorosilikáty: epidot. Cyklosilikáty: beryl, turmalíny. Inosilikáty: amfiboly, pyroxeny. Fylosilikáty: slídy, mastek, kaolinit, serpentin. Tektosilikáty: K-živce, plagioklasy, zeolity)
  • 7/ Geochemie - vznik a vývoj vesmíru, sluneční soustavy, planety Země - stavba planety Země - geologicko-geochemické procesy v zemské kůře: magmatický proces, metamorfní proces, zvětrávání a sedimentace
Literatura
    doporučená literatura
  • CHVÁTAL, Marek. Mineralogie pro 1. ročník : krystalografie. 1. vyd. Praha: Univerzita Karlova v Praze, nakladatelství Karolinum, 2002, 169 s. ISBN 8071849987. info
  • Geochemie. Edited by Vladimír Bouška. Praha: Academia, 1980, 555 s. URL info
  • BOUŠKA, Vladimír a Pavel KAŠPAR. Speciální optické metody : studium minerálů v procházejícím světle. Vyd. 1. Praha: Academia, 1983, 198 s. info
  • NESSE, William D. Introduction to mineralogy. 2nd ed. New York: Oxford University Press, 2012, xv, 480. ISBN 9780199859764. info
  • SLAVÍK, František, Jiří NOVÁK a Jaroslav KOKTA. Mineralogie. 5. přeprac. a dopl. vyd. Praha: Academia, 1974, 486 s. info
    neurčeno
  • KLEIN, Cornelis, James Dwight DANA a Cornelius S. HURLBUT. Manual of mineral science. Translated by Juraj Majzlan. Slovak ed. (22nd ed). Bratislava: OIKOS-LUMON, 2006, xiv, 666. ISBN 8096853554. info
Výukové metody
přednášky, teoretická příprava
Metody hodnocení
Ukončení předmětu formou klasifikovaného zápočtu na základě splnění písemného testu z probrané látky. Test se skládá obvykle z 25 otázek s celkovým maximálním ziskem 50 bodů, ke splnění zápočtu je třeba dosáhnout 60 % (30 bodů).
Navazující předměty
Informace učitele
http://www.sci.muni.cz/mineralogie/
Předmět je určen především pro posluchače chemie. Klasifikovaný zápočet je z teorie v rozsahu sylabu.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2002, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.