INSTITUTO DE CIENCIAS POLARES, AMBIENTE Y
RECURSOS NATURALES
Año: 2018
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:
Mineralogía Óptica y Sistemática (ABG11)
CÓDIGO: ABG11
AÑO DE UBICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS: 2 año
FECHA ULTIMA REVISIÓN DE LA ASIGNATURA: 2017-11-27
CARRERA/S: Licenciatura en Geología v4,
CARÁCTER: CUATRIMESTRAL (1ro) TIPO: OBLIGATORIA
NIVEL: GRADO
MODALIDAD DEL DICTADO: PRESENCIAL MODALIDAD PROMOCION DIRECTA: NO CARGA HORARIA SEMANAL: 9 HS CARGA HORARIA TOTAL: 153 HS
EQUIPO DOCENTE Nombre y
Apellido Cargo e-mail
Julio Oyarzábal Profesor Asociado Exclusivo [email protected] Sergio Tapia Viedma Asistente Principal Exclusivo [email protected]
1. FUNDAMENTACION
La asignatura MINERALOGÍA ÓPTICA y SISTEMÁTICA se encuentra ubicada dentro del tercer cuatrimestre de la Carrera Licenciatura en Geología. Se considera que sus contenidos en Cristalografía Morfológica y Estructural, Sistemática Mineral, Mineralogía Determinativa y Cristalografía Óptica son de importancia vital para el desarrollo de las Ciencias Geológicas Básicas y Aplicadas, y troncales para el correcto entendimiento de temáticas inherentes a Petrología, Sedimentología, Geología de Yacimientos Minerales y Geología Económica.
2. OBJETIVOS
a) OBJETIVOS GENERALES
Se considera que el alumno deberá adquirir los conceptos teóricos y metodologías prácticas útiles para la identificación y estudio de las principales especies minerales, especialmente aquellas de importancia petrogenética y económica, en forma mesoscópica y microscópica.
b) OBJETIVOS ESPECIFICOS
Los principales objetivos específicos sobre los cuales se basa el curso son:
1. Adquirir fuertes conocimientos sobre simetría morfológica y estructural y su interelación con la cristalografía y cristaloquímica.
2. Comprender los criterios de clasificación sistemática actuales, entendiendo las diferencias taxonómicas entre diferentes categorías minerales.
énfasis en aquellas denominadas como diagnósticas en la determinación mesoscópica de especies.
4. Reconocer las modificaciones de la luz en el estudio de la cristalografía óptica y aplicar esos conceptos al reconocimiento y caracterización de minerales bajo luz transmitida y reflejada.
3. CONDICIONES DE REGULARIDAD Y APROBACION DE LA ASIGNATURA
RÉGIMEN DE APROBACIÓN
1. Las clases de MINERALOGÍA ÓPTICA y SISTEMÁTICA serán dictadas bajo la modalidad de “teóricas" y "prácticas de laboratorio y gabinete”.
2. La asignatura se divide en tres módulos fundamentales: a. Cristalografía Morfológica y Estructural y Cristaloquímica, b. Mineralogía Sistemática y Determinativa, y
c. Cristalografía Óptica.
3. Durante el transcurso de la cursada el alumno llevará una carpeta integrada por todas las actividades prácticas, de laboratorio y de gabinete, realizadas, la cual deberá encontrarse permanentemente al día.
4. Para alcanzar la regularidad de la signatura el alumno deberá aprobar cada uno de los módulos fundamentales detallados en el punto 2.
5. Para aprobar cada módulo el alumno deberá cumplir los siguientes objetivos:
a. asistir al 80% de los trabajos prácticos programados. Las impuntualidades por sobre los 15 minutos de comenzada la clase se computarán como media falta.
b. aprobar el 70% de los cuestionarios previstos (uno por cada trabajo práctico) y el 100% de sus recuperaciones.
c. aprobar el desarrollo de los trabajos prácticos, mediante la correcta presentación de los resultados obtenidos al finalizar el mismo.
c. aprobar la evaluación parcial correspondiente o su respectiva recuperación.
6. Las evaluaciones correspondientes a cada trabajo práctico, a los parciales y a sus respectivas recuperaciones se aprobarán con 60/100 puntos.
7. Aquellos alumnos que no habiendo obtenido la regularidad de la materia opten por rendirla libre, deberán rendir un examen final práctico y teórico. El primero de ellos será escrito y abarcará temas de los tres módulos de la asignatura. En caso de ser aprobado, con 70/100 puntos, se procederá al examen oral teórico. Las dos evaluaciones son eliminatorias, y en caso de aprobarse ambas, la nota final será la del examen oral.
8. Aquellos alumnos que hayan obtenido la regularidad de la asignatura por haber cumplimentado con lo estipulado en los puntos 5 y 6, aprobaran la materia mediante un examen oral que versará sobre contenidos teóricos del presente programa.
9. En el examen final oral de contenidos teóricos, al alumno se le sortearán 3 (tres) puntos del programa; tras un intervalo de 15 minutos de repaso, con bibliografía y apuntes, procederá a exponer sobre uno de los temas a su elección y el tribunal indagará sobre los dos restantes. La nota mínima de aprobación será de 4/10 puntos, equivalentes al 60% de cada uno de los tres temas indagados.
4. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA
PROGRAMA DE CLASES TEÓRICAS
Unidad 1: 1. Definiciones de mineral y de cristal, estado amorfo y estado cristalino. Nomenclatura mineral. 2. Elementos geométricos de los cristales; simetría cristalina. Elementos de simetría de
1º y 2º especie, equivalencias entre elementos de simetría. Reglas de simetría. 3. Ejes cristalográficos y sistemas cristalográficos, relaciones axiales. Las 32 clases de simetría,
holoedrías y merohedrías. Notación y simbología. 4. Notaciones cristalográficas: coeficientes de Weiss, índices de Miller y de Bravais, notación de Goldschmidt. Ley de la racionalidad de los índices. 5. Formas cristalográficas: abiertas y cerradas, simples y combinadas. 6. Concepto, notación y cálculo de zonas.
Unidad 2: 7. Ley de constancia de los ángulos diedros, medición de ángulos; goniómetros. 8. Proyecciones de cristales: clinográfica, esférica, estereográfica y gnomónica. Coordenadas polares, red de Wulff. 9. Orientación de cristales, el dominio fundamental y las formas cristalográficas de cada clase de simetría.
Unidad 3: 10. Asociaciones de cristales: agregados irregulares y agrupaciones paralelas. 11. Maclas: elementos y leyes de maclas; tipos morfológicos, estructurales y genéticos. Epitaxia. 12. La estructura interna de los cristales: redes lineales, planares y espaciales. Celda elemental. Los 14 retículos de Bravais. 13. Elementos de simetría de 3º especie. Los 230 grupos espaciales. Unidad 4: 14. Elementos constitutivos de los retículos cristalinos. Tipos de enlaces: iónico, covalente, metálico y residuales; relación entre los enlaces y las propiedades de los minerales. 15. Relación de radios iónicos, números y poliedros de coordinación. 16. Componentes y fases. Isomorfismo e isoestructuralismo, diadocia, sustituciones y soluciones sólidas. Pseudomorfismo y polimorfismo. 17. Nucleación, crecimiento e imperfecciones cristalinas.
Unidad 5: 18. Sistemática mineral. Diferentes criterios de clasificación. Sistemática de Strunz. 19. Características químicas y estructurales de las diferentes clases, subclases y grupos minerales. 20. Propiedades físicas de los minerales. Peso específico y fusibilidad. Clivaje, partición y fractura. Tenacidad. 21. Forma y hábito. Dureza y raya. 22. Color, brillo, diafanidad.
Luminiscencia. 23. Propiedades radiactivas, eléctricas y magnéticas. 24. Ensayos químicos de minerales. Solubilidad. Principales determinaciones cualitativas.
Unidad 6: 25. Conceptos de paragénesis mineral. Cristalización, diferenciación y paragénesis magmática. 26. Principales rocas y minerales metamórficos. 27. Asociaciones sedimentarias. 28. Minerales gema, piedras preciosas. Propiedades y tipos de tallas.
Unidad 7: 29. Cristalografía óptica. Naturaleza de la luz. Luz natural y luz polarizada. Isotropía y anisotropía. 30. Optica de los medios isótropos: reflexión y refracción. Indice de refracción; su determinación en líquidos. 31. Optica de los medios anisótropos: birrefringencia, planos de vibración. Obtención de luz polarizada, prisma de Nicol, polaroides. 32. Clasificación general de los minerales según su comportamiento óptico. 33. Indicatrices ópticas. La indicatriz uniaxica: propiedades y orientación. La indicatriz biáxica: propiedades y orientación. Ley de Biot-Fresnel. 34. El microscopio petro-calcográfico: elementos constitutivos y sus funciones. Láminas
compensadoras. Marcha sistemática de observaciones microscópicas.
Unidad 8: 35. Observaciones ortoscópicas sin analizador. Forma, hábito, clivaje, color, absorción y pleocroismo. Relieve. Determinación del índice de refracción en sólidos. Refractividad, Ley de Gladstone y Dale. 36. Observaciones ortoscópicas con analizador. Colores de interferencia, retardo y diferencia de paso, tabla de Michel-Lévy. Determinación de las direcciones relativas de vibración. Elongación. Extinción y ángulo de extinción: determinación. 37. Observaciones
conoscópicas. Figuras de interferencia uniáxicas: centrada, excéntrica y paralela al eje óptico. Determinación del signo óptico. 38. Figuras de interferencia biáxicas: secciones principales, semigenerales y generales. Determinación del signo óptico. Angulo axial óptico 2V y 2E, determinación.
Unidad 9: 39. Reconocimiento óptico de los principales minerales formadores de rocas. Grupo olivino: composición, clasificación y nomenclatura. Propiedades y paragénesis. 40. Grupo piroxenos: composición, clasificación y nomenclatura. Propiedades y paragénesis. 41. Grupo anfíboles: composición, clasificación y nomenclatura. Propiedades y paragénesis. 42. Grupo micas: estructura y composición, clasificación y nomenclatura. Propiedades y paragénesis. 43. Feldespatos: composición, clasificación, propiedades y paragénesis. Métodos determinativos de plagioclasas.
Unidad 10: 44. Técnicas instrumentales modernas. Difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X. 45. Espectroscopia infrarroja, análisis térmico diferencial y análisis térmico gravimétrico. 46. Termometría de inclusiones fluidas. 47. Microscopía electrónica, microsonda electrónica y microsonda iónica.
PROGRAMA DE TRABAJOS PRÁCTICOS
A. CRISTALOGRAFÍA MORFOLÓGICA Y ESTRUCTURAL
CONCEPTOS TEÓRICOS: Unidades 1, 2, 3 y 4. Concepto de mineral y cristal; nomenclatura mineral. Elementos geométricos de un cristal, regla de Euler-Descartes. Simetría: elementos de simetría, equivalencias, reglas de simetría, sistemas y clases de simetría, notaciones. Formas cristalográficas, proyecciones estereográficas de cristales. Asociaciones de cristales; maclas, epitaxia. Estructura interna de los sólidos cristalinos, redes lineal, plana y espacial. Elementos de simetría de 3º especie; 230 grupos espaciales. Enlaces, tipos de enlaces. Relaciones de radios iónicos, poliedros de coordinación. Isomorfismo, isoestructuralismo, diadocia, pseudomorfismo y polimorfismo. Defectos en cristales.
TPNº1: Reconocimiento de elementos de simetría en cristales y aplicación de las reglas de simetría.
TPNº2: Reconocimiento de elementos de simetría. Asignación de cristales a sistemas y clases de simetría.
TPNº3: Coeficientes de Weiss e índices de Miller. Formas cristalográficas. TPNº4: Proyecciones cristalográficas, sistemas rómbico y tetragonal. TPNº5: Proyecciones cristalográficas, sistemas trigonal y hexagonal. TPNº6: Proyecciones cristalográficas, sistema cúbico.
TPNº7: Cristalografía estructural.
TPNº8: Repaso general: cristalografía morfológica y estructural. B. MINERALOGIA SISTEMÁTICA Y DETERMINATIVA
CONCEPTOS TEÓRICOS: Unidades 5 y 6. Propiedades físicas de los minerales. Ensayos químicos, solubilidad, determinaciones cualitativas. Sistemática mineral, criterios de clasificación mineral. Características químicas y estructurales de clases, subclases y grupos minerales.
Paragénesis mineral. Depósitos minerales en la República Argentina y en la provincia de Tierra del Fuego.
TPNº1: Sistemática de Strunz, clasificación de silicatos. 9.A. Nesosilicatos. TPNº2: 9.B. Sorosilicatos y 9.C. Ciclosilicatos.
TPNº3: 9.D. Inosilicatos y 9.E. Filosilicatos. TPNº4: 9.F. y 9.G. Tectosilicatos.
TPNº5: Clase 1. Elementos y Clase 2. Sulfuros y sulfosales (1º parte). TPNº6: Clase 2. Sulfuros y sulfosales (2º parte) y Clase 3. Haluros.
TPNº7: Clase 4. Óxidos (1º parte).
TPNº8: Clase 4. Óxidos (2º parte) y Clase 5. Carbonatos (1º parte). TPNº9: Clase 5. Carbonatos (2º parte) y Clase 6. Boratos.
TPNº10: TPNº11: Clase 7. Sulfatos y Clase 8. Fosfatos, arseniatos y vanadatos. TPNº11: Repaso general: mineralogía sistemática y determinativa.
C. CRISTALOGRAFÍA ÓPTICA
CONCEPTOS TEÓRICOS: Unidades 7, 8 Y 9. Naturaleza de la luz, luz natural y luz polarizada. Óptica de los medios isótropos, óptica de los medios anisótropos. Clasificación de los minerales según su comportamiento óptico. Indicatrices ópticas. Observaciones ortoscópicas con y sin analizador. Observaciones conoscópicas. Reconocimiento óptico de los minerales formadores de rocas.
TPNº1: Cristalografía óptica, generalidades. Propiedades ópticas de los medios isótropos. Índice de refracción.
TPNº2: Óptica de minerales isótropos: Fl-ópalo-Gr. Grt.
TPNº3: Óptica de minerales Ux: Qtz-calcedonia-Rt-Cal-Gr. de la Ap-Zrn-Brl-Gr. turmalina.
TPNº4: Óptica de minerales Bx: Feldespatos (adularia-Or-Mc-Pl-Sa), Feldespatoides (Hyn-Lct-Ne-Sdl).
TPNº5: Óptica de minerales Bx: Gr. micas (Ms-Bt-Lpd-Phl), Gr. Chl. TPNº6: Óptica de minerales Bx: Silicatos de Al (Ky-Sil-And-Crd-Dum-St). TPNº7: Óptica de minerales Bx: Gr. Amp y Gr. Px (1º parte), Gr. Ol (Fo-Fa). TPNº8: Óptica de minerales Bx: Gr. Amp y Gr. Px (2º parte), Gr. Ep (Ep). TPNº9: Repaso general.
5. RECURSOS NECESARIOS
Proyector
Laboratorio Quimica
Modelos Cristalográficos, Muestras De Especies Minerales, Microscopios, Material óptico General, Secciones Delgadas Y Pulidas De Minerales
6. PROGRAMACIÓN SEMANAL
Semana Unidad / Módulo Descripción Bibliografía
2 Módulo A Teoría. Unidad 2. TP 1 y 2 3 Módulo A Teoría. Unidad 3. TP 3 y 4
4 Módulo A Teoría. Unidad 4. TP 5 y 6
5 Módulo A y B Teoría. Unidad 5. TP 7 y 8, 1° parcial.
6 Módulo B Teoría. Unidad 5. TP 1, recuperación 1° parcial 7 Módulo B Teoría. Unidad 5 y 6. TP 2 y 3
8 Módulo B Teoría. Unidad 5 y 6. TP 4 y 5
9 Módulo B Teoría. Unidad 5 y 6. TP 6 y 7 10 Módulo B Teoría. Unidad 5 y 6. TP 8 y 9
11 Módulo B TP 10 y 11, 2° parcial.
12 Módulo C Teoría. Unidad 7 y 8. TP 1, recuperación 2° parcial 13 Módulo C Teoría. Unidad 7 y 8. TP 2 y 3
14 Módulo C Teoría. Unidad 8. TP 4 y 5 15 Módulo C Teoría. Unidad 8 y 9. TP 6 y 7
16 Módulo C Teoría. Unidad 9. TP 8 y 9, 3° parcial 17 Módulo C Teoría. Unidad 10, recuperación 3° parcial 1 Módulo A Teoría. Unidad 1. TP 1
7. BIBLIOGRAFIA DE LA ASIGNATURA
Angelelli V., Brodtkorb M. K. de, Gordillo C. E. y H. D. Gay, Las especies minerales de la República Argentina. Publicación Especial de la Sec. de Min. de la Rep. Arg.
Blackburn W. H. and W. H. Dennen, 1997. Encyclopedia of Mineral Names. Can Min., Special Publ. 1. 360 pp.
Bloss D. F., 1994. Introducción a los métodos de la cristalografía óptica. Ed. Omega. Barcelona. Borchardt Ott W., 1995. Crystallography. Springer.
Brodtkorb M. K. de, 2014. Compendio de las Especies Minerales de la república Argentina. Ed. Brujas.
Deer W. A., Howie R. A. and J. Zussman, 1996. The rock-forming minerals. Longman Group Ltd., London.
Fleischer M., 1983. Glossary of mineral species. Ed. The Mineralogical Record Inc Hahn T., 1998. International tables for crystallography. Reidel Publishing Company.
Hurlbut C. S. and C. Klein, 1985. Manual de mineralogía de Dana. Ed. Reverté., Barcelona. Jaffe H. W., 1988. Introduction to crystal chemistry. University Press, Cambridge.
Kerr P., 1972. Mineralogía óptica. 3ra. Ed. Mc Graw-Hill Book Co., New York.
Klein C., 2007. Minerals and rocks. Exercises in crystallography, mineralogy and hand specimen petrology. John Wiley and Sons, Inc.
Klein C. and C. S. Hurlbut Jr, 2006. Manual of mineralogy I y II, 4ª Ed. Reverté. Klockmann F. y P. Ramdohr, 1961. Tratado de Mineralogía. Ed. Gustavo Gilli.
Mackenzie W. and A. E. Adams, 1994. A color atlas of rocks and minerals in thin section. Ed. Wiley.
Putnis A., 1993. Introduction to mineral sciences. Cambridge University Press.
Raith M. M., Raase P. and P. Reinhardt, 2012. Guide to thin section microscopy. 2nd Ed. Mineralogycal Society of America.
Terpstra P. and L. W. Codd, 1961. Crystallometry. Longman, Green & Co. Ltd.
Vainshtein B. K., 1994. Modern crystallography Vol. I: symmetry of crystals and methods of structural crystallography. Springer, Tokio.
Vainshtein B. K., Fridkin V. M. and Indenbom V. L., 1995. Modern crystallography Vol. II: structure of crystals. Springer, Tokio.
SERIES DIDACTICAS DE CATEDRA
Oyarzábal J., 2001. Proyecciones cristalográficas “parte A”. Departamento de Geología, UNSL. Oyarzábal J., 2001. Proyecciones cristalográficas “parte B”. Departamento de Geología, UNSL. Oyarzábal J., 2017. Manual de Cristalografía Óptica. Documento interno, ICPA, UNTDF.
Oyarzábal J., 2018. Manual de Cristalografía Morfológica y Estructural. Documento interno, UNTDF.
Oyarzábal J., 2018. Manual de Mineralogía Sistemática. Clasificación Sistemática de Strunz, grupos y especies minerales. Documento interno, ICPA, UNTDF.
Firma del docente-investigador responsable
VISADO
COORDINADOR DE LA CARRERA DIRECTOR DEL INSTITUTO SECRETARIO ACADEMICO UNTDF
