Obiettivi formativi
I giacimenti minerari sono il prodotto finale di una serie, più o meno complessa, di eventi geologici che hanno portato alla formazione di sostanze minerali utili in una certa porzione della crosta. Conoscere quali sono i processi che danno origine ai vari tipi di giacimenti è essenziale per la ricerca e lo sfruttamento di risorse minerarie. Il ruolo del geologo è trovare corpi minerari e arricchimenti naturali di metalli, ma anche descrivere e valutare le caratteristiche di tali depositi e i fattori geologici che controllano i costi di estrazione di un prodotto. Gli obiettivi del corso consistono nel fornire la comprensione delle caratteristiche geochimiche, petrologiche, strutturali e sedimentologiche che determinano la formazione di diversi tipi di depositi minerari e di mettere in evidenza l’importanza che ha il geologo non solo nella fase esplorativa ma anche nella valutazione dell’impatto che sia la fase di coltivazione che la fase di lavorazione possono avere sull’ambiente.
Al termine del corso lo studente deve essere in grado di:
- conoscere i processi di formazione delle varie tipologie di giacimenti
- sapere riconoscere sul terreno tali processi
- essere in grado di eseguire le investigazioni geologiche indispensabili in qualsiasi progetto di esplorazione mineraria
- saper valutare l’impatto ambientale dovuto ai processi di coltivazione e di estrazione dei metalli.
Prerequisiti
Sono necessarie conoscenze di Mineralogia, Petrografia, Geoochimica, Geologia strutturale
Contenuti dell'insegnamento
Il corso comprende una prima parte in cui vengono forniti i concetti base utilizzati nell’ambiente minerario e le caratteristiche di campagna che possono guidare una fase di pre-esplorazione (caratteri morfologici e minero-petrografici dei corpi minerari, strutture e tessiture di minerali ore e di ganga, alterazione rocce circostanti). Segue una seconda parte in cui vengono descritti le varie tipologie di fluidi mineralizzanti, la loro sorgente e le forze guida per il loro movimento, le solubilità, le modalità di trasporto e di precipitazione/deposizione dei metalli, le tipologie e la genesi di vari giacimenti (ortomagmatici, magmatico-idrotermali, idrotermali, sedimentari, supergenici). Infine, l’ultima parte si occupa dei metodi di esplorazione mineraria e in particolare dell’esplorazione geochimica, dei processi metallurgici per l’estrazione dei metalli e dell’impatto che sia la fase di coltivazione che la fase di lavorazione (e quindi scarto) possono avere sull’ambiente. Il corso comprende anche escursioni sul terreno e osservazione dei minerali ore mediante microscopia ottica a riflessione.
Il corso prevede anche l’osservazione al microscopio a riflessione di alcuni minerali ore ed escursioni in zone con mineralizzazioni
Programma esteso
1. Parte prima
Concetti base utilizzati in giacimentologia. Caratteri morfologici e minero-petrografici dei corpi minerari. Strutture e tessiture di minerali ore e di ganga. Alterazione rocce circostanti.
2. Parte seconda
Processi di arricchimenti. Forze guida fisiche e chimiche per arricchimento in metalli. Sergenti dei metalli. Tipologie dei fluidi. Alterazione rocce incassanti.
Solubilità minerali di ganga e metalli. Trasporto dei metalli. Precipitazione/deposizione di ores. Giacimenti ortomagmatici. Ripartizione degli elementi tra fasi, fusione parziale, cristallizzazione frazionata, immiscibilità di liquidi. Giacimenti per bassi gradi di fusione parziale. Giacimenti per accumulo in camera magmatica. Giacimenti per separazione di liquidi immiscibili. Giacimenti per frazionamento cristallino estremo. Giacimenti per incorporazione di minerali di genesi profonda.
Giacimenti magmatico-idrotermali. Giacimenti porfirici. Giacimenti epitermali.
Giacimenti idrotermali. Giacimenti idrotermali con stretta associazione temporale e spaziale ad attività magmatica (VMS), giacimenti idrotermali sinorogenici non in prossimità di centri magmatici (giacimenti Au orogenici, IOCG), giacimenti idrotermali in bacini sedimentari (SEDEX, MVT, SCC, giacimenti di U).
Giacimenti sedimentari. Processi di smistamento, trasporto e sedimentazione. Giacimenti detritico-alluvionali (placers). Giacimenti di precipitazione chimica (ironstones, BIFs, giacimenti Mn).
Giacimenti superficiali o supergenici. Principi di alterazione chimica. Giacimenti nelle lateriti (bauxite, Ni e Co, Au, PGE), giacimenti in calcrete (U e V), alterazione supergenica di mineralizzazioni primarie (Cu).
3. Parte terza.
Principi e metodi di esplorazione mineraria. Esplorazione geochimica. Valutazione di un deposito minerario
Metodi di estrazione dei metalli. Impatto di coltivazione ed estrazione sull’ambiente. Strategie per bonifiche.
Bibliografia
Robb L. (2010) Introduction to ore-forming processes. Blackwell Publishing, Oxford, p.373
Ridley J. (2013) Ore deposit geology. Cambridge University Press, Cambridge, p. 398
Evans A. (2009) Ore geology and industrial minerals. An introduction. Blackwell Publishing, Oxford, p.389
Pohl W.L. (2011) Economic Geology. Principles and Practice. Wiley-Blackwell, Oxford, p. 663
Jambor J.L., Blowes D.W., Ptacek C.J. (2000) Mineralogy of mine wastes and strategies for remediation. In: Waugham D.J., Wogelius R.A. – Environmental Mineralogy. EMU Notes in Mineralogy Vol. 2, pp. 255-290
De Vivo B., Barbieri M. (1991) Prospezioni geochimiche. Liguori editore (capitoli 19, 20, 21, 22)
Metodi didattici
Lezioni frontali sugli argomenti teorici di base e lezioni sul campo finalizzati alla individuazione e riconoscimento della tipologia dei giacimenti.
Il materiale didattico viene fornito personalmente allo studente oppure inserito su Elly dopo ogni lezione.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale con verifica delle conoscenze teoriche, della loro applicazione a casi reali e verifica delle capacità logico-deduttive (normalmente eseguita in presenza o a distanza con piattaforma Teams se necessario). Il voto della prova orale viene comunicato immediatamente al termine della prova stessa
Altre informazioni
L’iscrizione online all’appello d’esame è obbligatoria
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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