Metodi di studio e valutazione ambientale degli ore-minerals

A.A. 2019/2020
6
Crediti massimi
64
Ore totali
SSD
GEO/09
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso ha, come obiettivo, l'approfondimento delle conoscenze riguardo ai minerali metallici utili (ore minerals) presenti nei depositi minerari. Un'ampia, prima parte del corso fornisce agli studenti la capacità (a) di identificare, tramite indagine microscopica (minerografica o metallografica) le associazioni di minerali metallici (solfuri, solfosali, ossidi, leghe, ecc.) e di ganga, caratterizzanti i principali tipi di giacimenti minerari; (b) di identificare i minerali metallici "opachi" accessori nelle rocce non mineralizzate; (c) di ottenere indicazioni relative alle condizioni di deposizione delle mineralizzazioni dai caratteri ottici e micro-tessiturali degli ore minerals. La seconda parte del corso fornisce agli studenti conoscenze di base e competenze tecniche e procedurali riguardo ai seguenti argomenti: (1) metodi di valutazione del grado di liberazione e della Separation Efficiency; (2) studi mineralogici e minerografici volti a valutare e migliorare i processi di arricchimento; (3) principali problematiche ambientali relative allo sfruttamento di giacimenti di minerali metallici, con particolare riferimento alle mineralizzazioni a solfuri; (4) valutazione del rischio ambientale in siti minerari attivi e dismessi.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di:
- (a) identificare, tramite microscopia ottica a luce riflessa, numerosi minerali metallici utili per l'industria e metalli preziosi (Au, Ag, PGE) ed associati minerali di ganga; (b) riconoscere le associazioni mineralogiche e le microtessiture caratteristiche dei principali tipi di giacimenti minerari; (c) contribuire a caratterizzare dal punto di vista mineralogico e chimico le diverse parti dei corpi mineralizzati per una pianificazione razionale dello sfruttamento minerario; (d) ricavare, dai caratteri ottici e micro-tessiturali degli ore minerals, indicazioni utili a definire le condizioni di formazione dei giacimenti; (e) identificare, nelle rocce non mineralizzate, i minerali opachi accessori, che spesso sono sensibili alle condizioni chimico-fisiche dei processi magmatici e metamorfici.
- (1) valutare qualitativamente e eseguire procedure quantitative idonee alla determinazione del grado di liberazione e della Separation Efficiency di impianti di arricchimento; (2) eseguire un'analisi di siti minerari ai fini della valutazione del rischio ambientale; (3) eseguire procedure qualitative e quantitative volte a valutare i parametri dell'acid mine drainage e valutare l'utilità dei principali metodi di bonifica e ripristino ambientale di siti inquinati, applicandoli a situazioni sito-specifiche.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Il corso affronta argomenti relativi allo studio dei minerali metallici sia concentrati in giacimenti minerari ("ore minerals") sia presenti come fasi accessorie in rocce non mineralizzate ("opachi"). Il corso consiste in due parti, una pratica di laboratorio ed una di lezioni frontali. La parte pratica di laboratorio (4 cfu, 48 ore - docente Marilena Moroni per 3 CFU, Giovanni Grieco per 1 CFU) è dedicata all'uso del microscopio per metallografia per lo studio dei minerali opachi (riconoscimento e descrizione dei loro rapporti micro-tessiturali). La parte di lezioni frontali (2 cfu, 16 ore - docente Giovanni Grieco) affronta le principali tematiche relative alle problematiche ambientali derivate sia dalle specifiche associazioni di minerali metallici concentrati nei diversi tipi di giacimenti minerari sia dalle modalità di sfruttamento e lavorazione dei minerali utili.
La parte di laboratorio è dedicata all'identificazione e alla descrizione dei più comuni e significativi minerali metallici economicamente utili ed opachi, e le loro relazioni micro-tessiturali, attraverso l'uso di microscopio per metallografia (a luce riflessa). Le sezioni lucide a disposizione fanno parte dell'ampia collezione del dipartimento e provengono da numerosi giacimenti italiani ed esteri.
Vengono esaminate le associazioni di minerali dai seguenti tipi di giacimenti: (a) magmatico-idrotermali ed idrotermali legati a magmatismo acido (Mo, W, Sn, Bi, Pb, Ag, Cu); (b) idrotermali mesotermali auriferi e polimetallici legati a zone di shear orogeniche (Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Bi, As); (c) epitermali (Sb, Hg, Au, Ag); (d) vulcanogenici e sedimentari-esalativi a solfuri massivi e loro equivalenti metamorfosati e deformati (Cu, Fe, Pb, Zn, Ag); (e) associati a magmi mafici-ultramafici (Cr, Ni, Fe, PGE); (f) depositi diagenetici (Pb-Zn, U).
Gli argomenti delle lezioni frontali riguardano le trasformazioni dei minerali metallici in risposta all'esposizione agli agenti esogeni (acque percolanti, aria, etc. ) in aree minerarie attive e dismesse (scavi di miniera, impianti di lavorazione, discariche) ed il loro effetto sull'ambiente. Particolare attenzione verrà volta ai processi di drenaggio acido da miniera e agli aspetti tecnici e legislativi che regolano la materia.
Prerequisiti e modalità di esame
Costituiscono prerequisiti importanti gli argomenti svolti nell'insegnamento di Giacimenti minerari ed esplorazione, i quali verranno dati per acquisiti durante le lezioni del presente insegnamento.
Metodi didattici
4 CFU di laboratorio dedicati principalmente all'osservazione in microscopia in luce riflessa di sezioni sottili e lucide di rocce mineralizzate. Una preliminare spiegazione della tipologia di campioni che verranno osservati viene seguita da una fase di osservazione autonoma da parte degli studenti durante la quale l'insegnate si muove nella classe a fornire aiuto e spiegazioni. Una piccola parte del laboratorio è dedicata a una esercitazione nel laboratorio chimica legata a test di valutazione industriale o ambientale su concentrati o su materiali di discarica mineraria. 2CFU consistono in lezione frontale dialogata su tematiche ambientali.
Materiale didattico e bibliografia
Dispense dei docenti, articoli da riviste internazionali, atlanti di minerali in luce riflessa (in carta e/o su web). Le sezioni sottili e lucide usate durante il corso vengono messe a disposizione degli studenti in una sessione di ripasso a microscopio a fine corso.
Modalità esame
L'esame si articola in due prove obbligatorie: una prova pratica/scritta ed una orale. La prova scritta è relativa all'attività di laboratorio al microscopio a luce riflessa, che occupa 3 dei CFU dell'insegnamento. La prova pratica/scritta dura circa 4 ore e consiste in un esercizio autonomo di osservazione al microscopio a luce riflessa di due sezioni lucide di mineralizzazioni di cui si deve fornire descrizione ed interpretazione (riconoscimento di minerali metallici e non metallici, microtessiture, tipo di metalli utili concentrati, interpretazione genetica, ).
La prova orale verte a coprire le tematiche affrontate nella seconda parte dell'insegnamento e consiste quindi in un colloquio relativo alle problematiche ambientali legate a concentrazioni di minerali utili, con particolare riguardo alle aree minerarie dismesse. Il voto finale deriva dalla media ponderata dei voti ottenuti nelle singole prove
GEO/09 - GEORISORSE MINERARIE E APPLICAZIONI MINERALOGICO-PETROGRAFICHE PER L'AMBIENTE E I BENI CULTURALI - CFU: 6
Esercitazioni: 48 ore
Lezioni: 16 ore