Τμήμα Γεωλογίας

Πετρολογία Μαγματικών και Μεταμορφωμένων Πετρωμάτων

Σχολή  ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ
Τμήμα  ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ
Επίπεδο σπουδών  ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ
Κατηγορία μαθήματος  Υποχρεωτικό
Διδάσκων  Ι. Ηλιόπουλος, Αναπλ. Καθηγητής
Κωδικός μαθήματος  GEOL_035
Εξάμηνο σπουδών  5ο
Τίτλος μαθήματος  Πετρολογία Μαγματικών και Μεταμορφωμένων Πετρωμάτων
Αυτοτελείς διδακτικές δραστηριότητες  Διαλέξεις, Φροντιστηριακές Ασκήσεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις
Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας  2 (Θ), 2 (Ε), 1 (Φ)
Πιστωτικές μονάδες  6
Τύπος μαθήματος  Υποβάθρου, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων
Προαπαιτούμενα μαθήματα Για την καλύτερη κατανόηση του μαθήματος θα ήταν σκόπιμο οι φοιτητές να έχουν παρακολουθήσει πρώτα τα εξής μαθήματα: Φυσική, Χημεία, Ορυκτολογία Ι, Ορυκτολογία ΙΙ, Πετρογραφία Ι, Πετρογραφία ΙΙ
Γλώσσα διδασκαλίας & εξετάσεων Ελληνικά. Δύναται να προσφέρεται και στην αγγλική γλώσσα εάν υπάρχουν διδασκόμενοι  της αλλοδαπής.
Το μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές Erasmus  Ναι (στην Αγγλική)
Ηλεκτρονική σελίδα μαθήματος (url)  https://eclass.upatras.gr/courses/GEO308/
Μαθησιακά αποτελέσματα

Με την ολοκλήρωση της διδασκαλίας του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι ικανοί να:

  1. αναγνωρίσουν ορυκτολογικές παραγενέσεις και ιστολογικά χαρακτηριστικά σε μαγματικά και μεταμορφωμένα πετρώματα
  2. εφαρμόσουν τους νόμους της θερμοδυναμικής και να αξιολογήσουν την θερμοδυναμική ισορροπία μαγματικών και μεταμορφωμένων χημικών συστημάτων.
  3. ερμηνεύσουν τη γένεση των μαγματικών πετρωμάτων (γρανιτών, βασαλτών, κ.α.) μέσω της χρήσης δυαδικών και τριαδικών συστημάτων φάσεων.
  4. Προσδιορίσουν τις αντιδράσεις, τις συνθήκες μεταμόρφωσης και την διαδρομή P-T-t μεταμορφωμένων πετρωμάτων μέσω της χρήσης συστασιακών διαγραμμάτων φάσεων και πετρογενετικών δικτύων.

 Με την ολοκλήρωση της διδασκαλίας του μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες:

  1. Ικανότητα να επιδείξουν τη γνώση και την κατανόηση κρίσιμων διαδικασιών, εννοιών, αρχών και θεωριών που διέπουν τον σχηματισμό των μαγματικών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων.
  2. Ικανότητα κατασκευής και χρήσης γεωχημικών διαγραμμάτων για πετρολογικές ερμηνείες
  3. Ανάπτυξη δεξιοτήτων απαραίτητων για την αναγνώριση και ερμηνεία κρίσιμων ορυκτολογικών παραγενέσεων και ιστολογικών χαρακτηριστικών.
  4. Ικανότητα εφαρμογής της αποκτηθείσας γνώσης για την ερμηνεία των διαδικασιών που επιφέρουν χημικές/ορυκτολογικές διαφοροποιήσεις των μαγματικών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων.
  5. Ικανότητα τοποθέτησης των πετρογενετικών διεργασιών στο πλαίσιο της θεωρίας των λιθοσφαιρικών πλακών
Γενικές Ικανότητες
  • Επιλέξτε από τα προηγούμενα
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
Περιεχόμενο μαθήματος

ΜΕΡΟΣ  Α΄ ΜΑΓΜΑΤΙΚΗ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΑ

Θεωρητική Προσέγγιση:

Προέλευση των στοιχείων και ορυκτών στο σύμπαν. Βασικές πετρολογικές έννοιες. Μελέτη του μανδύα της Γης. Ταξινόμηση μαγματικών πετρωμάτων. Θεμελιώδεις  έννοιες  θερμοδυναμικής. Διαγράμματα φάσεων ενός δυο και τριών συστατικών, ο κανόνας των φάσεων. Ισορροπίες υγρού-κρυστάλλων στα μαγματικά συστήματα. Διεργασίες παραγωγής και εξέλιξης μάγματος. Βασάλτες-Γρανίτες. Γεωχημικές διεργασίες στα μαγματικά πετρώματα. Μοντέλα μαγματικής εξέλιξης. Διεργασίες μανδυακής μετασωμάτωσης. Περιβάλλοντα μαγματισμού.

Εργαστηριακή Εξάσκηση:

Στην αρχή του εξαμήνου, κάθε φοιτητής χρεώνεται την ατομική του συλλογή μαγματικών πετρωμάτων και ένα πετρογραφικό μικροσκόπιο. Μετά την ολοκλήρωση των ασκήσεων Α΄ Μέρους (Μαγματικά Πετρολογία), ο φοιτητής παραδίδει τα αποτελέσματα της εργασίας του ως «Εργαστηριακή Μελέτη Μαγματικών Πετρωμάτων».

ΑΣΚΗΣΗ Α1: Ανασκόπηση μαγματικών ιστών, ταξινόμηση μαγματικών πετρωμάτων.

ΑΣΚΗΣΗ Α2: Εφαρμογή βασικών αρχών θερμοδυναμικής - Διαγράμματα φάσεων δυο συστατικών.

ΑΣΚΗΣΗ Α3: Μελέτη διαγραμμάτων φάσεων δυο συστατικών με ασύμφωνη τήξη.

ΑΣΚΗΣΗ Α4: Μελέτη διαγραμμάτων φάσεων τριών συστατικών

ΑΣΚΗΣΕΙΣ Α5-Α6: Γεωχημικές διαδικασίες στα μαγματικά πετρώματα - Διεργασίες παραγωγής μαγμάτων.

ΜΕΡΟΣ  Β΄ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ

Θεωρητική Προσέγγιση:

Φυσικές και χημικές διεργασίες της μεταμόρφωσης. Ζώνες, ισόβαθμοι και φάσεις μεταμόρφωσης. Χημειογραφική αναπαράσταση των ορυκτολογικών παραγενέσεων. Συστασιακά διαγράμματα, αντιδράσεις και πετρογενετικά δίκτυα μεταμορφωμένων πετρωμάτων των σειρών φάσεων χαμηλών, μετρίων και υψηλών πιέσεων. Γεωθερμοβαρομετρία και Ρ-Τ-t διαδρομές μεταμορφωμένων πετρωμάτων. Μεταμόρφωση και θεωρία των τεκτονικών πλακών

Εργαστηριακή Εξάσκηση:

Για τις ασκήσεις του Β΄ Μέρους (Μεταμορφωμένα Πετρώματα), ο φοιτητής παραδίδει τις απαντήσεις του στα προβλήματα που του δίδονται προς επεξεργασία, στο τέλος κάθε άσκησης.

ΑΣΚΗΣΗ Β1: Μικροϊστολογικά χαρακτηριστικά μεταμορφωμένων πετρωμάτων.

ΑΣΚΗΣΗ Β2: Χαρακτηριστικές παραγενέσεις μεταμορφικών ζωνών και φάσεων.

ΑΣΚΗΣΗ Β3: Κατασκευή και χρήση διαγραμμάτων ACF, AKF  και AFM.

ΑΣΚΗΣΗ Β4: Προσδιορισμός του βαθμού μεταμόρφωσης πετρωμάτων διαφορετικών συστάσεων από περιοχές που έχουν υποστεί μεταμόρφωση τύπου πολύ χαμηλού βαθμού μεταμόρφωσης και θερμικής μεταμόρφωσην.

ΑΣΚΗΣΗ Β5: Προσδιορισμός του βαθμού μεταμόρφωσης πετρωμάτων διαφορετικών συστάσεων από περιοχές που έχουν υποστεί μεταμόρφωση τύπου μετρίων πιέσεων (τύπου Barrow).

ΑΣΚΗΣΗ Β6: Προσδιορισμός του βαθμού μεταμόρφωσης πετρωμάτων διαφορετικών συστάσεων από περιοχές που έχουν υποστεί μεταμόρφωση τύπου υψηλών πιέσεων.

ΑΣΚΗΣΗ Β7: Προσδιορισμός των συνθηκών Ρ-Τ ισορροπίας των πετρωμάτων με χρήση επιλεγμένων αντιδράσεων

Τρόπος παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
  • Το σύνολο του μαθήματος (διαλέξεις, εργαστήρια, φρονιστήριο) είναι διαθέσιμο σε βιντεοσκοπημένη μορφή και ελεύθερα προσβάσιμο από όλους μέσα από  την πλατρφόρμα Ανοικτά Μαθήματα.
Χρήση τεχνολογιών πληροφορίας & επικοινωνιών

Θεωρία:

  • Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
  • Επικοινωνία με τη χρήση της πλατφόρμας e-class.
  • Ψηφιακή διάθεση όλων των διαλέξεων και των εργαστηριακών ασκήσεων μέσω της πλατφόρμας των ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ

Εργαστηριακή άσκηση:

  • Χρήση λογισμικών τηλεδιάσκεψης (skype, hangouts) για την online εκπαίδευση φοιτητών στο μικροσκόπιο
Οργάνωση διδασκαλίας  
Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
 Διαλέξεις 2x13=26 
 Εργαστηριακή Άσκηση (υποχρεωτική) με ανάλυση παρασκευασμάτων λεπτών τομών πετρωμάτων με χρήση πολωτικού μικροσκοπίου και  2x13=26
Φροντιστήριο για την μελέτη των χαρτοασκήσεων και των λεπτών τομών 1x13=13
Xαρτοασκήσεις με χρήση πετρολογικών διαγραμμάτων φάσεων 1x13=13
Αυτοτελής μελέτη, προετοιμασία και μελέτη  με τη βοήθεια ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ με βιντεοσκοπημένες διαλέξεις και εργαστήρακές ασκήσεις 4x13=52
Μελέτη Σαββατοκύριακο 2x13=26
Εβδομάδα προετοιμασίας εξετάσεων + 2 εβδομάδες διακοπών 4x3=12
 Σύνολο μαθήματος  168
 Αξιολόγηση φοιτητών

Γλώσσα Αξιολόγησης: Ελληνική

Ι. Θεωρία (50% της συνολικής βαθμολογίας): Παρέχονται δύο επιλογές όπως διευκρινίζεται παρακάτω:

Ια. Ενδιάμεση εξέταση

  • 1η Τμηματική Εξέταση (25% της συνολικής βαθμολογίας): γραπτή, διαβαθμισμένης δυσκολίας, που μπορεί να περιλαμβάνει Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Προβλήματα-ασκήσεις
  • 2η Τμηματική Εξέταση (25% της συνολικής βαθμολογίας): γραπτή, διαβαθμισμένης δυσκολίας, που μπορεί να περιλαμβάνει Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Προβλήματα-ασκήσεις

Ιβ. Τελική εξέταση

  • Γραπτή Εξέταση (50% της συνολικής βαθμολογίας): διαβαθμισμένης δυσκολίας, που μπορεί να περιλαμβάνει Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Προβλήματα-ασκήσεις

ΙΙ. Εργαστήριο (30% της συνολικής βαθμολογίας). Παρέχονται δύο επιλογές όπως διευκρινίζεται παρακάτω:

ΙΙα. Ενδιάμεση εξέταση

  • 1η Εργαστηριακή Μελέτη παρασκευασμάτων (λεπτών τομών) μαγματικών πετρωμάτων (15% της συνολικής βαθμολογίας)
  • 2η Εργαστηριακή Μελέτη παρασκευασμάτων (λεπτών τομών) μεταμορφωμένων πετρωμάτων (15% της συνολικής βαθμολογίας)

ΙΙβ. Τελική εξέταση

  • Εργαστηριακή Μελέτη παρασκευασμάτων (λεπτών τομών) μαγματικών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων (30% της συνολικής βαθμολογίας)

ΙΙΙ. Προφορική εξέταση (20% της συνολικής βαθμολογίας). Πραγματοποιείται αποκλειστικά κατά την εξεταστική περίοδο

  • Προφορική εξέταση με τη χρήση πετρογραφικού μικροσκοπίου

Η ποσόστωση της βαθμολογία ισχύει μόνο στην περίπτωση που ο φοιτητής εξασφαλίζει το βαθμό βάσης ‘5’ στην εξέταση καθενός εκ των θεωρητικού και εργαστηριακού τμήματος της εξέτασης.

Και τα τρία επίπεδα εξέτασης είναι υποχρεωτικά για κάθε φοιτήτρια/τή.

Βαθμολογική κλίμακα: 1 έως 10. Ελάχιστος βαθμός επιτυχίας: 5.

Βαθμοί <3 αντιστοιχούν σε βαθμό ECTS F.

Βαθμός 4 αντιστοιχεί σε βαθμό ECTS FX.

Για τους επιτυχημένους βαθμούς υπάρχει η εξής αντιστοιχία:

5 <-> E, 6 <-> D, 7 <-> C, 8 <-> Β and >9 <-> A
Προτεινόμενη βιβλιογραφία  
  1. «Πετρολογία Μεταμορφωμένων», Καταγάς, Χ., 2017, Πανεπιστημιακές Σημειώσεις, Πανεπιστήμιο Πατρών.
  2. «Mαγματική Πετρολογία», Κοτοπούλη, Κ.Ν. 2009, Πανεπιστημιακές Σημειώσεις, Πανεπιστήμιο Πατρών.
  3. «Igneous and Metamorphic Petrology», M. Best, 2003, Blackwell Publishing.
  4. «An introduction to Igneous and Metamorphic Petrology», J.D. Winter,2001, Pentice Hall.
  5. «An Introduction to Metamorphic Petrology», B.W.D. Yardley, 1989, Longman/Wiley.
  6. «Igneous and Metamorphic Rocks Under the Microscope: Classification, Textures, Microstructures and Mineral Preferred Orientation», D. Shelley, 1992, Springer.

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

  1. Journal of Petrology
  2. Metamorphic Geology