Υ1205 - ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ - ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑ

ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ

ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ:

Α. Παραδόσεις (Διαλέξεις) του μαθήματος - Εργαστηριακές ασκήσεις

Εισαγωγή στην Ορυκτολογία. Ιστορική αναδρομή. Αρχές Κρυ- σταλλογραφίας και Κρυσταλλοχημείας. Κρυσταλλικά και άμορ- φα στερεά υλικά. Μοναδιαία κυψελίδα και κρυσταλλικό πλέγμα. Γεωμετρική Κρυσταλλογραφία (συμμετρία, συστήματα, δείκτες, κρυσταλλογραφικά σύμβολα, εναντιομορφισμός, στε- ρεογραφική προβολή). Ημικρύσταλλοι και σχετικά ορυκτά. Συμφύσεις και διδυμίες-πολυδυμίες. Πυρήνωση και ανάπτυξη κρυστάλλων και ορυκτών (κρυστάλλωση). Κρυστάλλωση ορυκτών απο ψύξη τήγματος/μάγμα & υδροθερμικά ρευστά (πυριγενή ορυκτά), επίδραση της πίεσης (μεταμορφικά ορυκτά & ορυκτά βάθους), δημιουργία απο διαλύματα και βιο-διεργασίες (βιο-ορυκτά). Επίταξη, τοπόταξη, απόμειξη, διαγράμματα φάσεων. Εισαγωγή στις μικροσκοπικές τεχνικές (οπτική μικρο- σκοπία, SEM, TEM, AFM). Οπτική Κρυσταλλογραφία – Ορυκτολογία, πολωτικό μικροσκόπιο, οπτικές ιδιότητες ορυκτών (πτικοί άξονες, ισοτροπία/ανισοτροπία, μονάξονες/διάξονες κρύσταλλοι, ελλειψοειδή, πλεοχρωϊσμός, κωνοσκοπική εξέταση). Εισαγωγή στη δομική Κρυσταλλογραφία - Ορυκτολογία (κρυσταλλική δομή, ατέλειες-χρώμα, στερεά διαλύματα, ισο- μορφισμός, πολυμορφισμός, αλλοτροπία, πολυτυπισμός). Ακτίνες-Χ και μελέτη υλικών και ορυκτών με περίθλαση ακτίνων-Χ (XRD) σκόνης (νόμος Bragg, διαγράμματα ακτίνων-Χ, σταθερές μοναδιαίας κυψελίδας). XRD με ακτινοβολία Σύγχροτρον και φορητά όργανα. Θερμική συμπεριφορά ορυκτών και θερμικές αναλύσεις (TGA, DTA, DSC). Λογισμικό για γεωμετρική & δομική Κρυσταλλογραφία - Ορυκτολογία και XRD σκόνης (WinXMorph,Crystal & KrystalShaper,Kristall2000,VESTA , PowDLL, QualX2).

ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ:

Οργάνωση Διδασκαλίας:

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Αξιολόγηση/Βαθμολόγηση: Οι φοιτητές αξιολογούνται στην ελληνική γλώσσα. Υπάρχει δυνατότητα αξιολόγησης στα αγγλικά για φοιτητές Erasmus. Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται από την τελική γραπτή ή προφορική εξέταση (>5) έπειτα απο επιτυχή εργαστηριακή εξέταση χωρίς συμψηφισμό.

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Βιβλία & Διδακτικές Σημειώσεις:

• ΑΥΓΟΥΣΤΙΔΗΣ Σ.Σ.: Εισαγωγή στην Γεωμετρική Κρυσταλλογραφία και στην Οπτική Ορυκτολογία, ΕΜΠ 1981.
• ΒΓΕΝΟΠΟΥΛΟΣ Α.: Γενική Ορυκτολογία, ΕΜΠ 2000.
• ΒΟΛΙΩΤΗΣ Σ.: Εισαγωγή στην Κρυσταλλογραφία και στη Δομική Χημεία, Μέρος Α/Παν/μιο Πατρών 1983 & Μέρος Β/Εκδόσεις Βούλγαρη 1987.
• ΓΕΩΡΓΙΑΔΗΣ Α.Ν.: Γεωμετρική Κρυσταλλογραφία, Αθήνα 1961.
• ΘΕΟΔΩΡΙΚΑΣ Σ.Σ.: Ορυκτολογία-Πετρολογία, Εκδόσεις Χ. Σαούλη Ο.Ε., 2η Έκδοση, Θεσσαλονίκη 2002.
• ΚΑΤΑΓΑΣ Χ. και ΤΣΩΛΗ-ΚΑΤΑΓΑ Π.: Γενική Ορυκτολογία, Παν/μιο Πατρών 2005.
• ΚΟΚΚΟΡΟΣ Π.: Γενική Ορυκτολογία, Εκδόσεις Δ.Ν. Παπαδήμα, Έκδοσις Θ, Αθήνα 1987.
• ΚΩΣΤΑΚΗΣ Γ.: Γενική Ορυκτολογία, Πολυτεχνείο Κρήτης 2005.
• ΜΗΤΣΟΠΟΥΛΟΣ Κ.: Στοιχεία Ορυκτολογίας, Εκδότης Α. Κωνσταντινίδης, Αθήνα 1893.
• ΟΙΚΟΝΟΜΟΥ Κ.Ε.: Γεωμετρική και Οπτική Κρυσταλλογραφία, Παν/μιο Αθηνών 1988.
• ΡΕΝΤΖΕΠΕΡΗΣ Π.: Εισαγωγή στην Κρυσταλλοδομή και τη Φυσική των Ακτίνων Χ & Εργαστηριακές Ασκήσεις, Εκδ. Γιαχούδη-Γιαπούλη, Θεσσαλονίκη 1985.
• ΣΟΛΔΑΤΟΣ Κ.Τ.: Μαθήματα Ορυκτολογίας, Μέρος Ι-Εισαγωγή στην Κρυσταλλογραφία, Παν/μιο Θεσσαλονίκης 1980.
• ΣΤΕΡΓΙΟΥ Α.Χ.: Μέθοδοι Κρυσταλλοδομής, Εκδ. Ζήτη 2003.
• ΧΡΙΣΤΟΦΙΔΗΣ Γ. - ΣΟΛΔΑΤΟΣ Τ.: Οπτική Ορυκτολογία [Κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ: 22768264]
• AGRICOLA G.: De Re Metallica (Translated from the first Latin Edition of 1556 by H.C. Hoover and L.H. Hoover), Dover Publ. Inc. 1950.
• AMELINCKX S. et al. (Eds.): Handbook of Microscopy, VCH 1997.
• AOKI H. et al.: Physics Meets Mineralogy: Condensed Matter Physics in the Geosciences, Cambridge Univ. Press 2008.
• BIRDI K.S.: Scanning Probe Microscopes, CRC Press 2003.
• BLACKBURN W.H. and DENNEN W.H.: Principles of Mineralogy, W.C. Brown Publishers 1988.
• BLOSS F.D.: Crystallography and Crystal Chemistry, MSA 2nd printing, Whashington D.C. 2000.
• BROWN D.I.: The Chemical Bond in Inorganic Chemistry, Oxford Univ. Press 2006.
• BROWN M.E. and GALLAGHER P.K. (Eds.): Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry, Elsevier 2003.
• CEMIČ L.: Thermodynamics in Mineral Sciences, Springer-Verlag, Berlin 2005.
• CORRENS C.W.: Introduction to Mineralogy, Springer-Verlag, Berlin 1969.
• CROFT W.J.: Under the Microscope: A Brief History ofMicroscopy, World Scientific 2006.
• DINNEBIER R.E. and BILLINGE S.J.L. (Eds.): Powder Diffraction Theory and Practice, RSC Publ. 2008.
• DYAR M.D. et al.: Mineralogy and Optical Mineralogy, MSA, Chantilly 2008.
• ECHLIN P.: Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Springer 2009.
• GERTON R.F.: Physical Principles of Electron Microscopy: An Introduction to SEM, TEM and AEM, Springer 2005.
• FENTER P. et al. (Eds.): Applications of Synchrotron Radiation in Low-Temperature Geochemistry and Environmental Science, MSA Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol. 49, 2002.
• GAINES R.V. et al.: Dana’s New Mineralogy, J.Wiley & Sons Inc. 1997.
• GALLITELLI P.: Elementi di Mineralogia, Nistri-Lischi Ed., Pisa 1970.
• GRIBBLE C.D. and HALL A.J.: Optical Mineralogy, UCL Press 1992.
• HENDERSON G. and BAKER D. (Eds.): Synchrotron Radiation:Earth, Environmental and Material Sciences Applications, Min. Assoc. Canada Short-Course Vol. 30, 2002.
• HIBBARD M.J. and HIBBARD M.: Mineralogy: A Geologist's Point of View, McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 1st Ed. 2001.
• HOLDEN A.: Shapes, Space and Symmetry, Dover Publ. Inc., New York 1971.
• HOLDEN A. and SINGER P.: Crystals and Crystal Growing, Anchor Books 1960.
• JAFFE H.W.: Crystal Chemistry and Refractivity, Dover Publ. Inc., New York 1996.
• KLEIN C. and HURLBUT C.S.Jr.: Manual of Mineralogy (after J.D. Dana), J.Wiley & Sons, revised 21st Edition 1999.
• KOSTOV I.: Mineralogy, Oliver & Boyd 1968.
• KOSTOV I. and KOSTOV R.I.: Crystal Habits of Minerals, Pensoft Publ. 1999.
• KRIVOVICHEV S.V.: Minerals as Advanced Materials I, Springer 2008.
• LIEBAU F.: Structural Chemistry of Silicates, Springer-Verlag 1985.
• MARTIN J.W. (Ed.): Concise Encyclopedia of the Structure of Materials, Elsevier 2007.
• MASON  B.:  Victor  Moritz  Goldschmidt:  Father  of  Modern Geochemistry, The Geochemical Society Spec. Publ. No4 1992.
• MASON B. and BERRY L.G.: Elements of Mineralogy, W.H. Freeman and Company, San Francisco 1968.
• MOTTANA A.: Fondamenti di Mineralogia Geologica, Zanichelli 1989.
• MULLIN J.W.: Crystallization, Butterworth-Heinemann, 4th Ed. 2001.
• MÜLLER U.: Inorganic Structural Chemistry, J. Wiley & Sons 2006.
• NESSE W.D.: Introduction to Mineralogy, Oxford Univ. Press 2000.
• OFFERMAN E.: Kristalle und ihre Formen, Band 1 und Band 2, KristalloGraphik Verlag 2004.
• O’DONOGHUE M. (Ed.).: Gems, Elsevier, 6th Ed. 2006.
• PERKINS D.: Mineralogy, Prentice Hall, 2nd Ed. 2001.
• PHILLIPS F.C.: An Introduction to Crystallography, Oliver & Boyd 1971.
• PHILLIPS W.J. and PHILLIPS N.: An Introduction to Mineralogy for Geologists, J. Wiley & Sons, Chichester etc. 1980.
• PUTNIS A.: Introduction to Mineral Sciences, Cambridge Univ. Press 1992.
• REED S.J.B.: Electron Microprobe Analysis and Scanning Electron Microscopy in Geology, Cambridge Univ. Press, 2nd Ed. 2005.
• SUNAGAWA I.: Crystals: Growth, Morphology and Perfection, Cambridge Univ. Press 2005.
• TILLEY R.J.D.: Crystals and Crystal Structures, J.Wiley & Sons 2006.
• YODER C.H.: Ionic Compounds: Applications of Chemistry toMineralogy, Wiley-Interscience 2006.

Άρθρα σε Επιστημονικά Περιοδικά:

• Κόκκορος Π., 1935. Σχετική συχνότης εμφανίσεως των δυο εναντιόστροφων μορφών του χαλαζία εντός γρανιτικού κοιτάσματος. Ανάτυπον εκ των Πρακτικών της Ακαδημίας Αθηνών, 10, σ.58.
• Σολδάτος Κ.Τ., 1965. Συγκριτική οπτική, χημική και ακτινογραφική έρευνα Ελληνικών σανιδίνων, Επιστημονική Επετηρίς της Σχολής Φυσικών και Μαθηματικών Επιστημών του Α.Π.Θ., Τόμος 9ος, 1-62.
• Belousova E.A. et al., 2006. Zircon crystal morphology, trace elements signatures and Hf isotope composition as a tool for petrogenetic modelling: Examples from Eastern Australian granitoids. J. Petrol., 47 (2), 329-353.
• Brice J.C., 1980. The lattice constants of a-quartz. J. Mater. Sci., 15, 161-167.
• Buseck P.R. et al., 2001. Magnetite morphology and life on Mars. PNAS, 98 (24), 13490-13495.
• Carignano M.A., 2007. Formation of stacking faults during ice growth on hexagonal and cubic substrates. J. Phys. Chem. C, 111 (2), 501-504.
• Clark C.M. and Downs R.T., 2004. Using the American mineralogist crystal structure database in the classroom. J. Geosci. Edu., 52 (1), 76-80.
• Daneu N. et al., 2007. Atomic structure and formation mechanism of (301) rutile twins from Diamantina (Brazil). Am. Mineral., 92, 1789-1799.
• Desiraju G.R., 2003. In search of clarity. Nature, 423, 485.
• Donnay G. and Donnay J.D.H., 1978. How much crystallography should we teach geologists? Am. Mineral., 63, 840-846.
• Dutrow B.L., 2004. Teaching mineralogy from the core to the crust. J. Geosci. Edu., 52 (1), 81-86.
• Dyar M.D. et al., 2004. Integration of new methods into teaching mineralogy. J. Geosci. Edu., 52 (1), 23-30.
• Fortin D., 2004. What biogenic minerals tell us. Science, 303, 1618-1619.
• García-Ruiz J.M. et al., 2007. Formation of natural gypsum megacrystals in Naica, Mexico. Geology, 35 (4), 327-330.
• Golden D.C. et al., 2004. Evidence for exclusively inorganic formation of magnetite in Martian meteorite ALH84001. Am. Mineral., 89, 681-695.
• Gunter M.E. 2004. The polarized light microscope: Should we teach the use of a 19^th century instrument in the 21^st century? J. Geosci. Edu., 52 (1), 34-44.
• Hawthorne F.C., 1993. Minerals, mineralogy and mineralogists: Past, present and future. Can. Mineral., 31 (2), 253-296.
• Hazen R.M., 2005. Genesis: Rocks, minerals and the geochemical origin of life. Elements, 1, 135-137.
• Hazen R.M. et al., 2001. Selective adsorption of L- and D-amino acids on calcite: Implications for biochemical homochirality. PNAS, 98 (10), 5487-5490.
• Hazen R.M. et al., 2008. Mineral evolution – Review paper. Am. Mineral., 93, 1693-1720.
• Hemley R.J., 1999. Mineralogy: Mineralogy at a crossroads. Science, 285, 1026-1027.
• Hildebrandt G. et al., 1993. 80 years X-ray Diffraction: Contribution to a colloquium held on November 5, 1992 in Berlin, Humboldt University. Cryst. Res. Technol., 28 (6), 747- 823.
• Hochella Jr. M.F., 2002. Nanoscience and technology: the next revolution in the Earth sciences. Earth Planet. Sci. Lett., 203, 593-605.
• Hochella Jr. M.F., 2002. Sustaining Earth: Thoughts on the present and future of mineralogy in environmental science. Min. Mag., 66 (5), 627-652.
• Hochella Jr. M.F., 2002. There’s plenty of room at the bottom: Nanoscience in geochemistry. Geochim. Cosmochim. Acta, 66 (5), 735-743.
• Hochella Jr. M.F., 2006. The case for nanogeoscience. Ann. N.Y. Acad. Sci., 1093 (1), 108-122.
• Hochella Jr. M.F. et al., 2008. Nanominerals, mineral nanoparticles and Earth systems. Science, 319, 1631-1635.
• Hochella Jr. M.F. and Madden A.S., 2005. Earth’s nano- compartments for toxic metals. Elements, 1, 199-203.
• Holland T.J.B. and Redfern S.A.T., 1997. Unit cell refinement from powder diffraction data: the use of regression diagnostics. Min. Mag., 61, 65-77.
• Ihinger P.D. and Zink S.I., 2000. Determination of relative growth rates of natural quartz crystals. Nature, 404, 865.
• Johnson  N.E.,  2001.  X-ray  diffraction  simulation  using  laser pointer and printers. J. Geosci. Edu., 49 (4), 346-350.
• Jones A.P., 2007. The mineralogy of cosmic dust: astromineralogy. Eur. J. Mineral., 19, 771-782.
• Kirschvink J.L. et al., 1992. Magnetite biomineralization in the human brain. PNAS, 89, 7683-7687.
• Klingelhöfer G. et al., 2004. Jarosite and hematite at Meridiani Planum from opportunity’s Mössbauer spectrometer. Science, 306, 1740-1745.
• Kurp E.A. and Switzer J.A., 2007. Electrochemical Biomineralization: The deposition of calcite with chiral morphologies. J. Am. Chem. Soc., 129, 15120-15121.
• Lane M.D. et al., 2008. Mineralogy of the Paso Robles soil on Mars. Am. Mineral., 93, 728-739.
• Loon A.J., 2008. Geological education of the future. Earth Sci. Rev., 86, 247-254.
• Meunier A., 2006. Why are clay minerals small? Clay Minerals, 41, 551-566.
• Moecher D.P., 2004. Characterization and identification of mineral unknowns: A mineralogy term project. J. Geosci. Edu., 52 (1), 5-9.
• Mogk D.W. et al., 2007. On the cutting edge - Teaching mineralogy, petrology and geochemistry. Elements, 3, 93-126.
• Morris R.V. et al., 2004. Mineralogy at Gusev Crater from Mössbauer spectrometer on the Spirit rover. Science, 305, 833-839.
• Pasteris J.D. et al., 1999. Medical mineralogy as a new challenge to the geologists: Silicates in human mammary tissue? Am. Mineral., 84, 997-1008.
• Pauling L., 1929. The principles determining the structure of complex ionic crystals. J. Am. Chem. Soc., 51, 1010-1026.
• Pokroy B. et al., 2007. Protein-induced, previously unidentified twin form of calcite. PNAS, 104 (18), 7337-7341.
• Ponomarenko A., 2004. Crystallography in the classroom – Modeling silicates without silicate models. J. Geosci. Edu., 52 (1), 31-33.
• Prewitt C.T., 1985. Crystal chemistry: Past, present and future. Am. Mineral., 70, 443-454.
• Railsback L.B., 2005. A synthesis of systematic mineralogy. Am. Mineral., 90, 1033-1041.
• Ricardo A. et al., 2004. Borate minerals stabilize ribose.Science, 303, 196.
• Rieder R. et al., 1997. The chemical of Martian soil and rocks returned by the mobile alpha proton X-ray spectrometer: Preliminary results from the X-ray mode. Science, 278, 1771- 1774.
• Rosing M.T., 2008. On the evolution of minerals. Nature, 456, 456-458.
• Sarrazin P. et al., 2005. Field deployment of a portable X-ray diffraction/X-ray fluorescence instrument on Mars analog terrain. Powder Diffr., 20 (2), 128-133.
• Sgualdino G. et al., 1998. Growth morphology of sucrose crystals. The role of glucose and fructose as habit-modifiers. J. Cryst. Growth, 192, 290-299.
• Shannon R.D., 1976. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Cryst., A32, 751-767.
• Smith J.V., 1999. Geology, mineralogy and human welfare. PNAS, 96, 3348-3349.
• Smith J.V. et al., 1999. Biochemical evolution III: Polymerization on organophilic silica-rich surfaces, crystal- chemical modelling, formation of first cells and geological clues. PNAS, 96, 3479-3485.
• Stipp S.L.S. et al., 2008. Nano-technology and a sustainable environment. Min. Mag., 72 (1), 501-505.
• Swope R.J. and Gieré R., 2004. A strategy for teaching an effective undergraduate mineralogy course. J. Geosci. Edu., 52 (1), 15-22.
• Talboys D.L. et al., 2005. Instrumentation for geological field work on the Moon. Earth Moon Planet., 94 (3-4), 267-277.
• Thomas-Keprta K.L. et al, 2001. Truncated hexa-octahedral magnetite crystal in ALH84001: Presumptive biosignatures. PNAS, 98 (5), 2164-2169.
• Vasconcelos C. and McKenzie A., 2009. The descent of minerals. Science, 323, 218-219.
• Velbel M.A., 2004. Laboratory and homework exercises in the geochemical kinetics of mineral-water reaction: Rate law, arrhenius activation energy and the rate-determining step in the dissolution of halite. J. Geosci. Edu., 52 (1), 52-59.
• Wigginton N.S. et al., 2007. Aquatic environmental nanoparticles. J. Environ. Monit., 9, 1306-1316.
• Wilde S.A. et al., 2001. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and ocean on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature, 409, 175-178.
• Wulff A.H., 2004. Using inquiry-based methodologies to ease the pain of learning mineral formulae and analytical techniques. J. Geosci. Edu., 52 (1), 68-75.
• Yen A.S. et al., 2005. An integrated view of the chemistry and mineralogy of Martian soils. Nature, 436 (7), 49-54.
• Zolensky M.E. et al., 2006. Mineralogy and petrology of comet 81P/Wild 2 nucleus samples. Science, 314, 1735-1739.

¹ Ε.Φ.: Επισκέπτες Φοιτητές (π.χ. ERASMUS)