Πετρολογία Μαγματικών και Μεταμορφωμένων Πετρωμάτων

ΜΕΡΟΣ Α΄ ΜΑΓΜΑΤΙΚΗ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΑ 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. ΜΕΡΟΣ Β΄ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ 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.

Στόχοι Μαθήματος

Η αναγνώριση ορυκτολογικών παραγενέσεων και ιστολογικών χαρακτηριστικών σε μαγματικά και μεταμορφωμένα πετρώματα Η δυνατότητα εφαρμογής νόμων της θερμοδυναμικής σε μαγματικά και μεταμορφωμένα συστήματα. Η ερμηνεία της γένεσης των μαγματικών πετρωμάτων μέσω της χρήσης δυαδικών και τριαδικών συστημάτων φάσεων. Η ικανότητα προσδιορισμού των αντιδράσεων, των συνθηκών μεταμόρφωσης και των διαδρομών P-T-t μεταμορφωμένων πετρωμάτων μέσω της χρήσης συστασιακών διαγραμμάτων φάσεων και πετρογενετικών δικτύων. Η ικανότητα για την ερμηνεία και την τοποθέτηση των πετρογενετικών διεργασιών στο πλαίσιο της θεωρίας των λιθοσφαιρικών πλακών.

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Κρίνεται όμως απαραίτητη η ύπαρξη καλού  υποβάθρου στα αντικείμενα Ορυκτολογίας, Πετρογραφίας και Γεωχημείας.

Περιεχόμενα

ΜΕΡΟΣ Α΄: ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ - Εισαγωγή ? Γενικές Έννοιες (Προέλευση στοιχείων στο σύμπαν και στη Γη, Δομή της Γης, Εσωτερική Θερμότητα, Γεωθερμική Βαθμίδα, ο Ρόλος του Μανδύα ως Θερμικής Μηχανής) - Ταξινόμηση Μαγματικών Πετρωμάτων - Βασικές Αρχές Θερμοδυναμικής (Εσωτερική Ενέργεια, Εντροπία, Ενθαλπία) - Κανόνας των Φάσεων - Διαγράμματα Φάσεων Ενός Συστατικού - Διαγράμματα Φάσεων Δύο Συστατικών (Μέρος Α΄: Απλά Ευτηκτικά Διαγράμματα, Διαγράμματα με Πλήρες Στερεό Διάλυμα)  - Διαγράμματα Φάσεων Δύο Συστατικών (Μέρος Β΄: Διαγράμματα με Περιτηκτικό Σημείο, Διαγράμματα με Πλήρες Στερεό Διάλυμα και Ευτηκτικό Σημείο). - Διαγράμματα Φάσεων Τριών Συστατικών (Απλά Ευτηκτικά Διαγράμματα, Διαγράμματα με Περιτηκτικό Σημείο). - Διεργασίες Παραγωγής και Εξέλιξης Μάγματος (Πηγές Μαγμάτων, Μερική Τήξη, Παράγοντες που επιδρούν στην τήξη του Μανδύα και του Φλοιού, Νόμος του Stokes, Μίξη Μαγμάτων) - Γεωχημεία Μαγματικών Πετρωμάτων (Χημική Ταξινόμηση, Είδη και Σχέσεις Μαγμάτων, Συμπεριφορά Κύριων Στοιχείων και Ιχνοστοιχείων κατά τις Μαγματικές Διεργασίες, Χρήση Γεωχημικών Διαγραμμάτων) - Μοντέλα Μαγματικής Εξέλιξης (Τήξη-Κρυστάλλωση Ισορροπίας, Κλασματική Τήξη-Κρυστάλλωση, Διεργασίες Μανδυακής Μετασωμάτωσης) - Περιβάλλοντα Μαγματισμού (Μαγματισμός σε Συγκλίνοντα Περιθώρια, Μαγματισμός σε Αποκλίνοντα Περιθώρια, Μαγματισμός στο Εσωτερικό Λιθοσφαιρικών Πλακών)   ΜΕΡΟΣ Β΄: ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ - Εισαγωγικές Έννοιες και Παράγοντες Μεταμόρφωσης - Ζώνες?Ισόβαθμοι-Φάσεις Μεταμόρφωσης. - Διαγραμματική απεικόνιση ορυκτολογικών παραγενέσεων (AFM, ACF διαγράμματα) - Αντιδράσεις. Προσδιορισμός συνθηκών P/T - Barrow τύπου μεταμόρφωση (Μεταμόρφωση μετρίων θερμοκρασιών και πιέσεων) - Φάσεις πολύ χαμηλού βαθμού μεταμόρφωσης. Φάσεις μεταμόρφωσης επαφής (θερμική μεταμόρφωση) - Φάσεις υψηλών πιέσεων - Σχέση μεταμόρφωσης  και τεκτονικής των λιθοσφαιρικών πλακών    ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Η σειρά των εργαστηριακών ασκήσεων αντιστοιχεί στη ροή της ύλης του μαθήματος. ΑΣΚΗΣΗ 1: Ιστολογική Περιγραφή και Ταξινόμηση των Μαγματικών Πετρωμάτων ΑΣΚΗΣΗ 2: Εφαρμογή Βασικών Αρχών Θερμοδυναμικής -Διαγράμματα Φάσεων Δυο Συστατικών ΑΣΚΗΣΗ 3: Διαγράμματα Φάσεων Δυο Συστατικών (Μέρος 2ο) ΑΣΚΗΣΗ 4: Διαγράμματα Φάσεων Τριών Συστατικών ΑΣΚΗΣΗ 5-6: Γεωχημικές Διεργασίες στα Μαγματικά Πετρώματα - Διεργασίες Παραγωγής Μαγμάτων ΑΣΚΗΣΗ 7: Ορυκτολογικά και ιστολογικά χαρακτηριστικά Μεταμορφωμένων Πετρωμάτων ΑΣΚΗΣΗ 8: Διαγραμματική απεικόνιση ορυκτολογικών παραγενέσεων (AFM, ACF διαγράμματα) ΑΣΚΗΣΗ 9 -10: Πετρώματα πολύ χαμηλού βαθμού μεταμόρφωσης, Θερμικά μεταμορφωμένα πετρώματα. ΑΣΚΗΣΗ 11: Πετρώματα μετρίων θερμοκρασιών και πιέσεων (τύπου Barrow) ΑΣΚΗΣΗ 12: Πετρώματα υψηλών πιέσεων και χαμηλών θερμοκρασιών (HP/LT) ΑΣΚΗΣΗ 13: Ανακεφαλαίωση των κύριων σειρών φάσεων μεταμόρφωσης