ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано _____________________________ Руководитель ООП по направлению 130101 профессор | Утверждаю ___________________________ Зав. кафедрой МКП проф. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Кристаллооптика
Специальность: 130101 «Прикладная геология»
Специализация: Прикладная геохимия, петрология, минералогия
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: профессор
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Цель преподавания дисциплины – познакомить студентов с устройством поляризационного микроскопа и основами кристаллооптики; показать, что кристаллооптический метод дискриминации и диагностики минералов в петрографических шлифах является ведущим в петрографической практике..
Задачи дисциплины: научить студентов сознательному применению главных методик оптического исследования кристаллов минералов и диагностике минералов в шлифах с помощью поляризационного микроскопа.
Умение самостоятельно определять минералы под микроскопом по их оптическим свойствам необходимо для дальнейшего прохождения курсов «Петрография и петрология магматических и метаморфических пород» и «Литология» и составляет неотъемлемую часть того минимума профессиональных знаний и навыков, которыми должен овладеть каждый студент – геолог специальности 130101 всех специализаций.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Курс "Кристаллоптика" входит в состав базовой части дисциплин математического и естественно-научного цикла подготовки специалистов специализации «Прикладная геохимия, петрология, минералогия». Для освоения дисциплины обучающийся должен обладать устойчивыми знаниями по физике, химии, геометрии и кристаллографии.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: ОК-1;ОК-3; ОК-17; ПК-2; ПК-4; ПК-5; ПК-6; ПК-10; ПК-21; ПК-22 и ПСК-4.2
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основы кристаллооптики прозрачных кристаллов, особенности формы и положения оптической индикатрисы в кристаллах различных сингоний, теоретические основы метода приближенного определения оптических констант в шлифе при ортоскопическом и коноскопическом наблюдениях, а также главные оптические свойства и диагностические признаки важнейших породообразующих и акцессорных минералов магматических и метаморфических горных пород;
Уметь: производить необходимые поверки поляризационного микроскопа; самостоятельно определять важнейшие оптические константы минералов в шлифах под микроскопом в проходящем свете; объяснить явления, наблюдаемые при прохождении света через петрографические препараты исследуемых минералов, а также, пользуясь справочной литературой, определять минералы горных пород по их оптическим свойствам.
Владеть: общими навыками интерпретации наблюдаемых в поляризационном микроскопе кристаллооптических явлений взаимодействия поляризованного и неполяризованного света с кристаллической решеткой минералов, навыками пространственной реставрации формы минеральных индивидов по характерным (плоским) сечениям, иметь представления о разрешенном и запрещенном парагенезисе минералов, о способах определения количественного минерального состава горных пород.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
4 | |||||
Аудиторные занятия (всего) | 64 | ||||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 32 | 32 | |||
Практические занятия (ПЗ) | 0 | 0 | |||
Семинары (С) | 0 | 0 | |||
Лабораторные работы (ЛР) | 32 | 32 | |||
Самостоятельная работа (всего) | 34 | ||||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы | 10 | ||||
Реферат | |||||
Другие виды самостоятельной работы: | |||||
Работа с эталонными коллекциями | 14 | ||||
Работа с литературой | 10 | ||||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | дифф зачет | ||||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 98 | ||||
3 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Введение. Природа света. Волновая, квантовая. Микроскоп, оптическая схема. Современные микроскопы для кристаллооптических исследований. | Кристаллооптика – раздел физической и геометрической оптики. Взаимодействие электромагнитных волн с кристаллической решеткой минералов. Оптическая плотность. Соотношение скорости прохождения света через разные среды. Показатель преломления. Способы измерения и визуальной оценки. |
2 | Многообразие минералов, их кристаллооптических свойств. Основы диагностики прозрачных минералов в микроскопе при ортоскопических исследованиях без анализатора. | Группирование минералов по показателю преломления, признаки дифференцирования минералов по показателю преломления. Лодочникова. |
3 | Шлифы – петрографические препараты. Стандартные технологии. Многообразие сечений минеральных зерен. | Случайные сечения минеральных индивидов. Способы восстановления трехмерной формы минеральных зерен по множеству их случайных сечений. Форма, размеры, цвет, плеохроизм, спайность в случайных сечениях минеральных индивидов в шлифах. |
4 | Геометрическая оптика и волновая поверхность распространения света в кристаллах. | Понятие об индикатрисе. Установка и форма индикатрисы в кристаллах минералов разных сингоний. Оптически изотропные и анизотропные минералы. Связь симметрии кристаллической решетки минералов и их оптических свойств. Минералы кубической, средних и низших сингоний. |
5 | Основы диагностики прозрачных минералов в поляризационном микроскопе при скрещенных николях. | Поляризованный свет и поляризующие среды. Николи, их взаимная ориентировка. Понятие «погасания» минералов Понятия о двойном лучепреломлении, удлинении случайных сечений минералов.. Способы компенсации и компенсаторы. |
6 | Коноскопический ход лучей, его наблюдение и установка в микроскопе. Коноскопия одноосных минералов. | Формирование коноскопической фигуры минералов. Одноосные и двуосные минералы Минералы средних сингоний. Индикатриса минералов средних сингоний. Условия наблюдения диагностической фигуры в разных сечениях оптической индикатрисы одноосных минералов. Оптический знак. |
7 | Коноскопия двуосных минералов. | Минералы низших сингоний. Индикатриса минералов низших сингоний. Условия наблюдения диагностической коноскопической фигуры в разных сечениях оптической индикатрисы двуосных минералов. Оптический знак. Угол оптических осей. |
8 | Кристаллооптические свойства минералов. | Кристаллооптические свойства минералов 1, 2 групп по систематике . |
9 | Кристаллооптические свойства минералов. | Кристаллооптические свойства минералов 3 и 4 групп по систематике . |
10 | Кристаллооптические свойства минералов | Кристаллооптические свойства минералов 5 группы по систематике |
11 | Кристаллооптические свойства минералов | Кристаллооптические свойства минералов 6 группы по таблице . |
12 | Кристаллооптические свойства минералов | Кристаллооптические свойства минералов 7 группы по таблице . |
13 | Кристаллооптические дисперсии. | Природа и визуальные диагностические следствия кристаллоптических дисперсий. |
14 | Кристаллооптические свойства и особенности наблюдения окрашенных в шлифах минералов. | Окрашенные в шлифах минералы. Кристаллооптические свойства и особенности окрашенных в шлифах минералов. Кристаллооптические свойства окрашенных минералов в шлифе. |
15 | Кристаллооптические свойства, морфология и распределение вторичных минералов Субагрегаты и монокристаллы. | Цепочка изменений и взаимных переходов вторичных минералов. Особенности диагностики. |
16 | Заключение. Место кристаллооптики в петрографии и литологии Количественный минеральный состав горных пород в шлифах. | Общая схема и последовательность кристаллооптического исследования породообразующих и акцессорных минералов Практика глазомерной оценки модальной доли и суммарной площади сечений минералов в шлифах. История развития количественного минералогического анализа. Методы, методика, техника. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин | Номера разделов дисциплины | |||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11-12 | 13-14 | 15 | 16 |
| |||
1 | Петрография | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| |
2 | Литология | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| |
3 | Лабораторные методы изучения минералов, горных пород и руд. | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
|
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1 | Введение. Природа света. Волновая, квантовая. Поляризационный микроскоп. Оптическая и конструктивная схемы Поверки.. | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
2 | Многообразие минералов, их кристаллооптических свойств. Основы диагностики прозрачных минералов в микроскопе при ортоскопических исследованиях в параллельных николях, без анализатора. Многообразие сечений минеральных зерен, цвет, плеохроизм, спайность. | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
3 | Шлифы – петрографические препараты. Стандартные технологии. Многообразие сечений минеральных зерен. Диагностические свойства минералов. Анизотропные минералы. Шлифы – петрографические препараты фиксированной толщины. Стандартные технологии | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
4 | Исследования при анализаторе и поляризаторе. Диагностика прозрачных минералов в поляризационном микроскопе при скрещенных николях Понятие «погасания» минералов. Понятия о двойном лучепреломлении, Определение угла погасания минералов, величины двупреломления, знака удлинения. Способы компенсации и компенсаторы. | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
5 | Геометрическая оптика и волновая поверхность распространения света в кристаллах. Понятие об индикатрисе. Установка индикатрисы в кристаллах минералов разных сингоний | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
6 | Коноскопический ход лучей, его наблюдение и установка в микроскопе. Коноскопия одноосных минералов. Условия наблюдения диагностической коноскопической фигуры в разных сечениях оптической индикатрисы одноосных минералов. Оптический знак. | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
7 | Коноскопия двуосных минералов. Минералы низших сингоний. Условия наблюдения диагностической коноскопической фигуры в разных сечениях оптической индикатрисы двуосных минералов. Оптический знак. Угол оптических осей. | 2 | 2 | 3 | 7 | ||
8 | Кристаллооптические свойства минералов Кристаллооптические свойства минералов 1, 2, 3 групп по систематике . Работа с эталонной коллекцией | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
9 | Кристаллооптические свойства минералов 4, 5 групп по показателям преломления. Работа с эталонной коллекцией, практика определения кристаллоптических свойств и диагностика минералов. | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
10 | Кристаллооптические свойства минералов 6 группы по показателям преломления. Работа с эталонной коллекцией, практика определения кристаллоптических свойств и диагностика минералов. | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
11 | Кристаллооптические свойства минералов 7 группы по показателям преломления. Работа с эталонной коллекцией, практика определения кристаллооптических свойств и диагностика минералов. | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
12 | Кристаллооптические свойства минералов 1- 7 групп по показателям преломления. Работа с эталонной коллекцией, практика определения кристаллоптических свойств и диагностика минералов. Справочные пособия и диагностические таблицы. | 2 | 2 | 3 | 7 | ||
13 | Кристаллооптические дисперсии. Природа и визуальные диагностические следствия | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
14 | Основы исследования в шлифах окрашенных минералов Плеохроизм окрашенных минералов | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
15 | Исследование вторичных минералов | 2 | 2 | 2 | 6 | ||
16 | Место кристаллооптики в петрографии и литологии. Начала онтогенического анализа горных пород Количественный минеральный состав горных пород в шлифах. Методы, методика, техника. | 2 | 2 | 2 | 6 |
6. Лабораторный практикум:
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1 | 1 | Устройство поляризационного микроскопа. Важнейшие поверки микроскопа. Технология изготовления петрографических шлифов. | 2 |
2 | 2 | Диагностические свойства минералов. Показатель преломления: шагреневая поверхность, рельеф, полоска Бекке. Группы минералов по показателю преломления. | 2 |
3 | 3 | Случайные сечения минеральных индивидов. Форма, размеры, цвет, плеохроизм, спайность | 2 |
4 | 4 | Диагностические свойства минералов. Анизотропия минералов. Определение угла погасания минералов, двупреломления, знака удлинения, плеохроизма. Компенсаторы | 2 |
5 | 5 | Диагностика минералов в шлифах. Формирование коноскопической фигуры минералов. Одноосные минералы Условия наблюдения диагностической фигуры в разных сечениях оптической индикатрисы одноосных минералов. Оптический знак. | 2 |
6 | 6 | Диагностические свойства минералов. Формирование и наблюдение коноскопической фигуры в двуосных минералах Оптический знак. Угол оптических осей. | 2 |
7 | 7 | Контрольная работа | 2 |
8 | 8 | Кристаллооптические свойства минералов 1, 2 и 3 групп по систематике . Работа с эталонной коллекцией, практика определения кристаллоптических свойств и диагностики минералов. | 2 |
9 | 9 | Диагностика минералов в шлифах. Кристаллооптические свойства минералов 4 и 5 групп по систематике . Работа с эталонной коллекцией. | 2 |
10 | 10 | Кристаллооптические свойства минералов 6 группы по систематике . | 2 |
11 | 11 | Диагностика минералов в шлифах 7 группы. Работа с эталонной коллекцией. Выдача домашнего задания. | 2 |
12 | 12 | Кристаллооптические свойства минералов 1- 7 групп по показателям преломления. Работа с эталонной коллекцией, практика определения кристаллооптических свойств и диагностика минералов. Справочные пособия и диагностические таблицы. Задание и опрос. | 2 |
13 | 13 | .Диагностические следствия кристаллооптических дисперсий. Проверка домашнего задания. Обсуждение ошибок. | 2 |
14 | 14 | Окрашенные в шлифах минералы. Плеохроизм окрашенных минералов. Проверка домашнего задания. Обсуждение ошибок. | 2 |
15 | 15 | Изменения минералов, вторичные процессы и минерализация. Диагностика вторичных минералов. Способы замещения, взаимоотношения с первичными минералами. Проверка домашнего задания. Обсуждение ошибок | 2 |
16 | 16 | Количественный минеральный состав горных пород в шлифах. Методы, методика, техника. Дифференцированный зачет. | 2 |
7. Практические занятия (семинары): не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная:
1. Доливо- Методы петрографических исследований. Учебное пособие. СПб, РИЦ СПГГИ, 2003.
2.. Доливо- Методы петрографических исследований. Методические указания по выполнению лабораторных работ. СПб, РИЦ СПГГИ, 2003.
3. , Петрография и литология: Методические указания по выполнению лабораторных работ. СПб.: Изд-во СПГГИ, 20с.
Дополнительная :
1. Породообразующие минералы. М., Высшая школа, 1974.
2. Главнейшие породообразующие минералы. М., Высшая школа, 1974.
3. Методика исследования породообразующих минералов в прозрачных шлифах. М., Недра, 1982.
4. Методы оптического исследования минералов. М., Недра, 1990
5. Кристаллооптика и иммерсионный метод. М., Недра, 1974.
6. Таблицы для оптического определения породообразующих минералов. М., Недра, 1980.
7. Основы практической петрографии. Л. Изд-во ЛГУ. 1977. С.176.
Рекомендуется использовать компьютерные программы по диагностике породообразующих минералов на основе кристаллооптических констант; базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для лабораторных работ по разделам 1 – 8 используются специализированные аудитории, оснащенные поляризационными микроскопами «ПОЛАМ» и информационными стендами, эталонные и рабочие коллекции шлифов породообразующих и акцессорных минералов, препараты для коноскопических исследований.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
В качестве оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации используются эталонные и контрольные шлифотеки минералов и горных пород.
_____________________________________________________________________________
Разработчики:
кафедра МКП СПГГУ профессор
Эксперты:
____________________ ___________________ _________________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
