Fundamental knowledge of the Scanning and Transmission Electronic Microscopies
and main applications to the study of minerals; Electron Probe Microanalysis.
Chemical analysis through X-ray Fluorescence.
Introduction to the most common spectroscopic methods in mineralogy.
1) G. P. Bernardini – Metodi Fisici di Analisi Mineralogica – Firenze University Press
(1982)
2) A. Putnis – Introduction to Mineral Sciences – Cambridge University Press (1992)
Learning Objectives
Multidisciplinary skill in mineral characterisation including physical, chemical and
physical-chemical features.
Basic approach to the most used spectroscopies in Mineralogy.
Prerequisites
Knowledge acquired in the courses of Chemistry, Physics, Mathematics,
Geochemistry, Mineralogy and Petrography
Teaching Methods
Contact class with use of blackboard, video-projector for computer, overhead
projector.
Laboratory exercises at research facilities (electron microscopies, XRF, EPR).
Practical exercises at teaching laboratories (IR).
Further information
frequency to lessons and laboratories is highly recommended, but not mandatory
Type of Assessment
Oral examination with eventual discussion of a scientific article given by the teacher
Course program
Mineral separation and preparation for instrumental investigations.
Electron microscopy: introduction; the SEM microscope (instrumentation).
Secondary electrons and Backscattered electrons images. X-ray micrography; EDS
microanalysis; examples.
New instrumentations: FEG, ESEM, EBSD.
Electron MicroProbe; WDS quantitative microanalysis; ZAF correction; X-ray
element distribution maps. Accuracy, precision, detection limit. SIMS,
retrodiffusi; immagini a raggi X; EDS; microanalisi semiquantitativa; esempi di
indagini; FEG; ESEM; EBSD.
Microsonda elettronica; WDS; microanalisi quantitativa; correzioni ZAF; mappe di
distribuzione X; accuratezza, precisione, limite di rilevabilità; Microsonda ionica;
principi generali; descrizione dello strumento; vantaggi ed esempi di applicazione.
Esempi di calcolo della stechiometria di un minerale.
Richiamo alla teoria della diffrazione: Equazione di Bragg; sfera di Ewald; reticolo
reciproco. Microscopio TEM; principi generali; immagini in campo chiaro; immagini
in campo scuro; diffrazione elettronica; applicazioni in mineralogia: difetti di punto,
di linea, planari; politipismo e polisomatismo; minerali metamittici; formazione di
superstrutture.
Spettrometria XRF; descrizione dello strumento; preparazione dei campioni; analisi
EDS e WDS; metodi per l'analisi quantitativa.
Spettroscopia IR; principi generali; descrizione dello strumento; preparazione dei
campioni; metodi per l'analisi qualitativa e quantitativa; applicazioni in mineralogia
ed in scienze della terra.
Introduzione alla spettroscopia EPR.
Introduzione alla luce di sincrotrone; funzionamento e struttura delle facilities;
applicazioni alle Scienze della Terra (tecniche di diffrazione, assorbimento e
tomografia ai raggi X); spettroscopia XAS; principi (sommari); le regioni EXAFS e
XANES; esempi di applicazioni in mineralogia.
introduction, instrumentation and examples.
Mineral stoichiometry calculations.
Diffraction theory; Bragg equation, Ewald sphere; reciprocal lattice.
TEM microscopy: introduction, and instrumentation. Bright field and dark field
images; electron diffraction. Examples.
Point, line and planar defects; polytypism and polysomatism; Metamict minerals;
mineral superstructures.
XRF spectrometry: instrumentation, sample preparation, EDS and WDS analysis;
quantitative methods.
IR spectroscopy: introduction, instrumentation sample preparation; quantitative
methods. Examples in mineralogy and earth sciences.
Introduction to EPR spectroscopy.
Introduction to synchrotron radiation: large facilities and potential use for Earth
Sciences purposes (X-ray difffraction, absorption and tomography).
XAS spectroscopy; the EXAFS and XANES regions; examples in mineralogy