ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Наименование дисциплины

Рекомендуется для направления подготовки

020700 «Геология» _Генетическая кристаллохимия

(указываются наименования профилей или магистерских программ)

Квалификация (степень) выпускника магистр

(указывается квалификация (степень) выпускника)

1. Цели и задачи освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Генетическая кристаллохимия» являются: ознакомление студентов с генетическим направлением в кристаллохимии, его местом в ряду других направлений кристаллохимической науки, предметом и методами исследования;

получение студентами современной научной информации и теоретических знаний в области кристаллогенетических исследований.

Задачи: формирование у студентов навыков выявления и анализа кристаллохимических особенностей минералов, их типоморфных структурных характеристик; установление корреляций между этими особенностями, физико-химическими условиями минералообразующей среды и физическими свойствами.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Генетическая кристаллохимия» находится в блоке профильных дисциплин вариативной части магистерской программы «Кристаллография».

Для успешного усвоения программы курса студенты должны опираться на знания, полученные в результате изучения дисциплин Блока общенаучной подготовки Базовой части программы бакалавриата (ББ), а именно: высшей математики, физики, общей химии. Необходимыми предшествующими дисциплинами также являются:

неорганическая и физическая химия (ВБ); кристаллография, кристаллохимия, минералогия, основы физической геохимии, теория симметрии кристаллов (ВГ);

Обучающиеся должны также владеть материалом предшествующих курсов магистерской программы: Физическая и теоретическая кристаллохимия; Структура и свойства кристаллов.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

– способность использовать профильно-специализированные знания в области геологии, геофизики, геохимии, гидрогеологии и инженерной геологии, геологии и геохимии горючих ископаемых, экологической геологии для решения научных и практических задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-21);

– способность использовать профильно-специализированные знания фундаментальных разделов физики, химии, экологии для освоения теоретических основ геологии, геофизики, геохимии, экологической геологии (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-22);

– способность использовать профильно-специализированные информационные технологии для решения геологических, геофизических, геохимических, гидрогеологических, инженерно-геологических, нефтегазовых и эколого-геологических задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-23);

– умение использовать углубленные специализированные профессиональные теоретические и практические знания для проведения научных фундаментальных и прикладных исследований (ПК-8);

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать: основные методы и подходы поиска закономерных связей между кристаллохимическими особенностями минералов и условиями их формирования уметь: проводить сравнительный анализ кристаллических структур минералов и их синтетических разновидностей, обнаруживать типоморфные структурные параметры, выявлять кристаллохимическую функцию амфотерных катионов, находить взаимосвязи в цепочке кристалл – среда владеть: навыками кристаллогенетических исследований минералов 4. Структура и содержание дисциплины Генетическая кристаллохимия Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц, _72_часа.

Трудоемкость, часы и количество недель можно взять из магистерской программы, приложенной отдельным файлом.

Виды учебной работы, включая Формы Раздел самостоятельную работу студентов текущего Неделя семестра № дисциплины (трудоемкость в часах) контроля п/п успеваемости Семестр (по неделям лекции семи- практ. самост. семестра) нары занятия, работа Форма лаборатор промежут.

-ные аттестации (по работы семестрам) Вводная часть: 11 1предмет и методы исследования, определяющие научное направление «Генетическая кристаллохимия»; его место в ряду других направлений кристаллохимии.

Типоморфизм минералов. Понятие о структурном типоморфизме.

Исторический экскурс, обзор научных открытий Гольдшмидта, Ферсмана, Белова, Франк-Каменецкого и концепция геохимических процессов. Внешние и внутренние факторы, определяющие развитие геологической системы, как сложной физико-химической системы. Основные физико-химические законы в применении к геологической системе.

изоморфизм, полиморфизм и политипия, изотипия, гомеотипия, гомология, морфотропия, модулярность, полисоматизм.

Примеры структурных взаимоотношений в гомологических, морфотропных и полисоматических рядах минералов:

кристаллическая структура KFePO4 и морфотропный ряд родственных фосфатов;

кристаллическая структура Mn3(PO4)2 в ряду гомеотипных соединений. Типы структурных трансфомаций.

Минералы щелочных комплексов:

особенности кристаллохимии натисита.

Полисоматическая трансформация натисита и морфотропный ряд структурно родственных фосфатов Кристаллическая структура CuAl2[Si2O7]F2.

Концепция полисоматизма;

модульное конструирование полисоматической серии силикатов на основе структуры топаза.

Модулярный ряд силикатов на основе структуры сейдозерита. Vломоносовит:

особенности кристаллической структуры, реализующейся в пространственной группе Р1.

Кристаллическая структура бритвинита – слоистого минерала, образованного анионными кислотными комплексами трех типов. Дефекты упаковки силикатных Полисоматическая серия макаулаита – буркхардтита.

Роль щелочных формировании производных структурных мотивов на основе белила.

Генетическая кристаллохимия воробьевита и пеззоттаита.

структура бахчисарайцевита, структурная аналогия с римкорольгитом.

Варианты кристаллогенезиса.

В соответствии с Типовым положением о вузе к видам учебной работы отнесены:

лекции, семинары, практические занятия, лабораторные работы, самостоятельная работа.

5. Рекомендуемые образовательные технологии Подготовка студентами и презентация докладов на заданные преподавателем темы 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Темы докладов в рамках самостоятельной работы студентов:

Кристаллохимическая интерпретация теории магматической дифференциации (по Н.В. Белову);

Эволюционная концепция геохимических процессов (по А.Е. Ферсману);

“Силикатные кирпичи” первой и второй главы кристаллохимии силикатов.

Резонансный механизм силификации;

Особенности минералогии и кристаллохимии породообразующих силикатов:

оливины и пироксены;

Кристаллохимия боратов: принципы классификации, основные структурные блоки, роль катионов и молекул воды в формировании структурных типов;

Фосфаты в природе и в лаборатории. Современные подходы кристаллохимической интерпретации фосфатных минералов.

Для текущего контроля степени освоения студентами лекционного материала в середине курса проводится зачет: ответ на вопросы преподавателя в письменной форме.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

Якубович О.В., Урусов В.С. Генетическая кристаллохимия фосфатов гранитных пегматитов // Вестник МГУ. Сер. 4, Геология. 1996. № 2. С. 28 - 54.

Якубович О.В. Структурный типоморфизм амфотерных оксокомплексов в литофильной геохимической системе кристаллогенезиса: генетическая кристаллохимия ванадия // Сборник «Проблемы кристаллологии», Вып. 6, Москва, изд-во «Геос», 2009, С. 101-120.

Якубович О.В., Урусов В.С. Роль прецизионных рентгенодифракционных исследований в решении проблем генетической кристаллохимии // Сборник «Проблемы кристаллологии», Вып. 5, Москва, изд-во «Геос», 1999, С. 170 - 195.

б) дополнительная литература:

Yakubovich O. Phosphates with amphoteric oxocomplexes: from structural features to genetic conclusions // Z. Kristallogr. 2008, Bd. 223, S. 126-131.

Yakubovich O. Phosphates with amphoteric oxocomplexes: crystal chemical features and expected physical properties // Minerals as advanced materials I. Sergey V. Krivovichev (Ed.).

Springer, 2008, P. 129 – 110.

Yakubovich O. Microporous vanadylphosphates – perspective materials for technological applications // Minerals as advanced materials II. Sergey V. Krivovichev (Ed.). Springer, 2011.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

PDF-файлы научных публикаций в периодических изданиях.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Подборка современной научной литературы по теме курса, аппаратура для интерактивного обучения, лекционный материал в форме презентаций 9. Краткое содержание дисциплины (аннотация) В курсе рассматриваются основные закономерности развития геохимических процессов с точки зрения кристаллохимии и физической химии. Анализируется роль моделирования в выявлении закономерностей минералообразования. Исследуются причинно-следственные связи структурных преобразований в гомологических и морфотропных рядах минералов. Большое внимание в курсе уделяется кристаллогенетическим исследованиям, основанным на прецизионном анализе электронной плотности как отдельных минералов, так и минеральных групп, объединенных каким-либо признаком родственности. На примере минеральных групп фосфатов, боратов, силикатов, ванадилфосфатов и борофосфатов прослеживаются пути формирования и преобразования кристаллических структур минералов в породах различных геохимических типов.

Разработчики:

_ (место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия) Рабочий телефон, мобильный телефон, e-mail (495)9393850, 89039759106, [email protected] Эксперты:

_ _ _ _ (место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия) Программа одобрена на заседании Ученого совета Геологического факультета МГУ