Рабочая программа учебной дисциплины




Скачать 135.16 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины
Дата20.11.2012
Размер135.16 Kb.
ТипРабочая программа

Рабочая программа

учебной дисциплины



Ф ТПУ 7.3.3 - /01


УТВЕРЖДАЮ

Директор ИГНД

_________________ А.К.Мазуров

«____»_____________2009 г.


ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПОРОД И РУД


Рабочая программа учебной дисциплины

для магистров наук по специальности:

“Геология и разведка полезных ископаемых”


Институт геологии и нефтегазового дела

Обеспечивающая кафедра геологии и разведки полезных ископаемых


Курс

5

Семестр

9

Учебный план набора 2008

Распределение учебного времени





Лекции

18 часов

Лабораторные занятия

10 часов

Всего аудиторных занятий

28 часов

Самостоятельная (внеаудиторная) работа

42 часа

Общая трудоемкость

70 часов

Зачёт в 9 семестре






Томск-2009

Предисловие

1. Рабочая программа составлена на основе ГОС по направлению (специальности) 130100 «Геология и разведка полезных ископаемых», утвержденного приказом Министерства образования Российской Федерации № 686 от 02.03.2000 г. и приказом ректора ТПУ


РАССМОТРЕНА и ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры геологии и разведки полезных ископаемых 22.05. 2009 г. протокол № 5


2. Разработчик

профессор каф. ГРПИ М.В.Коровкин


3. Зав. обеспечивающей кафедрой А.К.Мазуров


4. Рабочая программа СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.


Зав. выпускающей кафедрой А.К.Мазуров

Аннотация




Учебная дисциплина «Физические методы исследования пород и руд» является самостоятельным курсом и включает изучение основ физических структурно-чувствительных свойств минералов, связанных с особенностями их структуры и условиями образования; ознакомление с современными физическими методами изучения этих свойств и приборно-аппаратурным оснащением методов, приобретение практических навыков использования физических методов для определения физических свойств минералов. Приведены перечень необходимых материалов, аппаратуры, наглядных пособий и список рекомендуемой литературы.


УДК 548.0:53; 548.73: 539.26; 548.75; 549.08:53; 549.091

ГРНТИ 38.41


Ключевые слова: структура минералов, вещественный состав минералов, физические свойства минералов, методы лабораторных исследований.


ВВЕДЕНИЕ


В последние десятилетия в области наук о Земле произошли кардинальные изменения. Это коснулось практически всех базисных дисциплин – геологии, геотектоники, геохимии и минералогии, последняя по сути превратилась в физику и химию минералов, в строгую количественную науку о состоянии вещества Земли.

В минералогии завершился переход от представлений о минерале, как идеальном кристалле, к его пониманию на современном физико-химическом уровне, как содержащем большое числом разнообразных дефектов, от качественного описания его свойств к их детальному инструментальному исследованию. Сегодня эпицентр исследований в минерале - это его реальная, дефектная структура на микро- и наноуровнях. Активно развиваются новые оригинальные минералогические направления - биоминералогия, минералогия техногенеза, экологическая минералогия, минералогическая палеодозиметрия, геммология, радиационная и экспериментальная минералогия и др.

Все революционные достижения в минералогии обязаны внедрению физических методов исследования вещества. Появились новые методики и приборы, позволяющие заглянуть вглубь минерала, определить его структуру и свойства. Это особенно важно при определении микроминералов.

Основываясь на физических свойствах минералов, оцениваются условия минералообразования и масштабы оруденения, проводится поиск и геометризация рудных тел, определяются технологические свойства минерального сырья и др. Комплексное изучение природы физических свойств минералов и методов их исследования приобретают в настоящее время особую значимость, благодаря широкому использованию минерального сырья в промышленности с применением высоких технологий.

Изменения, происшедшие в содержании наук о Земле, предъявляют совершенно новые требования к молодым специалистам, их знаниям и общей образовательной концепции, которую дают ВУЗы инженерно-технического и горно-геологического профиля. Им необходимы глубокие познания не только в сфере классических геологических наук, но и, применяя знания физики, математики, биологии и химии, навыки использования сложного лабораторного оборудования, знания в области техники физического эксперимента, программных средств и продуктов, вычислительных методов. Данная учебная дисциплина является необходимой для подготовки студентов-геологов.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


«Физические методы исследования пород и руд»

Преподавание дисциплины должно сформировать у студентов понимание природы проявления физических свойств минералов, знание современных физических методов и приборов, используемых для изучения этих свойств.

Задачи изучения дисциплины:

- ознакомить студентов с особенностями проявления свойств минералов, связанных с условиями их образования, составом и структуры;

- дать фундаментальные теоретические знания в этой области;

- ознакомить студентов с комплексом применяемых в лабораторных условиях физических методов изучения структуры и свойств минералов;


В результате изучения данной дисциплины студенты должны знать:

  • как связаны структура и вещественный состав минералов с их физическими свойствами, определяющими их полезные качества;

  • какие современные физические методы применяются для исследования структуры, вещественного состава и структурно-чувствительных свойств минерального сырья;

  • лабораторные методы изучения окраски минералов;

  • люминесцентные методы исследования минералов;

  • прямые методы изучения и идентификации минералов;

  • основы электронно-микроскопических исследований;

  • методы выявления изотопов химических элементов в минералах;

  • ядерно-физические методы изучения минералов и их возможности;


Студенты должны уметь:

  • выявлять и диагностировать различные минералы методами лабораторного исследования;

  • определять различными лабораторными методами важнейшие структурно-чувствительные свойства минералов.



1.СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

(лекции)

Природа свойств минералов и методы их изучения.


Введение. Цели и задачи дисциплины «Физические методы исследования пород и руд», ее значение для минералогии и практики геологоразведочных работ. История развития и роль методов исследования минерального вещества в науках о Земле. Физические методы минералогического исследования, используемых на кафедре геологии и разведки полезных ископаемых и в Институте геологии нефтегазового дела ТПУ (0,5 часа).

1. Минерал как объект физических исследований (0,5 часа).

Классификация физических методов минералогического исследования. Прямые и косвенные методы изучения структуры, вещественного состава, физических и физико-химических свойств минералов. Методы исследования кристаллического вещества.


2. Методы исследования структуры минералов (3,5 часа).

2.1. Физические основы рентгенографии минералов.

Получение и свойства рентгеновских лучей. Сплошной и характеристический спектры рентгеновского излучения, их применение для структурного и фазового анализов. Поглощение и рассеяние рентгеновского излучения монокристаллом. Уравнения Лауэ и Вульфа-Брэгга. Интерференция рентгеновских лучей в поликристаллических веществах. Современные методы съемки рентгенограмм. Метод Лауэ, Дебая-Шерера, дифрактометрический, метод вращающегося кристалла. Интерпретация данных и информационное обеспечение метода. Идентификация минералов. Возможности и недостатки метода рентгеноструктурного анализа минералов (1,5 часа).

2.2. Электронография, нейтронография. Исследований тонкодисперсных минералов с помощью сканирующего электронного микроскопа. Изучение радиоактивных минералов методом радиографии (0,5 часа).

2.3. Определение минералов методом инфракрасной спектроскопии. Особенности методики измерений характеристических спектров минералов. Современные инфракрасные спектрометры. Идентификация минералов в полиминеральной пробе (1,5 часа).


3. Современные методы определения вещественного состава минералов (6,5 часов).

3.1. Физические основы эмиссионного спектрального анализа минерального сырья. Особенности возбуждения эмиссионных спектров атомов химических элементов в минерале. Качественный и количественный спектральный анализ. Атомно-эмиссионный анализ, атомно-абсорбционный анализ, лазерный микрозонд. Современные приборы и техника спектрального эксперимента. Призменные и дифракционные спектрографы (1 час).

3.2. Возможности рентген-флюоресцентной спектроскопии. Рентге­новский микроанализ. Вторичная электронная эмиссия и ее использова­ние в электронных микроскопах (1 час).

3.3. Стабильные изотопы в геологических исследованиях. Физические основы масс-спектрометрии. Разрешающая способность, чувствительность и конструкции масс-спектрометров. Анализ особо чистого минерального сырья. Методика определения изотопного состава. Вторично-ионная масс-спектрометрия (ВИМС). Особенности применения масс-спе­ктрометрии для решения вопросов минералогии (1 час).

3.4. Ядерно-физические методы анализа элементного состава мине­ралов.

Виды ионизирующих излучений. Методы определения естест­венной радиоактивности. Источники и генераторы излучения (цикло­троны, бетатроны, синхротроны, ядерные реакторы). Регистрация излу­чения. Нейтронно-активационный анализ минерального сырья. Применение ионизирующего излучения для изучения физических свойств минералов (радиационная минералогия) (1 час).

3.5. Физическая сущность эффекта Мессбауэра, Основные харак­теристики спектров резонансного поглощения. Аппаратура и возможно­сти метода ЯМР (ядерного магнитного резонанса) (0.5 часов).

3.6. Классическая и квантовая теория электронно-парамагнитно­го резонанса (ЭПР). Тонкая и сверхтонкая структура. Методические особенности применения ЭПР в минералогии. Аппаратура ЭПР (1 час).

3.7. Термический анализ. Методы экспресс-анализа минерального сырья (0.5 часов).

3.8. Методы термобарометрии. Гомогенизация и декрепитация газово-жидких включений. Достоинства и недостатки вакуумного и термозвукового методов. Комплексный анализ методом синхронной регистрации радио­частотной электромагнитной и акустической эмиссии при нагревании минералов в вакууме (0.5 часов).

4. Методы исследования физических свойств минералов (4,5 часа).

4.1. Оптические свойства минералов и методы их изучения (0,5 часа).

4.2. Природа окраски минералов. Влияние внешних воздействий на оптические свойства минералов и кристаллов (1 час).

4.3. Колориметрический метод. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Опти­ческая плотность, коэффициенты пропуска­ния, спектры отражения. Фотоколориметрия. Регистрация спектров оптического пог­лощения минералов в видимой и ультрафиолетовой области (1 час).

4.4. Люминесцентные свойства минералов. Фотолюминесценция. Рентгенолюминесценция. Термолюминесценция. Спектры свечения. Методы и аапаратура для проведения люминесцентно-битуминологического анализа (1 час).

4.5. Современные приборы для анализа светопоглощения и светоиспускания. Фотоколориметры. Спектрофотометры. Монохроматоры. Фотоэлектронные умножители (1 час).

4.6. Электрофизические свойства минералов. Методы изучения электропроводности минералов.


5. Прикладные вопросы минералогии (2,5 часа).

5.1. Комплексирование физи­ческих методов для решения задач генетической минералогии. Синтез минералов. Радиационная минералогия. Геммология. Биоминералогия. Использование физических свойств минералов в технологическом картировании. Исследования в области применения новых физических методов изучения минералов и горных пород (0,5 часа).

5.2. Определение контуров рудного тела люминесцентными методами. Оценка эрозионного среза и масштаба скрытого оруденения. Особенно­сти выявления вертикальной и латеральной зональности по термолюминесценции минералов-индикаторов. Оценка зон окисления (восстановления) методом ЯМР. Геохимическая характеристика минералообразующей среды по данным электронно-парамагнитного резонанса. Рациональный комплекс физических методов исследования типоморфных свойств минералов в оценке рудоносности. Расчленение и корреляция карбонатных отложений радиационно-оптическими методами. Эколого-геохимическая оценка минерального сырья (2 часа).


2. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ (ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ)


Программой предусматривается выполнение студентами лабораторных работ:

  • Лабораторная работа №1. Тема: Определение карбонатных минералов методом инфракрасной спектроскопии (4 часа).

  • Лабораторная работа № 2. Тема: Определение содержания химических элементов в минералах методом рентгено-флюоресцентного анализа (2 часа).

  • Лабораторная работа №3. Тема: Изучение структуры и фазового состава минералов с помощью электронного микроскопа (4 часа).


По лабораторным работам студенты составляют и защищают отчеты.

По завершении занятий студенты сдают зачет по теоретическому разделу дисциплины и по выполненным в процессе обучения лабораторным работам.


3. ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ

Во внеаудиторное время на изучение теоретического и практического разделов дисциплины «Физические методы изучения минералов» отводится 42 часа.

Внеаудиторная работа предусматривается для углубленного изучения физических свойств минералов и методов их исследования; подготовки к выполнению лабораторных работ, оформлению отчётов по лабораторным работам. Во внеаудиторное время предполагается также закрепление практических знаний путем изучения справочных пособий и дополнительной литературы по данному курсу. Задание на внеаудиторную работу выдается в течение учебного семестра и эта работа учитывается при проведении итоговой аттестации.


4. ТЕКУЩИЙ И ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Текущий контроль результатов изучения дисциплины осуществляется в течение каждого месяца путем оценки самоподготовки к занятиям, выполнения лабораторных работ и контрольных работ по пройденному материалу. В конце каждого месяца определяется итоговая рейтинговая оценка в баллах.

Итоговый контроль предусмотрен в форме экзамена, предполагает оценку теоретических знаний студентов по каждому разделу данной дисциплины и способности студентов применять эти знания и приобретенные практические навыки к выбору физических методов исследования минералов для решения минералогических задач.


5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

5.1. Перечень рекомендуемой литературы

Основная

1. Гинзбург А.И., Кузьмин В.И., Сидоренко Г.А. Минералогические исследования в практике геологоразведочных работ. -М.:Недра,1981.- 237 с.

2. Марфунин А.С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. - М.: Недра, 1975. - 327 с.

3. Таращан А.Н. Люминесценция минералов. - Киев:Наукова думка,1978. - 296 с.

4. Плюсина И.И. Инфракрасные спектры минералов.- М.: Изд-во МГУ, 1977.- 32 с.

5. Джонс М.П. Прикладная минералогия. -М.: Недра, 1991. -391 с.

6. Матросов И.И., Чистяков В.К., Погорелов Ю.Л. Исследование термолюминесценции геологических материалов.- Томск: Изд-во Томского ун-та, 1979. - 114 с.

7. Красильщикова О.А., Таращан А.Н., Платонов А.И. Окраска и люминесценция природного флюорита. – Киев:Наукова думка, 1986. – 224 с.

8. Китайгородский А.И. Рентгеноструктурный анализ. Т.1. – М.:Наука, 1969.

9. Зайдель А.Н. Основы спектрального анализа. -М.: Недра, 1965.

10. Эшкин В.Ю., Сальдау Э.П., Абакумова Н.Б. и др. Лабораторные методы исследования минералов -  Л.: Ленинградский горный институт, 1988.- 111 с.

11. Методы изучения и оценки месторождений кварцевого сырья./ Сост.: Е.П.Мельников, С.В.Колодиева, М.Ф.Ярмак и др. - М.:Недра, 1990. - 168 с.

12. Сальников В.Н. Электрофизические свойства горных пород (учебное пособие). Томск:ротапринт ТПИ, 1977 – 111 с.


Дополнительная литература для углубленного изучения дисциплины

1. Марфунин А.С. Введение в физику минералов. - М.:Недра, 1974. - 324 с.

2. Ракчеев А.Д. Термолюминесценция минералов и горных пород и ее значение для геологии // Изв.ВУЗов. Геология рудных месторождений. - 1962. - № 5. - С.11-22.

3. Минералогия и кристаллофизика ювелирных разновидностей кремнезема / В. Г. Балакирев, Е. Я. Киевленко, Л. В. Никольская, М.И. Самойлович, В. Е. Хаджи, Л. И. Цинобер. - М. : Недра, 1979. - 149 с.

4. Физические исследования кварца. - М.: Недра, 1975. - 65 с.

5. Морозова Н.К. Конспект лекций по курсу «Кристаллография и методы исследования структур». – М.:МГУ, 1973.

6. Вотяков С.Л., Крохалев В.Я., Пуртов В.К., Краснобаев А.А. Люминесцентный анализ структурного несовершенства кварца. - Екатеринбург : УрО РАН, 1993. - 71 с.

7. Патнис А., Мак-Коннэл Дж. Основные черты поведения минералов. - М.: Мир, 1983. - 304 с.

8. Вотяков С.Л., Краснобаев А.А., Крохалев В.Я. Проблемы прикладной спектроскопии минералов. - Екатеринбург.: УИФ”Наука”, 1993. - 236 с.

9. Кузнецов Г.В., Таращан А.Н. Люминесценция минералов гранитных пегматитов. - Киев:Наукова думка, 1988. – 180 с.

10. Бокий Г.Б., Порай-Кошиц М.А. Рентгеноструктурный анализ. –М.: МГУ, 1964.

11. Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П. Применение электронно-зондовых приборов для исследования минерального вещества. –М.: Недра, 1984.

12. Горобец Б.С., Гафт М.Л., Подольский А.М. Люминесценция минералов и руд. –М.: ИПК Мингео СССР, 1989.

13. Ермолаев В.А., Похолков Ю.П. и др. Радиография и радиографические ячейки. - Томск, 1997. - 224 с.

14. Иванова В.П. и др. Термический анализ минералов в горных породах. –Л.: Недра, 1974.

15. Ишков Ю.М., Рейф Ф.Г. Лазерно-спектральный анализ включений рудоносных флюидов в минералах. – Новосибирск: Наука, 1990.

16. Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов. –М.: Изд-во АН СССР, 1957.

17. Электронно-зондовый микроанализ. –М.: Мир, 1974.

18. Эмиссионно-спектральный анализ в геохимии. –Новосибирск: Наука, 1976.

19. Ядерно-геохимические методы анализа вещества. –Новосибирск, 1976.

20. Конеев Р. И., Кушмурадов О. К., Туресебеков А. Х. Микроминералогия - предмет, методы, применение. - Ташкент : Изд-во Университет, 1994. - 89 с.

21. Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов.-М.:Недра, 976.-350 с.

22. Марзуванов Н.К. Локальный спектральный анализ минералов. – Алма-Ата, 1969.


5.2. Перечень лабораторного оборудования для изучения минералов.


Инфракрасный спектрофотометр IR Prestige – 21

Рентгенофлуоресцентный спектрометр Х – 50

Электронный микроскоп


29.08.2008 г.

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины вычислительная техника название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины здания и сооружения название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины теория алгоритмов название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины информационные технологии название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины введение в специальность название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины основы систем управления название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины архитектура компьютерных систем название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины экологические основы природопользования название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины интегрированные информационно-управляющие компьютерные системы название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины iconРабочая программа учебной дисциплины медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница