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Zanichelli editore su GeoExpo Zanichelli su GeoExpo

Geografia e Scienze della Terra

1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 11

 
07895
   
       ESPLORAZIONE DEL SOTTOSUOLO
Una introduzione alla geofisica applicata

MUSSETT Alan E , KHAN MAftab
 
 
2003, p.440
ISBN 978-8808-07895-7
Traduzione di Franco Ricci Lucchi
 
Euro 48,50
 
- 10%
Euro 43,65
 
 
 
Disponibilità: ampia
 

Esplorazione del sottosuolo è un testo introduttivo allo studio della geofisica di base e applicata. È infatti suddiviso in due parti: nella prima, più ampia, sono esposti i metodi della geofisica, con riferimenti ai principi matematici e fisici a livello elementare; nella seconda parte sono illustrati esempi e applicazioni della disciplina come ricerche sui rilevamenti sismici, sui vulcani, sui giacimenti metalliferi, e si sottolinea il ruolo degli studi geofisici nell'estrazione del petrolio, nella idrogeologia, nella localizzazione delle cavità sotterranee o nell'archeologia.


Indice
 
Prefazione Come trasformare un mago in un esperto
Ringraziamenti

Capitolo 1
Introduzione alla geofisica e a questo libro
1.1 Che cosa è la geofisica?
1.2 La Terra attraverso le lenti geofisiche: relazione tra geofisica e geologia
1.3 Che cosa contiene questi libro e come è strutturato
Sommario

PARTE I
METODI GEOFISICI

Sezione I.1
ACQUISIZIONE E TRATTAMENTO DEI DATI

Capitolo 2
Acquisizione e riduzione dei dati: come si svolge un rilevamento geofisico
2.1 Acquisizione dei dati: come fare le misurazioni
2.2 Riduzione dei dati
2.3 Segnale e rumore
2.4 Modellizzazione
2.5 L’interpretazione geologica
2.6 Come esporre i risultati
Sommario
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Problemi

Capitolo 3
Trattamento dei dati: come ottenere più informazioni dai dati grezzi
3.1 Analisi di Fourier
3.1.1 Lunghezza d’onda
3.1.2 Analisi armoniche
3.1.3 Analisi di Fourier di un profilo
Inserto 3.1 Equazioni dell’analisi armonica di Fourier
3.1.4 Analisi di Fourier in 2D: dati in reticolo
3.1.5 Per quale motivo una serie armonica?
3.2 Filtraggio digitale
3.2.1 Filtri semplici
3.2.2 Aliasing
3.2.3 Progettiamo un semplice filtro
3.2.4 Filtraggio in 2D: dati in reticolo
3.2.5 Usare i filtri per accentuare vari tipi di caratteri
3.3 Riassumendo: analisi di Fourier e filtraggio
Sommario
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Problemi

Sezione I.2
SISMOLOGIA

Capitolo 4
Sismologia globale e onde sismiche
4.1 Onde, impulsi e raggi
4.2 Come individuare le onde sismiche: sismometri e geofoni
4.3 La Terra è formata da strati concentrici
4.3.1 Simmetria sferica dell’interno della Terra
4.3.2 Stratificazione concentrica
4.4 Come trovare il percorso di un raggio attraverso la Terra
4.4.1 Rifrazione: la legge di Snell
4.4.2 Come tracciare i raggi attraverso la Terra: il parametro del raggio p
4.4.3 Il tracciato dei raggi e la struttura velocitàprofondità della Terra
4.5 Caratteri sismici della Terra
4.5.1 Il nucleo e il mantello
4.5.2 Onde longitudiali e trasversali
4.5.3 La differenza mantello-nucleo
Inserto 4.1 Moduli elastici e velocità sismiche
4.5.4 Altre caratteristiche sismologiche
della Terra
4.5.5 Attenuazione
4.5.6 Percorsi dei raggi nella Terra
4.6 Tomografia sismica
Sommario
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Problemi

Capitolo 5
Terremoti e sismotettonica
5.1 Che cosa è un terremoto?
5.2 Come localizzare un terremoto
5.3 Soluzioni del piano di faglia e tensioni
5.3.1 Soluzioni del piano di faglia
Inserto 5.1 Trovare una soluzione per il piano di faglia
5.3.2 Campo di sforzo dei terremoti e meccanismo di doppia coppia
5.4 Dimensioni della rottura e spostamenti
5.5 Misure delle dimensioni dei terremoti
5.5.1 Intensità: violenza di un terremoto in una località
5.5.2 Il momento sismico: dimensione dell’energia di un terremoto alla sorgente
5.6 La sismotettonica: come dedurre i processi tettonici
5.6.1 Sismotettonica qualitativa
5.6.2 Sismotettonica quantitativa: fagliatura sismica e asismica
5.7 Onde superficiali
5.8 Magnitudo: un’altra misura delle dimensioni di un terremoto
Inserto 5.2 Scale di magnitudo
5.9 Energia dei terremoti
5.10 I danni dei terremoti e come ridurli
5.10.1 Le cause dei danni
5.10.2 Come ridurre i danni causati dai terremoti
Sommario
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Problemi

Capitolo 6
Sismologia a rifrazione
6.1 Rifrazione critica e onde head
6.1.1 Le onde elementari di Huygens
6.1.2 Onde head
6.2 Il diagramma tempo-distanza (t-x)
6.3 Strati multipli
6.4 Interfacce inclinate
6.5 Velocità sismiche nelle rocce
6.6 Strati nascosti
6.6.1 Strato nascosto vero e proprio
6.6.2 Strato a bassa velocità
6.7 Come eseguire un rilevamento di sismologia a rifrazione
6.8 Interfacce ondulate e tempi di ritardo
6.8.1 Tempi di ritardo
6.8.2 Il metodo del più/meno
6.9 Tracciamento dei raggi e sismogrammi sintetici
6.10 Come individuare i rigetti nelle interfacce
6.11 Esplosioni a ventaglio: semplice tomografia sismica
Sommario
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Problemi

Capitolo 7
Sismologia a riflessione
7.1 Sezioni sismiche a riflessione e loro limitazioni
7.2 Determinazione della velocità usando il moveout normale (NMO)
7.3 Stacking
7.4 Riflettori inclinati e migrazioni
7.5 Riflettori fagliati e diffrazione
7.6 Riflessioni multiple
7.7 Come eseguire un rilevamento a riflessione
7.7.1 Acquisizione dei dati
7.7.2 Stacking del punto di profondità comune, CDP (common depth point)
7.7.3 Visualizzazione dei dati
7.7.4 Vibroseis: una sorgente non a impulsi
7.8 Che cosa è un riflettore?
7.8.1 Forza degli impulsi riflessi e trasmessi
7.8.2 Risoluzione verticale: la separazione minima a cui si possono distinguere le interfacce
7.8.3 Sismogrammi a riflessione sintetici
7.9 Rilevamento tridimensionale, 3D
7.10 Sismologia a riflessione e ricerca petrolifera
7.10.1 Come si formano i giacimenti di idrocarburi («trappole»)
7.10.2 Come riconoscere le trappole di idrocarburi
7.11 Stratigrafia sequenziale
7.12 Rilevamenti sismici a riflessione poco profonda
Sommario
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Problemi

Sezione I.3
LA GRAVITÀ

Capitolo 8
La gravità a piccola scala
8.1 La legge di gravitazione di Newton
8.1.1 La massa della Terra
8.2 Densità delle rocce
8.3 Unità gravitative
8.4 Anomalie gravitative di alcuni corpi
8.5 Come misurare la gravità: i gravimetri
Inserto 8.1 I gravimetri
8.6 Riduzione dei dati
8.6.1 Effetti strumentali e correzioni
8.6.2 Anomalie residue e regionali
8.7 Come progettare ed eseguire un rilevamento gravimetrico
8.8 Modellizzazione e interpretazione
8.8.1 Il problema dell’inversione
8.8.2 Regole di profondità
8.8.3 Modellizzazione
8.9 Eccesso di massa totale
8.10 Rilievi microgravimetrici
Sommario
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Problemi

Capitolo 9
Gravità a grande scala e isostasia
9.1 L’isostasia
9.1.1 La nozione di isostasia: blocchi galleggianti
9.1.2 Gravità ed equilibrio isostatico
9.1.3 Semplici calcoli isostatici
9.1.4 I modelli isostatici di Airy e di Pratt
9.1.5 Isostasia con compensazione regionale
9.1.6 L’anomalia isostatica
9.1.7 Prove a favore dell’isostasia
9.1.8 Il ritorno isostatico e la viscosità dell’astenosfera
9.2 Come si spiega che il mantello sia contemporaneamente solido e liquido: scorrimento allo stato solido
9.3 Che cosa è la litosfera
9.4 Forze agenti sulla litosfera
9.5 La forma della Terra
9.5.1 Come vedere il fondo oceanico dalla superficie
9.5.2 La forma a grande scala della Terra
Sommario
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Problemi

Sezione I.4
IL MAGNETISMO

Capitolo 10
Paleomagnetismo e magnetismo minerale
10.1 Il campo magnetico terrestre, attuale e passato
10.1.1 Magneti e campi magnetici
10.1.2 Il campo magnetico terrestre oggi
10.1.3 Il campo magnetico terrestre nel passato
10.2 Il paleomagnetismo
10.2.1 Come misurare una direzione paleomagnetica
10.2.2 Paleopoli, paleolatitudini e rotazioni
10.2.3 Percorsi della migrazione polare apparente, APW, e relativi movimenti continentali
10.3 Il magnetismo delle rocce
10.3.1 La natura atomica della magnetizzazione
10.3.2 Domini magnetici
10.3.3 Temperature di Curie e temperature di bloccaggio
10.3.4 Magnetizzazione termica rimanente, TRM
10.3.5 I minerali magnetici
10.3.6 Meccanismi che magnetizzano le rocce a temperatura ambiente
10.4 Come verificare quando è stata acquisita la magnetizzazione
10.4.1 Verifiche di laboratorio
10.4.2 Verifiche di campagna
10.5 Magnetostratigrafia
10.5.1 La scala cronologica di polarità magnetica
Inserto 10.1 Come si deduce la scala cronologica di inversione della polarità
10.5.2 Stratigrafia di polarità magnetica
10.5.3 La stratigrafia magnetica che utilizza la variazione secolare e le escursioni
10.6 Il magnetismo dei minerali
10.7 Struttura magnetica: la suscettività anisotropa
Sommario
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Problemi

Capitolo 11
Rilevamento magnetico
11.1 Rilevamento magnetico
11.1.1 Anomalia dovuta a un magnete sepolto
11.1.2 I magnetometri
Inserto 11.1 I magnetometri: come funzionano
11.1.3 Acquisizione dei dati
11.1.4 Riduzione dei dati
11.2 Anomalia di alcuni corpi di forma semplice
11.2.1 Poli e campi magnetici
11.2.2 Il campo di dipolo
11.2.3 L’anomalia di un dipolo, o corpo piccolo
11.2.4 L’anomalia di una sfera
11.2.5 L’anomalia di uno strato verticale
11.3 La profondità del corpo
11.4 Magnetizzazioni rimanenti e indotte
11.5 Modellizzazione al computer
11.6 Trattamento più avanzato dei dati
11.6.1 Riduzione al polo
11.6.2 La pseudogravità
11.6.3 La continuazione in alto e in basso
11.7 Gradiometria magnetica
11.8 L’anomalia magnetica di Blairgowrie: analisi di un caso
Sommario
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Problemi

Sezione I.5
GEOELETTRICITÀ

Capitolo 12
Misure di resistività
12.1 Grandezze elettriche di base
12.2 Rilevamento della resistività
12.2.1 Resistività di rocce e di minerali
12.2.2 In che modo l’elettricità passa attraverso le rocce
12.2.3 La necessità di quattro elettrodi
12.3 Sondaggio elettrico verticale, VES: come misurare le strutture stratificate
12.3.1 Il concetto base
12.3.2 Rifrazione dei percorsi di corrente
12.3.3 Resistività apparente
12.3.4 Come eseguire un rilevamento VES di Wenner
12.3.5 Modellizzazione dei dati
12.3.6 Altri schieramenti di elettrodi
12.3.7 Limitazioni del sondaggio elettrico verticale
12.4 Come costruire un profilo della resistività: il riconoscimento delle variazioni laterali
12.4.1 Introduzione
Inserto 12.1 Ulteriori limitazioni nella modellizzazione VES
12.4.2 Alcuni schieramenti per tracciare un profilo
12.5 Formazione di immagini elettriche
12.6 Come progettare e interpretare un rilevamento di resistività
12.6.1 La scelta di uno schieramento di resistività
12.6.2 Interpretazione geologica
Sommario
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Problemi

Capitolo 13
Polarizzazione indotta e potenziale spontaneo
13.1 Polarizzazione indotta, IP
13.1.1 Che cosa è la polarizzazione indotta
13.1.2 Come si esegue un rilevamento IP
13.1.3 Riduzione e visualizzazione dei dati
Inserto 13.1 Misure a dominio di frequenza: effetto di frequenza e fattore metallico
13.2 Potenziale spontaneo, SP
13.2.1 Che cosa è il potenziale spontaneo
13.2.2 Rilevamento SP
Sommario
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Problemi

Capitolo 14
Metodi elettromagnetici
14.1 Concetti fondamentali
14.1.1 Induzione elettromagnetica
14.1.2 Fattori che incidono sul segnale
14.2 Alcuni sistemi e-m
14.2.1 Sistema mobile trasmittente/ricevente (Slingram)
Inserto 14.1 Equazioni per l’induzione e-m
14.2.2 Il sistema Turam
14.3 Sistemi elettromagnetici transitori, TEM
14.3.1 Il concetto base
14.3.2 Il sistema INPUT
14.4 Onde elettromagnetiche
14.4.1 Lunghezze d’onda
14.4.2 Assorbimento e attenuazione delle onde e-m
14.5 Metodo VLF (bassissima frequenza)
14.5.1 Concetti base
14.5.2 Come eseguire un rilevamento VLF
14.6 La fase
14.7 Rilevamento magnetotellurico, MT: come guardare dentro la crosta profonda e il mantello
14.7.1 Concetti base
Inserto 14.2 Ellisse di polarizzazione
14.7.2 Come eseguire un rilevamento MT
14.8 Il radar a penetrazione, GPR
14.8.1 Come funziona il radar a penetrazione
14.8.2 Velocità, riflessione, penetrazione e risoluzione
14.8.3 Riduzione dei dati
14.8.4 Usi dei rilevamenti GPR
Sommario
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Problemi

Sezione I.6
LA RADIOATTIVITÀ

Capitolo 15
Le età delle rocce e dei minerali: la datazione radiometrica
15.1 L’orologio atomico
Inserto 15.1 L’Equazione Base della Datazione
15.2 Il metodo uranio-piombo (U-Pb)
15.3 Assunti dell’Equazione Base della Datazione
15.4 Il metodo di datazione potassio-argon (K-Ar)
15.4.1 Il metodo convenzionale del potassio-argon
15.4.2 Il metodo argon-argon (Ar-Ar)
Inserto 15.2 Lo spettrometro di massa
15.5 Il metodo di datazione rubidio-stronzio (Rb-Sr)
15.6 Il metodo di datazione samarioneodimio (Sm-Nd)
15.7 Il metodo piombo-piombo (Pb-Pb)
15.7.1 Teoria del metodo
15.7.2 L’«età della Terra»
15.8 Datazione col metodo delle tracce di fissione
15.9 Che evento stiamo datando?
15.9.1 La diffusione
15.9.2 La temperatura di chiusura
15.9.3 Storie di raffreddamento
15.9.4 Due datazioni da una sola roccia usando il metodo Rb-Sr
15.9.5 Due datazione da un’unica roccia usando il metodo U-Pb «della discordia»
15.9.6 Come datare il paleomagnetismo di regioni raffreddatesi lentamente
15.10 Come datare le rocce sedimentarie
15.11 La scala geocronologica
15.12 Come datare le rocce recenti
15.12.1 Metodi di disequilibrio della serie dell’uranio
15.12.2 Metodo del carbonio-14 (14C) e altri metodi utilizzanti isotopi cosmogenici
15.13 Perché tanti metodi di datazione radiometrica
Sommario
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Problemi

Capitolo 16
Rilevamento della radioattività
16.1 Le radiazioni radioattive
16.2 Rilevamenti con raggi γ
16.2.1 La misurazione: lo spettrometro a raggi γ
16.2.2 Come eseguire un rilevamento con i raggi γ
16.2.3 Impieghi nella cartografia
16.3 Monitoraggio del radon
Sommario
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Problemi

Sezione I.7
GEOTERMIA

Capitolo 17
Geotermia: il calore e la temperatura nella Terra

17.1 Nozioni di base della geotermia
17.1.1 Introduzione
17.1.2 Temperatura e calore
17.1.3 Come viaggia il calore: la conduzione e la convezione
17.1.4 La convezione e la conduzione all’interno della Terra
17.2 Il flusso di calore e la temperatura
17.2.1 Misurazione del flusso di calore
Inserto 17.1 Come si misura la densità del flusso di calore sulla terraferma e negli oceani
17.2.2 La litosfera oceanica
17.2.3 La litosfera continentale e la radioattività
17.3 Effetti dei cambiamenti sulla litosfera
17.3.1 Capacità termica
17.3.2 Riempimento di un bacino sedimentario
17.3.3 Sovrascorrimento e sottoscorrimento
17.3.4 Ispessimento della crosta e orogenesi
17.4 Flusso di calore globale ed energia geotermica
17.4.1 Flusso di calore globale
17.4.2 Le sorgenti del calore terrestre
17.4.3 L’energia geotermica
17.5 L’effetto delle variazioni della temperatura superficiale: una registrazione dei climi del passato
Sommario
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Problemi

Sezione I.8
GEOFISICA DEL SOTTOSUOLO

Capitolo 18
Log di pozzo e geofisica del sottosuolo
18.1 Introduzione
18.2 Le perforazioni e i loro effetti sulle formazioni geologiche
18.3 Le fonti di informazione dei pozzi: i log
18.4 I log geofisici nell’industria petrolifera
18.5 I log più comunemente usati
18.5.1 Misura dell’immersione degli strati, dell’inclinazione e del diametro del pozzo
18.5.2 Log SP o del potenziale spontaneo
18.5.3 Log di resistività
Inserto 18.1 Determinazione della saturazione in idrocarburi, Shc
18.5.4 Log radioattivi
18.5.5 Il log acustico
18.5.6 Il log della temperatura
18.5.7 Diagrammi «incrociati»
18.6 Log geofisici in altri campi
18.6.1 La prospezione mineraria
18.6.2 Log magnetici
18.6.3 Il log IP-resistività
18.7 Altre applicazioni dei log di pozzo
18.8 Altri metodi geofisici di sottosuolo
Sommario
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Problemi

PARTE II
ESEMPI DI APPLICAZIONI

Capitolo 19
Quali metodi geofisici usare?
19.1 Introduzione
19.2 Il problema ha un’espressione geofisica?
19.3 La variazione è laterale o verticale?
19.4 Il segnale è riconoscibile?
19.5 Il risultato sarà abbastanza chiaro da essere utile?
19.6 Il rilevamento è fattibile?
Problemi

Capitolo 20
Tettonica globale
20.1 Il concetto di base della tettonica delle placche
20.2 Margini divergenti o costruttivi
20.2.1 Le anomalie magnetiche del fondo oceanico
20.2.2 La forma delle dorsali di espansione
20.3 Margini conservativi
Inserto 20.1 Dorsali di espansione: densità del flusso di calore e forma
20.4 Margini convergenti o distruttivi
20.4.1 Margini oceanici convergenti e zone di subduzione
20.4.2 Margini convergenti tra oceano e continente
20.4.3 Margini convergenti tra continente e continente
20.5 Geometria della tettonica delle placche
20.5.1 Poli di rotazione
20.5.2 Giunzioni triple ed evoluzione delle placche
20.6 Il globo terrestre secondo la tettonica delle placche
20.7 Posizioni dei continenti nel passato
20.8 La formazione di crosta nelle dorsali
20.9 Che cosa fa muovere le placche?
20.9.1 Le forze che agiscono sulle placche
20.9.2 Il sistema di riferimento dei punti caldi e la velocità delle placche
20.9.3 Come dedurre la forza motrice dominante
20.9.4 La tettonica delle placche e la convezione nel mantello
Sommario
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Problemi

Capitolo 21
La fossa tettonica del Kenya è un nuovo margine di placca? Uno studio geofisico regionale
21.1 Introduzione: il sistema di fosse, Rift, dell’Africa orientale
21.2 Morfologia e geologia della fossa tettonica, Rift, del Kenya
21.3 Studi gravimetrici
21.4 Rilevamenti sismici
21.4.1 La sismicità del Kenya
31.4.2 Studi telesismici
21.4.3 Rilevameno di sismologia a rifrazione e a riflessione con angolo ampio
21.5 Modelli sismici e gravimetrici combinati
21.6 Studi sul flusso di calore
21.7 Conducibilità elettrica
Sommario
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Capitolo 22
La prospezione mineraria: idrocarburi
22.1 Introduzione: le fonti di energia e la domanda di idrocarburi
22.2 Origine e accumulo degli idrocarburi
22.3 Dove si formano i bacini sedimentari
22.4 La prospezione petrolifera
22.5 Il giacimento di gas di West Sole del Mare del Nord meridionale
22.6 Il giacimento petrolifero del Mare del Nord settentrionale
22.6.1 Scoperta e sviluppo iniziale del giacimento
22.6.2 Ulteriore sviluppo del giacimento di Forties
22.7 Il futuro
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Capitolo 23
La prospezione mineraria: i minerali metallici
23.1 Giacimenti metallici e di altri minerali
23.2 Formazione dei minerali metallici e loro proprieta geofisiche
23.3 Dove si formano i minerali metallici
23.4 La ricerca dei corpi mineralizzati
23.5 Il corpo mineralizzato di Elura, Nuovo Galles del Sud, Australia
23.5.1 Studi precedenti e rilevamenti esplorativi
23.5.2 Rilevamenti iniziali del corpo mineralizzato di Elura
23.5.3 Valutazione del giacimento
23.5.4 Una valutazione comparativa dei metodi di rilevamento geofisico
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Capitolo 24
I vulcani
24.1 Tipi di eruzione e relativi danni
24.2 Metodi per lo studio dei vulcani e il monitoraggio della loro attività
24.3 L’eruzione del Vulcano Redoubt in Alaska nel 1989-1990
24.3.1 I precedenti
24.3.2 L’eruzione del 1989-1990
24.3.3 Monitoraggio dell’attività
24.4 L’eruzione di lava dell’Etna del 1991-1993
24.4.1 I precedenti
24.4.2 Deformazione e microgravità
24.4.3 L’eruzione del 1991-1993
Ulteriori letture

Capitolo 25
La struttura di Chicxulub e l’estinzione di massa al limite Cretaceo-Terziario
25.1 Introduzione
25.2 Impatti e crateri
25.3 La struttura di Chicxulub
25.3.1 I precedenti
25.3.2 La struttura di Chicxulub
25.3.3 Età della struttura e dei prodotti piroclastici di Chicxulub
25.4 Eruzioni gigantesche
25.5 Conclusioni a tutt’oggi
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Capitolo 26
Idrogeologia e terreni contaminati
26.1 Introduzione
26.2 Gli acquiferi (falde idriche)
26.3 Metodi geofisici utili in idrogeologia
26.4 Un esempio di rilevamento GPR della superficie freatica in Olanda
26.4.1 I precedenti
26.4.2 Discontinuità della superficie freatica
26.5 Un esempio di contaminazione salina nell’acquifero di Crag, East Anglia, Gran Bretagna
26.5.1 I precedenti
26.5.2 Rilevamenti geofisici
26.6 Discariche e inquinamento
26.6.1 Introduzione
26.6.2 Analisi di una discarica nell’Inghilterra settentrionale
26.6.3 Monitoraggio di una discarica
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Capitolo 27
Localizzazione di cavità sotterranee
27.1 Introduzione
27.2 Tecniche geofisiche possibili per localizzare le cavità
27.2.1 Metodi sismici
27.2.2 Metodi elettrici
27.2.3 Metodi magnetici
27.2.4 Metodi gravimetrici
27.2.5 Fratturazione attorno a cavità
27.3 Crolli in un terreno carsico sepolto, Kuwait
27.3.1 I precedenti
27.3.2 Il rilevamento gravimetrico
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Capitolo 28
Geofisica applicata all’archeologia
28.1 Rilevamento del sito
28.2 Le caratteristiche archeologiche e la loro manifestazione geofisica
28.2.1 Fossati, trincee e fori per pali
28.2.2 Fondazioni
28.2.3 Fornaci, focolari e forni
28.3 Metodi geofisici utili al rilevamento archeologico
28.3.1 Rilevamenti magnetometrici e di suscettività
28.3.2 Rilevamenti di resistività
28.3.3 Il radar a penetrazione, GPR
28.3.4 Altre tecniche
28.3.5 Presentazione dei dati
28.4 Un caso europeo: una probabile villa romana in Inghilterra
28.4.1 Generalità
28.4.2 Rilevamenti geofisici
28.5 Un caso americano: la stazione commerciale di pellicce della Hudson’s Bay Company
28.5.1 Generalità
28.5.2 Rilevamenti geofisici
Ulteriori letture

Appendice A
Simboli e abbreviazioni

Appendice B
Risposte ai problemi, Capitoli 2-20

Bibliografia

Fonti delle illustrazioni

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07689
   
       MINERALOGIA
KLEIN Cornelis 
 
2004, p.632
ISBN 978-8808-07689-2
Trad. G. Gasparotto
 
Euro 66,50
 
- 10%
Euro 59,85
 
 
 
Disponibilità: ampia
 

Mineralogia è la traduzione della ventiduesima edizione di un testo classico, pubblicato per la prima volta nel 1848 da James D. Dana e divenuto con il tempo il "manuale" di mineralogia per eccellenza, il Dana's Manual of Mineralogy. Attraverso le tante edizioni, curate da scienziati della materia, il testo si è via via modificato per adattarsi alle nuove scoperte e ai cambiamenti nell'insegnamento della mineralogia.
In questa edizione Cornelis Klein ha curato molto l'aspetto didattico, circoscrivendo gli argomenti, semplificando l'esposizione e riorganizzando l'ordine tradizionale degli argomenti in modo che la trattazione delle strutture e della cristallochimica preceda la cristallografia. I primi sette capitoli sono concepiti in maniera tale da essere essenzialmente indipendenti, consentendo la massima flessibilità nella scelta degli argomenti.
Nel volume sono contenuti tutti gli argomenti propri di un corso introduttivo di mineralogia: proprietà fisiche dei minerali, cristallografia e strutture cristalline, cristallochimica, stabilità, reazioni, associazioni di minerali; vi sono inoltre un capitolo dedicato alle tecniche di studio dei minerali e un capitolo di gemmologia.
Il volume contiene anche una cospicua parte sistematica con descrizione dei minerali più comuni e/o importanti e descrive con particolare attenzione i silicati che costituiscono le rocce.
Completano l'opera un importante corredo di tabelle classificative.


Indice
 
Prefazione

Ringraziamenti
Nota all’edizione italiana

Capitolo 1
Introduzione

Lo studio dei minerali come parte delle scienze della Terra
La scienza dei minerali
Definizione di minerale
Storia della mineralogia
L’importanza economica dei minerali
Nomenclatura dei minerali
Bibliografia e letteratura mineralogica
Bibliografia originale e letture selezionate
Bibliografia in italiano

Capitolo 2
Proprietà fisiche dei minerali osservabili a scala macroscopica

Forma cristallina e abito
Concrescimenti, geminati, striature
Stato di aggregazione
Lucentezza, colore, colore della polvere (striscio)
Lucentezza
Colore
Striscio
Altre proprietà dipendenti dalla luce
Gioco di colori
Gatteggiamento ed asterismo
Luminescenza
Fluorescenza e fosforescenza
Sfaldatura, pseudosfaldatura e frattura
Sfaldatura
Pseudosfaldatura
Frattura
Durezza
Tenacità
Peso specifico
Magnetismo
Radioattività
Solubilità in HCl
Piezoelettricità
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 3
Elementi di cristallochimica

La composizione chimica della crosta terrestre
L’atomo
Gli elementi chimici della tavola periodica
Il modello atomico di Bohr
Il modello atomico di Schrödinger
Configurazione elettronica e tavola periodica
Lo ione
Le forze di legame nei cristalli
Il legame ionico
Il legame covalente
Stima del carattere del meccanismo di legame
Il legame metallico
Il legame di van der Waals
I legami idrogeno
Cristalli che presentano più di un tipo di legame
Raggio atomico e raggio ionico
Coordinazione degli ioni
Il rapporto dei raggi ionici
Le regole di Pauling
La struttura cristallina
Rappresentazione delle strutture cristalline
Isostrutturalismo
Esempi di alcuni tipi comuni di strutture
La struttura tipo NaCl
La struttura tipo CsCl
La struttura tipo blenda, ZnS
La struttura tipo fluorite, CaF2
La struttura tipo rutilo, TiO2
La struttura tipo perowskite, ABO3
La struttura tipo spinello, AB2O4
Le strutture dei silicati
Le variazioni composizionali nei minerali
Soluzione solida sostituzionale
Soluzione solida interstiziale
Soluzione solida omissionale
Ricalcolo delle analisi chimiche
Rappresentazione grafica della composizione dei minerali
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 4
I minerali: reazioni, stabilità e comportamento

Cristallizzazione
Crescita dei cristalli
Concrescimenti fra cristalli
Reazioni mineralogiche
Reazioni in ambiente magmatico
Reazioni in ambiente metamorfico
Reazioni in ambiente di alterazione meteorica
Reazioni in condizioni di pressione estremamente alta
Stabilità dei minerali
Diagrammi delle fasi
Stabilità, energia di attivazione ed equilibrio
Componenti
Termodinamica elementare
Esempi di diagrammi di stabilità dei minerali (diagrammi delle fasi)
Reazioni polimorfe
Polimorfismo ricostruttivo
Polimorfismo distorsivo
Polimorfismo ordine-disordine
Politipismo
Processi di essoluzione
Minerali metamittici
Mineraloidi (minerali non cristallini)
Pseudomorfismo
Complessità strutturali e difetti
Geminazione
Origine della geminazione
Origine del colore
Transizioni del campo cristallino
Transizioni degli orbitali molecolari
Centri di colore
Altre cause del colore
Origine delle proprietà magnetiche
Origine della radioattività
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 5
Introduzione ai principi della cristallografia

Dalle operazioni di simmetria ai gruppi spaziali
I minerali come solidi cristallini
Ordine interno
Simmetria
Inserto 5.1 La simmetria bilaterale nel corpo umano e in architettura
I cristalli e i loro elementi di simmetria
Gli elementi di simmetria senza traslazione
Combinazioni di rotazioni
Combinazioni di assi di rotazione e piani di riflessione
Riassunto delle operazioni di simmetria esclusa la traslazione
Morfologia cristallina
Simmetria cristallina
Assi cristallografici
Notazione cristallografica per i piani
Abito cristallino
Forma
Alcuni geminati comuni
Tipi di geminati
Leggi di geminazione comuni
L’ordine interno e la simmetria dei minerali
Direzioni di traslazione e distanze
Ordinamento unidimensionale (filari)
Ordinamento bidimensionale (reticoli piani)
Inserto 5.2 Disegni regolari nel nostro ambiente
Il contenuto di elementi di simmetria di motivi piani
Il contenuto di elementi di simmetria di reticoli piani
Gruppi planari bidimensionali
Ordinamento tridimensionale
Gruppi spaziali
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 6
Gruppi puntuali e gruppi spaziali selezionati

Misurazione degli angoli fra le facce
Le proiezioni dei cristalli
La proiezione sferica
La proiezione stereografica
Diciannove dei trentadue gruppi puntuali
Sistema triclino
Sistema monoclino
Sistema ortorombico
Sistema tetragonale
Sistema esagonale
Sistema cubico
Caratteristiche dei cristalli cubici
Rappresentazione di alcuni gruppi spaziali
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 7
Metodi analitici applicati alla scienza dei minerali

Microscopia elettronica a scansione (SEM)
Microscopia ottica
Natura della luce
Cristalli isotropi e anisotropi
Luce polarizzata
Il microscopio polarizzante
Cristalli uniassici
Cristalli biassici
Proprietà ottiche dei minerali opachi
Tecniche di diffrazione dei raggi X (XRD)
Gli spettri X
Effetti di diffrazione ed equazione di Bragg
Diffrazione da cristallo singolo e analisi strutturale
La diffrazione dei raffi X su polveri e l’identificazione dei minerali
Microscopia elettronica a trasimissione (TEM)
Tecniche di analisi chimica
Spettroscopia di assorbimento atomico in fiamma (FAA)
Fluorescenza di raggi X (XRF)
Microsonda elettronica (EMPA)
Spettroscopia di massa di ioni secondari (SIMS)
Microscopia a forza atomica (AFM)
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 8
Cristallochimica e descrizione sistematica di elementi nativi, solfuri e solfosali

Classificazione dei minerali
Cristallochimica di elementi nativi, solfuri e solfosali
Elementi nativi
Metalli nativi
Solfuri
Solfosali
Descrizioni sistematiche
Metalli nativi
Non-metalli nativi
Inserto 8.1 La sintesi del diamante
Solfuri, solfoarseniuri e arseniuri
Inserto 8.2 Vene e mineralizzazioni in vene
Inserto 8.3 I giacimenti di solfuri e i processi di inquinamento legati all’attività mineraria
Solfosali
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 9
Cristallochimica e descrizione sistematica di ossidi, idrossidi e alogenuri

Cristallochimica degli ossidi
Cristallochimica degli idrossidi
Cristallochimica degli alogenuri
Descrizioni sistematiche
Ossidi
Inserto 9.1 I minerali del ferro per l’industria dell’acciaio
Idrossidi
Alogenuri
Inserto 9.2 I minerali delle evaporiti
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 10
Cristallochimica e descrizione sistematica di carbonati, nitrati, borati, solfati, cromati, tungstati, molibdati, fosfati, arseniati e vanadati

Cristallochimica dei carbonati
Il gruppo della calcite
Il gruppo dell’aragonite
Il gruppo della dolomite
Cristallochimica dei nitrati
Cristallochimica dei borati
Cristallochimica dei solfati
Cristallochimica dei tungstati e molibdati
Cristallochimica di fosfati, arseniati e vanadati
Descrizioni sistematiche
Carbonati
Nitrati
Borati
Solfati e cromati
Tungstati e molibdati
Fosfati, arseniati e vanadati
Inserto 10.1 La fonte degli elementi chimici per i fertilizzanti
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 11
Cristallochimica dei silicati che costituiscono le rocce

Nesosilicati
Sorosilicati
Ciclosilicati
Inosilicati
Gruppo dei pirosseni
Gruppo dei pirossenoidi
Gruppo degli anfiboli
Fillosilicati
Tectosilicati
Gruppo della silice-SiO2
Gruppo dei feldspati
Gruppo dei feldspatoidi
Gruppo delle zeoliti
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 12
Descrizione sistematica dei silicati che costituiscono le rocce

Nesosilicati
Gruppo della fenacite
Gruppo dell’olivina
Gruppo dei granati
Gruppo dell’AlSiO5
Gruppo delle humiti
Sorosilicati
Gruppo dell’epidoto
Ciclosilicati
Inosilicati
Gruppo dei pirosseni
Inserto 12.1 I due tipi di rocce più comuni nella crosta terrestre: basalto e granito
Gruppo dei pirossenoidi
Gruppo degli anfiboli
Fillosilicati
Gruppo del serpentino
Gruppo dei minerali argillosi
Inserto 12.2 I minerali argillosi e alcune delle loro applicazioni
Gruppo delle miche
Gruppo della clorite
Specie correlate
Tectosilicati
Gruppo della silice, SiO2
Inserto 12.3 Le polveri minerali nell’ambiente
Gruppo dei feldspati
Inserto 12.4 I minerali delle pegmatiti
Gruppo dei feldspatoidi
Serie della scapolite
Gruppo delle zeoliti
Inserto 12.5 Le zeoliti e le loro singolari proprietà
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 13
I minerali delle gemme

I minerali delle gemme
Caratteristiche delle gemme
Tipi di taglio
L’uso delle gemme nell’antichità
Le gemme importanti - ieri e oggi
Diamante
Berillo
Rubino e zaffiro
Opale
Giada
Crisoberillo
Topazio
Tormalina
Quarzo
Turchese
Granato
Zircone
Olivina
Proprietà delle gemme e strumenti per la loro determinazione
Proprietà fisiche
Strumenti per lo studio delle gemme
Sintesi delle gemme
Processo Verneuil
Processo Czochralski
Accrescimento da fondente
Crescita idrotermale
Trattamento delle gemme
Colorazione
Trattamento termico
Trattamento con radiazioni
Gemme sintetiche e trattate
Berillo
Crisoberillo
Corindone (rubino e zaffiro)
Diamante
Giada
Opale
Quarzo
Rutilo
Spinello
Turchese
Gemme artificiali senza corrispondente in natura
Granato
Titanato di stronzio, SrTiO3
Zirconia cubica
Bibliografia e letture selezionate

Capitolo 14
Tabelle di identificazione

Classificazione generale delle tabelle
Lucentezza metallica e submetallica
Lucentezza non-metallica

Alcuni dati utili

Indice dei minerali

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