Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Geochemistry
Course of study:
2015/2016
Code:
BGF-1-303-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Geophysics
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania związane z pracą zespołową GF1A_K02 Project,
Involvement in teamwork
Skills
M_U001 Zna sposoby przedstawiania składu chemicznego różnych elementów środowiska przyrodniczego (minerałów, skał, wód, powietrza) i umie wyciągać proste wnioski na podstawie wyników analizy chemicznej tych substancji GF1A_W02, GF1A_U01, GF1A_U09, GF1A_W03 Test
M_U002 Potrafi wykonać proste obliczenia chemiczne użyteczne w geologii GF1A_U01 Test,
Project,
Activity during classes
M_U003 Rozumie wpływ tektoniki płyt na ewolucję i skład skał magmowych oraz zna i potrafi zastosować wybrane sposoby wnioskowania petrogenetycznego bazującego na składzie chemicznym tych skał GF1A_W02, GF1A_U01, GF1A_W12 Test,
Project
M_U004 Zna podstawowe metody prospekcji geochemicznej, ich zalety i ograniczenia oraz potrafi dokonać interpretacji ich wyników GF1A_W02, GF1A_U01, GF1A_W12, GF1A_U09 Test
Knowledge
M_W001 Posiada ogólną wiedzę o procesach powstawania pierwiastków chemicznych i przyczynach ich zmiennej częstości we Wszechświecie i Układzie Słonecznym GF1A_W02, GF1A_W12 Test
M_W002 Posiada wiedzę o sposobach powstawania wiązań chemicznych w minerałach i innych naturalnych substancjach i rozumie ich wpływ na właściwości fizyczne i chemiczne tych substancji GF1A_W02, GF1A_W12, GF1A_W03 Test
M_W003 Posiada wiedzę o formach występowania wody w minerałach i skałach, sile jej związania i jej wpływie na wybrane właściwości skał GF1A_W02, GF1A_W12, GF1A_W03 Test
M_W004 Zna kryteria wyboru, ogólną zasadę działania oraz możliwości podstawowych metod analizy chemicznej materiałów geologicznych GF1A_W04, GF1A_W12, GF1A_W08 Test
M_W005 Posiada ogólną wiedzę o genezie, ewolucji, budowie i składzie chemicznym geosfer GF1A_W02 Test
M_W006 Rozumie wpływ najważniejszych procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w strefie hipergenicznej na przemiany skał i minerałów oraz właściwości produktów tych przemian GF1A_W02, GF1A_W12 Test
M_W007 Posiada wiedzę o najważniejszych zastosowaniach izotopów promieniotwórczych i stałych w naukach o Ziemi GF1A_W02, GF1A_W12 Test
M_W008 Posiada wiedzę o głównych grupach związków organicznych, ich najważniejszych właściwościach fizycznych i chemicznych oraz czynnikach wpływających na migrację i akumulację GF1A_W02, GF1A_W12 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania związane z pracą zespołową - + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Zna sposoby przedstawiania składu chemicznego różnych elementów środowiska przyrodniczego (minerałów, skał, wód, powietrza) i umie wyciągać proste wnioski na podstawie wyników analizy chemicznej tych substancji + + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wykonać proste obliczenia chemiczne użyteczne w geologii - + - - - - - - - - -
M_U003 Rozumie wpływ tektoniki płyt na ewolucję i skład skał magmowych oraz zna i potrafi zastosować wybrane sposoby wnioskowania petrogenetycznego bazującego na składzie chemicznym tych skał + + - - - - - - - - -
M_U004 Zna podstawowe metody prospekcji geochemicznej, ich zalety i ograniczenia oraz potrafi dokonać interpretacji ich wyników - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada ogólną wiedzę o procesach powstawania pierwiastków chemicznych i przyczynach ich zmiennej częstości we Wszechświecie i Układzie Słonecznym + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę o sposobach powstawania wiązań chemicznych w minerałach i innych naturalnych substancjach i rozumie ich wpływ na właściwości fizyczne i chemiczne tych substancji + - - - - - - - - - -
M_W003 Posiada wiedzę o formach występowania wody w minerałach i skałach, sile jej związania i jej wpływie na wybrane właściwości skał + + - - - - - - - - -
M_W004 Zna kryteria wyboru, ogólną zasadę działania oraz możliwości podstawowych metod analizy chemicznej materiałów geologicznych - + - - - - - - - - -
M_W005 Posiada ogólną wiedzę o genezie, ewolucji, budowie i składzie chemicznym geosfer + + - - - - - - - - -
M_W006 Rozumie wpływ najważniejszych procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w strefie hipergenicznej na przemiany skał i minerałów oraz właściwości produktów tych przemian + + - - - - - - - - -
M_W007 Posiada wiedzę o najważniejszych zastosowaniach izotopów promieniotwórczych i stałych w naukach o Ziemi + - - - - - - - - - -
M_W008 Posiada wiedzę o głównych grupach związków organicznych, ich najważniejszych właściwościach fizycznych i chemicznych oraz czynnikach wpływających na migrację i akumulację + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Budowa atomu, właściwości pierwiastków a ich położenie w układzie okresowym, rodzaje i charakterystyka wiązań chemicznych oraz ich wpływ na właściwości minerałów (rozpuszczalność, właściwości mechaniczne i elektromagnetyczne, gęstość) (3 godziny)
2. Elementy krystalochemii: diadochia, izomorfizm, maskowanie pierwiastków śladowych, rola wody w minerałach. (2 godziny) Geochemiczne klasyfikacje pierwiastków. Sposoby prezentacji wyników analiz chemicznych skał i minerałów.
3. Procesy powstawania pierwiastków chemicznych i przyczyny ich zmiennej częstości we Wszechświecie i Układzie Słonecznym. Powstawanie Układu Słonecznego i Ziemi, meteoryty. Budowa i skład geosfer, klarki. (3 godziny)
4. Geochemia skał magmowych (chemiczne klasyfikacje skał, główne grupy skał i warunki ich powstawania w nawiązaniu do tektoniki płyt; pierwiastki dopasowane i niedopasowane). (4 godziny)
5. Geochemia procesów w strefie hipergenicznej – podatność minerałów na wietrzenie, główne procesy wietrzenia chemicznego i sposoby transportu jego produktów, rola koloidów (ładunek powierzchniowy, punkt izoelektryczny, warstwa dyfuzyjna i adsorpcyjna, procesy adsorpcyjne), wpływ warunków środowiska na mobilność pierwiastków, diagramy pH-Eh, procesy geochemiczne w glebach. (4 godziny)
6. Procesy fizykochemiczne w czasie diagenezy osadów. Migracja wód i rozpuszczonych związków chemicznych w osadach i skałach (dyfuzja, adwekcja, infiltracja). Geochemiczne klasyfikacje osadów. (2 godziny)
7. Elementy geochemii hydrosfery –właściwości fizyczne i chemiczne wody, rola wody jako rozpuszczalnika, skład chemiczny wód oceanicznych i śródlądowych. (3 godziny)
8. Elementy geochemii atmosfery (ewolucja składu atmosfery, rola poszczególnych warstw, oddziaływanie między atmosferą a hydrosferą). (2 godziny)
9. Elementy geochemii izotopów promieniotwórczych i stałych – izotopy pierwotne i wtórne; przemiany promieniotwórcze, frakcjonacja izotopowa, zastosowanie izotopów w geologii. (4 godziny)
10. Elementy geochemii organicznej – obieg węgla, główne grupy związków organicznych, ich właściwości oraz czynniki wpływające na migrację i akumulację. (3 godziny)

Auditorium classes:

1. Geochemia analityczna – algorytm procesu badawczego w geochemii, opróbowanie (reprezentatywność, strategia poboru, próbniki), kryteria wyboru metody analitycznej, zasada działania, prezentacja aparatury, charakterystyka, wady i zalety najważniejszych metod analitycznych stosowanych w geochemii, sposoby prezentacji wyników analiz geochemicznych
2. Podstawowe obliczenia geochemiczne, wzory strukturalne, empiryczne i krystalochemiczne minerałów
3. Elementy geochemii skał magmowych – skład chemiczny głównych grup skał magmowych, sposoby klasyfikowania skał magmowych w oparciu o ich skład chemiczny, rola pierwiastków śladowych, pierwiastki dopasowane i niedopasowane, diagramy dyskryminacyjne, diagramy pajęcze, przykłady wykorzystania programów komputerowych do celów petrogenetycznych
4. Elementy geochemii strefy hipergenicznej – rodzaje wietrzenia i czynniki na nie wpływające, główne procesy wietrzenia chemicznego – rozpuszczanie, hydratacja, hydroliza, karbonatyzacja, procesy redoksowe, procesy adsorpcyjne, pH, Eh
5. Elementy hydrogeochemii – sposoby wyrażania stężeń, czynniki wpływające na chemizm wód, główne składniki występujące w naturalnych wodach i ich pochodzenie, podstawowe wskaźniki fizykochemiczne, sposoby poboru i utrwalania próbek wód, sposoby przedstawiania wyników analiz wód oraz obliczania błędów
6. Elementy geochemii prospekcyjnej – metody prospekcji geochemicznej, tło geochemiczne, anomalie geochemiczne i aureole rozproszenia, bariery geochemiczne, przykładowe oznaczenia terenowe

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 76 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 28 h
Participation in auditorium classes 13 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Completion of a project 20 h
Examination or Final test 5 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa uwzględnia zaliczenie ćwiczeń oraz ocenę z kollokwium obejmującego zakres materiału omawianego na wykładach (obydwie oceny muszą być pozytywne)

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw chemii i geologii

Recommended literature and teaching resources:

A.Polański, K.Smulikowski „Geochemia” (1969),
A.Polański „Geochemia i surowce mineralne” (1988),
A.Polański „Podstawy geochemii” (1988),
Z.M.Migaszewski, A.Gałuszka „Podstawy geochemii środowiska” (2007),
A.Skowroński „Zarys geochemii poszukiwawczej” (2007),
A.Macioszczyk, Z.Dobrzański „Hydrogeochemia” (2007);
K.B.Krauskopf, D.K.Bird „Introduction to geochemistry” (1995),
W.M.White „Geochemistry” (2012): http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/geo455/Chapters.HTML
W.M. White “Isotope geochemistry”(2011): http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/Geo656/656home.html

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Bożęcki P., Rzepa G., 2013. The rate of iron compounds precipitation from AMD waters in the Łęknica region (the Muskau Arch, western Poland). Mineralogical Magazine 77,: 759.
Kwaśniak-Kominek M., Manecki M., Rzepa G. 2010. Geochemistry of pore waters in the foreland of
retreating glacier, Werenskioldbreen, SW Spitsbergen. Contemporary Problems of Geochemistry, Kielce,
September 27-30, 2010. Mineralogia, Special Papers 36-58.
Matyszkiewicz J., Kochman A., Rzepa G., Gołębiowska B., Krajewski M., Gaidzik K., Żaba J., 2015 – Epigenetic silification of the Upper Oxfordian limestones in the Sokole Hills (Kraków-Częstochowa Upland): relationship to facies development and tectonics. Acta Geologica Polonica, 65, 2: 181–203.
Rzepa G, Bożęcki P., 2007. Mineral composition of AMD precipitates in the Łęknica region (the Muskau Arch, Western Poland). Min. Polon. Sp. Pap. 31: 243–246.
Rzepa G., Gołębiowska B., Majka J., Borkiewicz O. 2008. Altered pyrite-bearing sandstones from Spitsbergen as an example of chemical weathering under the polar climate, Min. Polon. Sp. Pap. 32, 141.
Rzepa G., Bajda T., Ratajczak T. 2009. Utilization of bog iron ores as sorbents of heavy metals. Journal of
Hazardous Materials, 162: 1007–1013.
Rzepka P., Bożęcki P., Manecki M., Rzepa G., Bajda T., 2013. The results of multistage liming and
lacustrine chalk application in AMD water reservoir in the Muskau Arch near Łęknica, W Poland.
Geology, Geophysics and Environment, 38, 4: 527–528.
Sala D, Rzepa G., 2011. Geochemistry of waters and bottom sediments in landslide lakes of the
Babiogórski National Park. Mineralogia 42, 1: 63–72.

Additional information:

W przypadku braku zaliczenia ćwiczeń w terminie podstawowym, studentowi przysługują dwa terminy poprawkowe. Szczególowe informacje dotyczące warunków uzyskania zaliczenia są przedstawiane na pierwszych ćwiczeniach.