Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Geochemia
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
BGF-1-507-s
Wydział:
Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Geofizyka
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Zajęcia pozwalają studentom zapoznać się z procesami geochemicznymi kształtującymi powierzchnię i wnętrze Ziemi oraz atmosferę i hydrosferę.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 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 Kolokwium
M_W002 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 Kolokwium
M_W003 Zna kryteria wyboru, ogólną zasadę działania oraz możliwości podstawowych metod analizy chemicznej materiałów geologicznych GF1A_W04, GF1A_W12, GF1A_W08 Kolokwium
M_W004 Posiada ogólną wiedzę o procesach powstawania pierwiastków chemicznych i przyczynach ich zmiennej częstości we Wszechświecie i Układzie Słonecznym GF1A_W02, GF1A_W12 Kolokwium
M_W005 Posiada wiedzę o najważniejszych zastosowaniach izotopów promieniotwórczych i stałych w naukach o Ziemi GF1A_W02, GF1A_W12 Kolokwium
M_W006 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 Kolokwium
M_W007 Posiada ogólną wiedzę o genezie, ewolucji, budowie i składzie chemicznym geosfer GF1A_W02 Kolokwium
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 Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Zna podstawowe metody prospekcji geochemicznej, ich zalety i ograniczenia oraz potrafi dokonać interpretacji ich wyników GF1A_W02, GF1A_U01, GF1A_U09, GF1A_W12 Kolokwium
M_U002 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 Kolokwium,
Projekt
M_U003 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 Kolokwium
M_U004 Potrafi wykonać proste obliczenia chemiczne użyteczne w geologii GF1A_U01 Kolokwium,
Projekt,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania związane z pracą zespołową GF1A_K02 Projekt,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Rozumie wpływ najważniejszych procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w strefie hipergenicznej na przemiany skał i minerałów oraz właściwości produktów tych przemian + + - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę o formach występowania wody w minerałach i skałach, sile jej związania i jej wpływie na wybrane właściwości skał + + - - - - - - - - -
M_W003 Zna kryteria wyboru, ogólną zasadę działania oraz możliwości podstawowych metod analizy chemicznej materiałów geologicznych - + - - - - - - - - -
M_W004 Posiada ogólną wiedzę o procesach powstawania pierwiastków chemicznych i przyczynach ich zmiennej częstości we Wszechświecie i Układzie Słonecznym + - - - - - - - - - -
M_W005 Posiada wiedzę o najważniejszych zastosowaniach izotopów promieniotwórczych i stałych w naukach o Ziemi + - - - - - - - - - -
M_W006 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_W007 Posiada ogólną wiedzę o genezie, ewolucji, budowie i składzie chemicznym geosfer + + - - - - - - - - -
M_W008 Posiada wiedzę o głównych grupach związków organicznych, ich najważniejszych właściwościach fizycznych i chemicznych oraz czynnikach wpływających na migrację i akumulację + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Zna podstawowe metody prospekcji geochemicznej, ich zalety i ograniczenia oraz potrafi dokonać interpretacji ich wyników - + - - - - - - - - -
M_U002 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_U003 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_U004 Potrafi wykonać proste obliczenia chemiczne użyteczne w geologii - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania związane z pracą zespołową - + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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)
2. Elementy krystalochemii: diadochia, izomorfizm, maskowanie pierwiastków śladowych, rola wody w minerałach. 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 układu Ziemia-Księżyc, meteoryty. Budowa i skład geosfer, klarki.
4. Geochemia skał magmowych: chemiczne klasyfikacje skał, główne grupy skał i warunki ich powstawania w nawiązaniu do tektoniki płyt; pierwiastki dopasowane i niedopasowane, związek tektoniki z typami złóż, etapy pomagmowe.
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.
6. Procesy fizykochemiczne w czasie diagenezy osadów. Migracja wód i rozpuszczonych związków chemicznych w osadach i skałach (dyfuzja, adwekcja, infiltracja). Geochemiczne klasyfikacje osadów.
7. Elementy geochemii hydrosfery –właściwości fizyczne i chemiczne wody, rola wody jako rozpuszczalnika, skład chemiczny wód oceanicznych i śródlądowych, ewolucja składu hydrosfery.
8. Elementy geochemii atmosfery – ewolucja składu atmosfery, rola poszczególnych warstw, oddziaływanie między atmosferą a hydrosferą, efekt cieplarniany.
9. Elementy geochemii izotopów promieniotwórczych i stałych – izotopy pierwotne i wtórne; przemiany promieniotwórcze, frakcjonacja izotopowa, zastosowanie izotopów w naukach o Ziemi.
10. Elementy geochemii organicznej – obieg węgla, główne grupy związków organicznych, ich właściwości oraz czynniki wpływające na migrację i akumulację

Ćwiczenia audytoryjne:

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

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 75 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Wykonanie projektu 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest średnią arytmetyczną ocen z ćwiczeń oraz z kollokwium obejmującego zakres materiału omawianego na wykładach (obydwie oceny muszą być pozytywne).

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw chemii, geologii, mineralogii i petrografii

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

Warunki zaliczenia ćwiczeń:
1. Obecność na wszystkich zajęciach jest obowiązkowa.
2. Nieusprawiedliwiona nieobecność na więcej niż jednych zajęciach powoduje brak zaliczenia. Zwolnienie lekarskie lub inny dokument usprawiedliwiający nieobecność należy przedstawić prowadzącemu najpóźniej na następnych zajęciach.
3. Dwa razy w ciągu semestru odbywają się sprawdziany pisemne z zakresu omawianego materiału. Są one oceniane w skali 0-100%
4. Dwa razy w ciągu semestru zadawane są projekty do samodzielnego wykonania przez studentów. Należy je oddać na kolejnych zajęciach. Są one oceniane w skali 0-100%
5. Ocena końcowa z ćwiczeń = 0,7*średnia ze sprawdzianów + 0,3*średnia z projektów. Warunkiem uzyskania zaliczenia w pierwszym terminie jest uzyskanie końcowej oceny procentowej co najmniej 50%. Zaliczenie w terminie poprawkowym ma formę kolokwium z całości materiału. Aby otrzymać pozytywną ocenę z zaliczenia, z kolokwium tego trzeba uzyskać co najmniej 50%. Dwukrotne otrzymanie wyniku poniżej 50% skutkuje definitywnym brakiem zaliczenia.

Warunki zaliczenia wykładu:
1. Obecność na wykładach jest nieobowiązkowa
2. Na ostatnim wykładzie odbywa się sprawdzian z całości materiału omawianego na wykładach. Warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie min. 50% z tego sprawdzianu. Zaliczenie w terminie poprawkowym ma identyczną formę. Przewidywane są dwa terminy poprawkowe.