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Université Joseph Fourier, DLST STE 110; TP 1: - Cartes topographiques: les documents et leur utilisation pratique. - Les minéraux des roches.

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1 Université Joseph Fourier, DLST STE 110; TP 1: - Cartes topographiques: les documents et leur utilisation pratique. - Les minéraux des roches

2 Matériel nécessaire en salle - Papier millimétré (trait bistre), format 21cm x29,7cm, non transparent et non ligné au verso: une pochette ou quelques feuilles. - Papier calque, format 21cm x 29,7cm: une pochette ou quelques feuilles. - Crayons ou porte-mines fins (0,5mm). - Crayons de couleur, un assortiment de couleurs usuelles. - Gomme plastique. - Taille-crayon - Règle plate graduée, de 30cm (en bon état!). - Rapporteur (gradué en degrés). - Calculette non alphanumerique

3 Informations -Présence obligatoire (appel fait à chaque séance) -Préparation du TP suivant -Révisions des TP précédents (matériel disponible en salle des ouvrages) -Pour la semaine prochaine: -Poly carte géologique, étudier page 1 à 7 et Préparer le TP 2 en révisant les planches notées TP1 dans le poly de TP

4 Partie I : Les cartes topographiques

5 Coordonnées géographiques

6 Projection cylindrique (de Mercator) représentation cylindrique directe représentation cylindrique oblique représentation cylindrique transverse

7 Projection conique Représentation conique directe tangente Lambert et Lambert 93 Représentation conique directe sécante

8 Projection azimutale Stéréographie polaire

9 Projection Lambert Cartographie IGN de la France Lambert-93 : projection conique sécante, du nouveau système géodésique français

10 Projection UTM (Universal Transverse Mercator) Système mondial de 60 fuseaux de 6 degrés d'amplitude en longitude La France est sur 3 fuseaux : *UTM Nord fuseau 30 : entre 6 degrés ouest et 0 degré Greenwich *UTM Nord fuseau 31 : entre 0 degré et 6 degrés est Greenwich *UTM Nord fuseau 32 : entre 6 degrés est et 12 degrés est Greenwich

11 Carroyage Lambert/UTM

12 Carroyage Lambert

13 Coordonnées du point de rendez-vous ? Echelle ?

14 Codages carte topo

15 Points cotés & géodésiques

16 Courbes de niveau Ensemble de points à la même altitude. Couleur bistre. Courbes maîtresses (ou majeures) et intercalaires Tête des chiffres vers les altitudes croissantes.

17 Exo : Calcul pente Sur la carte 1/25000 : - situer la salle de TP, - repérer le point coté 1308 m près du Fort Saint Eynard. - Après mesure sur carte, estimer la distance séparant ces 2 repères, - calculer la pente moyenne en %, - calculer l'angle en degrés entre ces 2 points et l'horizontale.

18 IGN : DSU

19 IGN : Saint Eynard

20 Exo : Reconnaissance des formes topographiques A laide de la carte topographique au 1/25000, identifier sur la photo : la Bastille, le Mont Saint Eynard, le Mont Rachais, le Vallon de Narbonne, Chamechaude, la Pinéa, le Néron. La photo est prise de Cossey (sud de Fontaine, en dehors de la carte). Faire un schéma à main levée des reliefs observés sur la photo, que vous légenderez.

21 Schéma panorama

22 Versant avec ruptures de pentes

23 Ligne de faîte, talweg

24 Exo : Figuré de falaise Dans la partie Nord-est du Néron : A lest du point géodésique 1298, la falaise regarde-t-elle à lest ou à louest ?

25 Falaise proche dune crête

26 Exo : Profil topographique en utilisant la carte IGN 1/25000, entre les points suivants : La Garde (287 m) : 1 cm au nord de Fontanil Le Bas de Quaix (446 m) : 5 cm à l'ouest de Quaix 1)Repérer : Les pentes régulières et les ruptures de pentes Les lignes de faîte et les talwegs Les falaises 2)Déterminer laltitude des points singuliers tels que : Point le plus haut, point le plus bas Pied et sommet de falaise Fond des talwegs 3)Tracer le profil : Axes verticaux Centrage dans la feuille

27 Graphique non mis en forme

28 Graphique mis au propre

29 Partie 2 : Minéralogie

30 Exercices pratiques But : reconnaissance des minéraux les plus courants Matériel : Un plateau déchantillons Une lame de verre, une lame dacier, Une loupe grossissement 8 Un flacon dHCl Rangement : Échantillons couchés, et selon ordre numérique Lames, loupes, HCl à remettre dans leurs boîtes Pas de tests sur les échantillons en circulation ou sur les fossiles! + polycopié : Aide-mémoire pour les exercices de pétrographie

31 Minéral Solide homogène existant dans la nature, qui possède une composition chimique définie Quartz : SiO 2 Calcite : CaCO 3 Dolomite : CaMg(CO 3 ) 2 Halite : NaCl Formation : - refroidissement d'un magma - précipitation de composants en solution sursaturée -...

32 Cristal Solide dont les divers atomes sont arrangés de manière régulière selon une disposition fondamentale dont la répétition dans l'espace dessine le réseau cristallin Halite : NaCl

33 Les 7 systèmes cristallins (pour information) –Cubique –Tetragonal ou quadratique –Hexagonal –Rhomboédrique –Orthorhombique –Monoclinique –Triclinique Cristal

34 Cubique Quadratique Orthorhombique Monoclinique Triclinique Rhomboédrique Hexagonal Grenat, Pyrite, Diamant, Halite, … Zircon, Leucite, Rutile, … Olivine, Opx, Aragonite, Stibnite, … Hb, Cpx, Staurolite, Gypse, … Pl, Talc, Disthène, … Calcite, Corindon, … Graphite, Glace, Quartz, …

35 Lidentification et description des minéraux Couleur (Attention!) Eclat Couleur dabrasion Troncatures La forme de cristal Clivage La dureté Test HCl

36 Couleur Variétés de quartz

37 Variétés de corindon: Al 2 O 3 Couleur Saphir RubisCorindon

38 Eclat métallique Pyrite

39 Eclat non-métallique Feldspath

40 Couleur dabrasion Hematite

41 La forme des cristaux Automorphe : lorsque le cristal a pu se former en se développant librement, il est limité par des surfaces planes, souvent brillantes, aux orientations caractéristiques. Xénomorphe : lorsque le cristal se développe dans les interstices résiduels d'une roche.

42 Plans de clivage dans un cristal Clivage Surface dun cristal

43 Clivage MicaPyroxèneAmphibole

44 Clivage HaliteCalcite

45 Plans de clivage de la calcite

46 Exo 1 : minéral, cristal I Un fossile II Echantillons contenant visiblement de la matière cristallisée III Echantillons ne contenant visiblement que des cristaux IV Echantillon contenant des cristaux disséminés dans une matrice homogène à l'œil nu V Echantillons paraissant constitués d'un seul type de minéral VI Echantillons constitués de plusieurs types de minéraux

47 Exo 1 : minéral, cristal I Un fossile A10 II Echantillons contenant visiblement de la matière cristallisée A1 A2 A3 A6 A7 A8 A9 III Echantillons ne contenant visiblement que des cristaux A1 A2 A3 A7 A9 IV Echantillon contenant des cristaux disséminés dans une matrice homogène à l'œil nu A8 V Echantillons paraissant constitués d'un seul type de minéral A1 A2 A3 (A4 A5) VI Echantillons constitués de plusieurs types de minéraux A6 A7 A8 A9

48 La dureté du cristal Cest la résistance dun minéral à la rayure et à labrasion Une échelle de dureté a été établie en 1812 par Friedrich MOHS qui a classé 10 minéraux par ordre de dureté croissante, chacun deux pouvant rayer le précédent

49 Exo 2 : Tests de dureté (1) N° test ObjetsConseilsConclusion ILame d'acier sur lame de verre IIEchantillon n°1 sur lame de verre

50 Exo 2 : Tests de dureté (1) N° test ObjetsConseilsConclusion ILame d'acier sur lame de verre Verre>Acier IIEchantillon n°1 sur lame de verre A1>Verre

51 Exo 2 : Tests de dureté (2) Effectuer les tests pour classer par dureté croissante : Échantillons A1, A3 et A4, ongle, verre, acier

52 Exo 2 : Tests de dureté (2) Effectuer les tests pour classer par dureté croissante : Echantillon A1, échantillon A3, ongle, verre, acier A1 > Verre > Acier > A3 > Ongle > A4

53 La dureté du cristal 1 talc 2 gypse ou sel ongle 3 calcite 4 fluorine acier 5 apatite 6 orthose verre 7 quartz 8 topaze 9 corindon 10 diamant

54 Exo 2b : tests HCl CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 Tester les échantillons A1, A2, A3

55 Exo 2b : tests HCl Tester les échantillons A1, A2, A3 A1 et A2 : pas effervescence A3 : effervescence CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2

56 Les variétés de CaCO 3

57 La CalciteCaCO 3 Minéral très courant et ubiquiste! Couleur: transparent ou blanc laiteux (le + souvent) Système cristallin: rhomboédrique Polymorphe: laragonite (orthorhombique) Dureté = 3 Gisement: essentiellement dans les roches sédimentaires par accumulation de tests dorganismes marins ou dans des filons par précipitation chimique Reconnaissance: - Test à lHCl: précipitation Test de dureté: est rayé par lacier

58 Le QuartzSiO 2 Minéral très courant et ubiquiste! (oui, aussi!) Couleur: transparent, blanc laiteux (le + souvent) ou coloré ! Système cristallin: hexagonal Dureté = 7 Gisement: Dans tous les types de roches! Cest un minéral très important! (classifications) Reconnaissance: - Test à lHCl: pas de précipitation - Test de dureté: nest pas rayé par lacier

59 Eléments majeurs croûte terrestre OrdreElément% masse% volume 1O46,693,8 2Si27,70,9 3Al8,10,8 4Fe50,5 5Ca3,61,0 6Na2,81,2 7K2,61,5 8Mg2,10,3

60 Les silicates Les minéraux silicatés résultent de l'empilement de tétraèdres de [SiO 4 ] 4- Si 4+ : 0,42 Å O 2- : 1,40 Å

61 Les silicates Nesosilicate Sorosilicate Cyclosilicates Inosilicate (à chaîne simple ou double) Phyllosilicate Tectosilicate Il existe 7 familles de silicates (pour info):

62 Les silicates (SiO4) 4- et Al, Fe, Ca, Na, K, Mg ! Les tétraèdres forment la structure de base mais cette structure est chargée négativement : Alors, on compense les charges par des cations! On finit par avoir les formules des minéraux !

63 Quartz SiO2 Tectosilicates Dureté 7

64 Feldspath Tectosilicate Substitution de Si par Al + ions K, Na, Ca Dureté 6

65 Feldspath – Orthose KAlSi 3 O 8

66 Feldspath – Plagioclase 1 cm CaAl 2 Si 2 O 8 – NaAlSi 3 O 8 (feldspath calco-sodique)

67 Macle

68 Macle polysynthétique R.Weller/Cochise College albite

69 Muscovite Phyllosilicates Muscovite mica « blanc » Dureté 2,5 à 3

70 Biotite Phyllosilicates – 3 cm 1 mm Dureté 2,5 à 3

71 Pyroxènes Inosilicates Clivages à 90°« marches escalier » 1 cm 1 mm Dureté 6 (SiO 3 ) 2-

72 Amphiboles Inosilicates Plans de clivage à 120° Dureté 6 5 mm (Si 4 O 11 ) 6-

73 Dureté 6.5 à 7 1 cm Olivine Nésosilicates (Fe, Mg) SiO 4

74 A1

75 A2

76 A3

77 A4

78 A5

79 A6

80 A6 (détail)

81 A7

82 A8

83 A9

84 A10

85 Plateau A A1 : Quartz laiteux A2 : Quartz hyalin A3 : Calcite A4 : Argilite calcaire A5 : Calcaire un peu argileux A6 : Grès grossier A7 : Granite A8 : Rhyolite A9 : Gneiss A10 : Fossiles variés, selon plateau


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