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TD 2 : SOSE 1005 Minéralogie – Roches magmatiques

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Présentation au sujet: "TD 2 : SOSE 1005 Minéralogie – Roches magmatiques"— Transcription de la présentation:

1 TD 2 : SOSE 1005 Minéralogie – Roches magmatiques
Vervimine Minéraux.

2 Introduction : Intérêts multiples de l’étude des roches
Contrainte Intérêts multiples pour l’étude des roches – aspects appliqués et fondamentaux Ex: Enregistrement des contraintes = tectonique Ex: Nature des roches = f(formation de la Lune) Ex: Présence de fossiles (datation et paléoenvironnements) Astronaute et géologue Harrison Schmitt; Mission Apollo 17 en 1972; Crédit : NASA

3 Introduction Roche : tout matériau (solide, liquide ou gaz) constitutif de l’écorce terrestre Roches endogènes Roches exogènes Qui se sont formées ou proviennent de l’intérieur de la croûte terrestre Qui se sont formées à la surface de l’écorce terrestre 2 grands ensembles de roches Roches résiduelles Métamorphiques Roches sédimentaires Magmatiques 1ère séance Volcaniques Plutoniques

4 Introduction Toute roche est constituée d’un ensemble d’éléments “unité” Pour les roches magmatiques, l’unité est le minéral : Milieu homogène et ordonné à l'échelle atomique et défini par une composition chimique donnée Objectif de ce semestre Objectif de l’année prochaine

5 Minéralogie = étude et classement des minéraux
Critères de classement : Forme Xénomorphe Automorphe Si le cristal croît dans un milieu confiné (autres minéraux) Xénomorphe Si le cristal croît dans un milieu sans contraintes Automorphe

6 Minéralogie = étude et classement des minéraux
Critères de classement : Forme Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP) Exemple : Pyrite (système cubique) Exemple : Aiguemarine (système hexagonal)

7 Complexité ensuite de ces systèmes
Minéralogie = étude et classement des minéraux Complexité ensuite de ces systèmes

8 Minéralogie = étude et classement des minéraux
Critères de classement : Forme Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP) Dureté

9 Minéralogie = étude et classement des minéraux
Critères de classement : Forme Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP) Dureté Couleur (dépend de la composition chimique surtout de la présence de Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Ti; couleur variable pour un même minéral) + Eclat : mat ou brillant pyroxène biotite

10 Minéralogie = étude et classement des minéraux
Critères de classement : Forme Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP) Dureté Couleur Macle Groupement de deux (macle simple) ou plusieurs minéraux (macle polysynthétique) du même type accolés selon une surface plane ou pas.

11 Minéralogie = étude et classement des minéraux
Critères de classement : Forme Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP) Dureté Couleur Macle Clivage Clivage = propriété d'un minéral à se séparer en morceaux - plans de faible densité atomique - plans selon lesquelles le minéral se débitera ou cassera préférentiellement

12 Roches magmatiques Qu'est qu'un magma ?
“Roches fondues” caractérisées par : - Température élevée (600° à 1500°) - Fluidité - Composition essentiellement silicatées Lorsque cette masse se refroidit, les minéraux vont se cristalliser petit à petit, en respectant un certain ordre (certains cristallisent à des températures plus importantes que d’autres). On obtient des suites réactionnelles séries de Bowen

13 Les suites réactionnelles de Bowen
Roches magmatiques Les suites réactionnelles de Bowen Chaque minéral se forme à des températures différentes : Certains sont stables à haute température (ex : Olivine) D’autres ne sont stables qu’à basse température (Quartz) Température 1500°C Olivine Anorthite + silice Pyroxène + silice Amphiboles Plagioclases + silice Biotite Albite 750°C Quartz

14 Roches magmatiques TEXTURES Concrètement, qu'est ce qui se passe ?
Roches volcaniques Volcan + coulées Refroidissement rapide -> croissance des cristaux limitée Surface Roches filoniennes Refroidissement semi-rapide Semi profond Filons TEXTURES Roches plutoniques Profond Pluton Refroidissement lent -> croissance des cristaux

15 Roches magmatiques Texture des roches magmatiques 1 - Texture grenue
Gros cristaux visibles à l’oeil nu et tous jointifs Cristallisation lente, en profondeur Roches plutoniques Exemple : Granite Cas particuliers : Porphyroïde: très grands cristaux sur fond de petits cristaux Pegmatites : très grands cristaux tous de même taille.

16 Roches magmatiques COMPARAISON Texture des roches magmatiques
2 - Texture microgrenue Petits cristaux visibles à l’oeil nu, sinon au microscope, tous jointifs. Cristallisation un peu plus rapide, en semi-profondeur Roches filoniennes COMPARAISON GRENUE MICROGRENUE Exemple : Microgranite

17 Roches magmatiques Texture des roches magmatiques
3 - Texture microlithique Microlithes : Petits cristaux noyés dans une "pâte" (verre amorphe). Cristallisation rapide, en surface Roches volcaniques Exemple : Basalte Cas particulier : T. Microlithique porphyrique : Très grands cristaux sur fond de petits cristaux noyés dans une pâte"

18 Roches magmatiques Texture des roches magmatiques 4 - Texture vitreuse
On ne distingue pas de minéraux cristallisés: verre amorphe. Cristallisation extrêmement rapide(contact de l'eau de mer, …) Roches volcaniques Exemple : Obsidienne

19 Roches magmatiques Texture microlithique Texture microgrenue
Texture des roches magmatiques Texture microlithique Texture vitreuse Roches volcaniques Volcan + coulées Refroidissement rapide -> croissance des cristaux limitée Surface Texture microgrenue Roches filoniennes Refroidissement semi-rapide Semi profond Filons Texture Grenue Roches plutoniques Profond Pluton Refroidissement lent -> croissance des cristaux

20 Roches magmatiques Classification des Magmas Deux grands types de Magmas Magmas Hypersiliceux (roches acides) (Si > 75 %), visqueux Magmas Hyposiliceux (roches basiques) (Si < 50 %), fluides

21 Roches magmatiques Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz Minéraux Cardinaux (“minéraux blancs”) Quartz Feld. Plagioclases Feld. Alcalins 100 % 40 60 Plutonique grenue Volcanique microlithique GRANITES Rhyolites GRANODIORITES Dacites 80 20 Feldspath Alcalins SYENITES Trachytes DIORITES Andésites GABBROS Basaltes 100 % Feldspath Plagioclases 40 80 100 %

22 Roches magmatiques Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz Détermination d'une roche : 1 – teneur en minéraux blancs 40% Quartz 10% Feld. Plagioclases 50% Feld. Alcalins 2 – texture Grenue GRANITE Exercice 1 100 % 40 60 Plutonique grenue 50 % Volcanique microlithique GRANITES Rhyolites GRANODIORITES Dacites 40 % 80 20 Feldspath Alcalins SYENITES Trachytes DIORITES Andésites GABBROS Basaltes 100 % Feldspath Plagioclases 10% 40 80 100 %

23 Roches magmatiques Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz Détermination d'une roche : 1 – teneur en minéraux blancs 40% Quartz 10% Feld. Plagioclases 50% Feld. Alcalins 2 – texture Grenue GRANITE 100 % 40 60 Plutonique grenue Distinction difficile 50 % Volcanique microlithique GRANITES Rhyolites GRANODIORITES Dacites 40 % 80 20 Feldspath Alcalins SYENITES Trachytes DIORITES Andésites GABBROS Basaltes 100 % Feldspath Plagioclases 10% 40 80 100 %

24 Roches magmatiques Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz 100 % Minéraux ferro-magnésiens (“Minéraux noirs”) Micas Amphiboles Pyroxènes En général, les roches riches en feld. Plagioclases sont riches en ferro-magnésiens. 40 60 Plutonique grenue plus la roche est riche en plagioclases plus elle est riche en ferro-magnésien plus elle est sombre Volcanique microlithique GRANITES Rhyolites GRANODIORITES Dacites 80 20 Feldspath Alcalins SYENITES Trachytes DIORITES Andésites GABBROS Basaltes 100 % Feldspath Plagioclases 40 80 100 % Couleur de la roche Teneur en ferro-magnésien Leucocrate Mésocrate Mélanocrate

25 Roches magmatiques Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz Détermination d'une roche : 1 – teneur en quartz Pas ou peu de quartz 2 – couleur de la roche Mélanocrate 3 – texture Microlithique Basalte Exercice 2 100 % 40 60 Plutonique grenue Volcanique microlithique GRANITES Rhyolites GRANODIORITES Dacites 80 20 Feldspath Alcalins SYENITES Trachytes DIORITES Andésites GABBROS Basaltes 100 % Feldspath Plagioclases 40 80 100 % Teneur en ferro-magnésien Leucocrate Mésocrate Mélanocrate

26 Les roches magmatiques
Les minéraux des roches magmatiques Nom Aspect Minéraux blancs Quartz Gris translucide (aspect pare-brise brisée) Feld. plagioclases Blanc mat en baguette Feld. alcalins Microcline Blanc mat massif Orthose Rose mat massif Minéraux noirs Micas Biotite Noir brillant en feuillets Muscovite Blanc brillant en feuillets (aspect aluminium) Amphiboles Noir à verdâtre en baguette Pyroxènes Prismes trapus noir brillant Olivines Vert translucide (jaune si altéré)


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