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TD 3 : SOSE 1005 Les roches métamorphiques

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1 TD 3 : SOSE 1005 Les roches métamorphiques

2 Rappels : les différents types de roches
Qui se sont formées ou proviennent de l’intérieur de la croûte terrestre Qui se sont formées à la surface de l’écorce terrestre Roches endogènes Roches exogènes Roches résiduelles Métamorphiques Roches sédimentaires Magmatiques Volcaniques Plutoniques

3 transformation à l’état solide de roches préexistantes
I - Introduction Les roches métamorphiques: transformation à l’état solide de roches préexistantes (magmatique, sédimentaires ou métamorphiques) Ces transformations ont deux origines : Augmentation de Température Augmentation de Pression Plusieurs types de métamorphismes : Haute Température/Basse Pression (HT/BP) Haute Température/Haute Pression (HT/HP) …. Pour la classification, on ne va pas utiliser l’origine de la roche “mère”, mais les conditions du métamorphisme, le type de transformation.

4 I - Introduction Les différents types de métamorphisme :
Pression (kbar) Profondeur approx. (km) HP Dynamométamorphisme enfouissement On distingue deux principaux types de métamorphismes : - Métamorphisme régional élévation de température et de pression Métamorphisme de contact élévation de température 14 50 Non réalisée dans la nature 12 40 10 30 8 HP/HT Métamorphisme régional Zone orogénique (montagnes) 6 20 4 10 2 HT Méta. de contact Voisinage intrusion 200 400 600 800 Température (°c) Diagénèse Rq : Métamorphisme Température > 300°c

5 I - Introduction Les facteurs de transformation :
Augmentation de Température : Remontée d’un magma en surface (Métamorphisme de contact) Enfouissement des couches géologiques en profondeur (Proximité du manteau) Augmentation de Pression : Pression Lithostatique (poids des terrains supérieurs) Pression des fluides emprisonnés dans la roche Tectonique (pression orientée en zones de subduction et de collision)

6 II - Le métamorphisme de contact
Pression (kbar) Profondeur approx. (km) HP Dynamométamorphisme enfouissement 14 50 Non réalisée dans la nature 12 40 10 30 8 HP/HT Métamorphisme régional Zone orogénique (montagnes) 6 20 4 10 2 HT Méta. de contact Voisinage intrusion 200 400 600 800 Température (°c)

7 II - Le métamorphisme de contact
Facteur : uniquement la température (remontée d’un pluton magmatique) A son contact, les roches existantes subissent de fortes températures. Recristallisation des roches en présence, avec apparition de minéraux nouveaux L’influence du métamorphisme de contact peut se voir sur quelques dizaines de centimètres jusqu’à quelques centaines de mètres

8 II - Le métamorphisme de contact
Intrusion (Pluton) (a) (b) (c) c/ Cornéennes Roches massives à grains fins, sombres, + souvent andalousite. b/ Schistes noduleux Cristaux de phyllite (même famille que les micas) + andalousite. a/ Schistes tachetés Gros cristaux de cordiérite sans formes particulières Exemple : Si la roche présente sur place est de type argilite.

9 II - Le métamorphisme de contact
Intrusion (Pluton) (a) (b) (c) a/ Schistes tachetés Gros cristaux de cordiérite sans formes particulières Contact granite / cornéenne Schiste tacheté Exemple : Si la roche présente sur place est de type argilite.

10 III - Le métamorphisme régional
Pression (kbar) Profondeur approx. (km) HP Dynamométamorphisme enfouissement 14 50 Non réalisée dans la nature 12 40 10 30 8 HP/HT Métamorphisme régional Zone orogénique (montagnes) 6 20 4 10 2 HT Méta. de contact Voisinage intrusion 200 400 600 800 Température (°c)

11 III - Le métamorphisme régional
Cette fois, la température et la pression jouent. Elles définissent les conditions thermodynamiques du métamorphisme. Plus l’enfouissement des roches en profondeur est important, plus la pression et la température sont importantes, plus le métamorphisme est important Recristallisation des roches (sédimentaires, magmatiques ou déjà métamorphiques) avec : - apparition de minéraux nouveaux (T° et P) - apparition de structures particulières (P)

12 III - Le métamorphisme régional
Les Zones du méta. Régional : Zones Roches Minéraux EPIZONE T° < 450° Schistes ardoisiers Schistes sériciteux Chlorite (vert) Séricite MESOZONE T° < 650° Gneiss/Micaschistes Amphibolites Micas Amphiboles CATAZONE T° > 700 ° Granulites Feldspaths Grenats Sillimanites ANATEXIE T° > 900° Granites d’anatexie Olivines Pyroxènes

13 III - Le métamorphisme régional
Les Zones du méta. Régional : Pression (kbar) HP Non réalisée dans la nature HP/HT Métamorphisme régional Anatexie HT Méta. de contact Epizone Mesozone Catazone

14 IV - Les transformation des roches métamorphiques
Les Transformations : Transformations Minéralogiques : Tout minéral n’est stable que sous certaines conditions de T° et P. Si on change ces conditions, on a une recristallisation: Apparition de nouveaux minéraux (ex. grenat) Transformations Structurales : Orientation ou réorientation des minéraux en présence: Schistosité Foliation Equante

15 IV - Les transformation des roches métamorphiques
Déformation mécanique des roches qui provoque des structures particulières. On en distingue trois : Schistosité : Orientation préférentielle des minéraux : alignement des minéraux dans le plan perpendiculaire à la direction de la pression Roche caractéristique de l’épizone et de la mésozone. Structure originelle (litage) disparue. Structure des : Schistes et Micaschistes roche d'origine: argiles, … Schistosité Schistosité

16 IV - Les transformation des roches métamorphiques
Déformation mécanique des roches qui provoque des structures particulières. On en distingue trois : Foliation: Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistosité. Alternance de bandes sombres (ferromagnésiens) et de bandes claires (Quartz, feldspaths) Structure des : Gneiss roche d'origine: Granite, roche sédim., … Foliation

17 IV - Les transformation des roches métamorphiques
Déformation mécanique des roches qui provoque des structures particulières. On en distingue trois : Structure équante: Pas d’orientation préférentielle des minéraux. Structure originelle conservée. Métamorphisme de contact. Souvent pour les roches composées d’un seul minéral Structure des : - Marbre Roche d'origine : Calcaires - Quartzite Roche d'origine : Grès Marbre Quartzite

18 V – Conclusion : le cycle des roches

19 V – Conclusion : le cycle des roches
La Terre, elle aussi, recycle !!!

20 TD 3 : SOSE 1005 Les substances utiles

21 Les substances utiles : définition
Les substances utiles : Les roches et minéraux utilisés dans les différents domaines économiques et industriels I. Construction et matériaux II. La métallurgie III. L’industrie chimique IV. les combustibles Minerai : Substance naturelle d’où il est possible d’extraire un métal dans des conditions économiques "rentables"

22 I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert, soit en carrière souterraines. Utilisés avec ou sans traitement L'argile (meuble) Cuisson Briques Tuiles

23 I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert, soit en carrière souterraines. Utilisés avec ou sans traitement L'argile Cuisson à 1500 °c Le Calcaire Ciment

24 I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert, soit en carrière souterraines. Utilisés avec ou sans traitement Le Gypse Cuisson à 1500 °c Le Plâtre

25 I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert, soit en carrière souterraines. Utilisés avec ou sans traitement Le sable (silice) Additifs (fondants, …) Le verre Fonte à 1550 °c

26 II – les minerais et métallurgie
Minerais de fer : Oxydes et hydroxydes Hématite, limonite, goethite, … La Houille (Coke) Hématite Haut Fourneau Acier Goethite

27 II – les minerais et métallurgie
Minerais d’aluminium - Bauxite : Association d’argile et d’hydrates d’alumine + oxyde de fer et de titane Extraction "Process" complexe Aluminium Bauxite

28 III – industrie chimique
plastiques solvants résines fibres synthétiques détergents polyester médicaments cosmétiques engrais ….. Le pétrole Pétrochimie

29 III – industrie chimique
Le Sel Gemme (Halite) NaCl Acide Chlorhydrique, …. "Extration" du Chlore

30 IV – les combustibles La Houille Énergie électrique Central Thermique

31 IV – les combustibles Le pétrole Combustibles et carburants Raffinage
Pétrole : Mélange d'hydrocarbures avec une faible quantité d'azote, d'oxygène, de soufre et d'hélium Gisement = (1) roche mère (dégradation de matière organique) . (2) migration puis piégeage dans une roche réservoir Le pétrole Combustibles et carburants Raffinage


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