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TD 3 : SOSE 1005 Pétrographie : Les roches exogènes

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1 TD 3 : SOSE 1005 Pétrographie : Les roches exogènes

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 Les roches exogènes ne représentent que 5% du volume des roches de la croûte terrestre mais couvrent 75% de sa surface. Volcaniques Plutoniques

3 I. Processus Altération Erosion Transport ROCHES RESIDUELLES Dépôt
Roches meubles ROCHES RESIDUELLES Dépôt ROCHES SEDIMENTAIRES Diagénèse Roches consolidées

4 I. Processus 1. ALTERATION : Ensemble de processus qui vont "ameublir" une roche et rendre sa matière mobilisable. Altération chimique Altération mécanique Agents d'altération = agents atmosphériques, biologiques, tectoniques, …. 2. EROSION : Mobilisation de cette matière 3. TRANSPORT : Agents de transport = eau, vent, glaciers 4. DEPOT : Particules : dépôt par gravité (agents de transport plus assez énergique) Ions : précipitation ( saturation / organismes vivants) Formation d'un sédiment fait de particules élémentaires 5. DIAGENESE : Ensemble des processus qui affectent un dépôt sédimentaire et le transforme progressivement en roche sédimentaire consolidée (compaction, cimentation).

5 II. Classification des roches exogènes
ROCHES PREEXISTANTES ALTERATION CHIMIQUE (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE (Cryoclastie, …) Lapiaz = figures de dissolution sur calcaire pur

6 II. Classification des roches exogènes
ROCHES PREEXISTANTES ALTERATION CHIMIQUE (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE (Cryoclastie, …) RESIDUS IONS (mis en solution) DEBRIS (particules solides) Pas de transport Évolution sur place Transport et précipitation Transport et utilisation par des organismes Transport et dépôt DIAGENESE Cimentation ROCHES SEDIMENTAIRES ROCHES DETRITIQUES ROCHES BIOCHIMIQUES ROCHES CHIMIQUES ROCHES RESIDUELLES ROCHES EXOGENES

7 III. Roches sédimentaires détritiques
ROCHES PREEXISTANTES ALTERATION CHIMIQUE (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE (Cryoclastie, …) RESIDUS IONS (mis en solution) DEBRIS (particules solides) Pas de transport Évolution sur place Transport et précipitation Transport et utilisation par des organismes Transport et dépôt DIAGENESE ROCHES SEDIMENTAIRES ROCHES DETRITIQUES ROCHES BIOCHIMIQUES ROCHES CHIMIQUES ROCHES RESIDUELLES

8 III. Roches sédimentaires détritiques
Définition : Roches détritiques constituées de particules (éléments figurés) issues de l'altération de roches préexistantes (fragments de roche ou de minéraux). Ces particules peuvent être liées entre elles par une phase de liaison. Phase de liaison : Matrice (grains fins d'origine détritique) Ciment (précipitation) Eléments figurés Phase de liaison

9 III. Roches sédimentaires détritiques
Classification selon la taille des éléments figurés (quelle que soit leur nature) et sur la présence ou non d’un ciment Classe Taille Rudite > 2mm Arénite 2mm - 63μm Lutite < 63μm Roches meubles consolidées Blocs Galets Graviers Conglomérats Sables Grès Silts Argiles Pélite = 6 roches 3 tailles

10 III. Roches sédimentaires détritiques
Lutites : Argiles (meubles) Fort pouvoir adsorbant (argiles gonflantes) fins grains de quartz (silts) fine boue calcaire minéraux argileux Siltites (grain fins) Argilites (grain très fins) Pélite (consolidées) Pélite Argiles

11 III. Roches sédimentaires détritiques
Arénites : Sables (meubles) Minéraux isolés en grains (Quartz, feldspaths, micas) Débris coquilliers calcaires (de 0 à 100%) Grès (consolidé) Classement / nature éléments figurés et ciment Ciment : carbonaté, siliceux, ferrugineux, … consolidation Sable 1 cm Grès 1 cm

12 III. Roches sédimentaires détritiques
Rudites : Eléments grossiers = transport peu important et/ou forte énergie (formation continentale et frange littorale) Poudingues : élément figurés arrondis Brèches : éléments figurés anguleux Conglomérats (consolidé) polygéniques : élément de différentes origines monogéniques : éléments de même origine Poudingue Brèche 1 cm 1 cm

13 II. Classification des roches exogènes
ROCHES PREEXISTANTES ALTERATION CHIMIQUE (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE (Cryoclastie, …) RESIDUS IONS (mis en solution) DEBRIS (particules solides) Pas de transport Évolution sur place Transport et précipitation Transport et utilisation par des organismes Transport et dépôt DIAGENESE ROCHES SEDIMENTAIRES ROCHES DETRITIQUES ROCHES BIOCHIMIQUES ROCHES CHIMIQUES ROCHES RESIDUELLES

14 IV. Roches sédimentaires chimiques
Précipitation (par concentration) d'éléments dissous dans une solution (H20) Classe Noms Description Calcaires (CaCO3) Calcaire Oolithique petites sphères de CaCO3 (< 2 mm) autour d’un noyau. Calcaire Pisolithique sphères deCaCO3 (>2 mm) Calcaire Dolomitique Calcaire (CaCO3) + Dolomie CaMg (CO3)2. Travertin Sources d’eaux chargées en CaCO3 avec débris ou empreintes de végétaux Siliceuses (SiO2) Silex Concrétion de Silice dans Calcaires et Marnes Evaporites Sel gemme (Halite) NaCl. Evaporation d’une solution de chlorure de sodium (ex. évaporation d’eau de mer) Gypse CaSO4 (H2O)2. Evaporation d’une solution de sulfate de calcium noyaux Calcaire oolithique

15 IV. Roches sédimentaires chimiques
Précipitation (par concentration) d'éléments dissous dans une solution (H20) Classe Noms Description Calcaires (CaCO3) Calcaire Oolithique petites sphères de CaCO3 (< 2 mm) autour d’un noyau. Calcaire Pisolithique sphères deCaCO3 (>2 mm) Calcaire Dolomitique Calcaire (CaCO3) + Dolomie CaMg (CO3)2. Travertin Sources d’eaux chargées en CaCO3 avec débris ou empreintes de végétaux Siliceuses (SiO2) Silex Concrétion de Silice dans Calcaires et Marnes Evaporites Sel gemme (Halite) NaCl. Ex: évaporation d’eau de mer Gypse CaSO4 (H2O)2

16 IV. Roches sédimentaires chimiques
Silex Halite Paludier Gypse Gypse Silex avec gangue « cortex » calcaire Travertin

17 V. Roches sédimentaires biochimiques
ROCHES PREEXISTANTES ALTERATION CHIMIQUE (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE (Cryoclastie, …) RESIDUS IONS (mis en solution) DEBRIS (particules solides) Pas de transport Évolution sur place Transport et précipitation Transport et utilisation par des organismes Transport et dépôt DIAGENESE ROCHES SEDIMENTAIRES ROCHES DETRITIQUES ROCHES BIOCHIMIQUES ROCHES CHIMIQUES ROCHES RESIDUELLES

18 V. Roches sédimentaires biochimiques
Tests d’organismes ayant fixé des éléments dissous dans l’eau Classe Noms Description Calcaires (tests d’organismes calcaires) Calcaire Lumachelles Débris de lamellibranches Calcaire à Polypiers Construction récifale,coraux. Craie Débris d’algues unicellulaires (Foraminifères, Coccolithes) Falun Sable calcaire avec débris de coquilles de lamellibranches et de gastéropodes. Siliceuses (tests siliceux) Diatomites Débris de coquilles de diatomées. Très légère. Absorbant, abrasif. Carbonées (restes d’organismes carbonés – Matière organique) Tourbes Débris végétaux (mousses) Lignites Débris végétaux “supérieurs”.Structure fibreuse, ligneuse. Charbon Dépôt végétal. Grande concentration de Carbone. Pétrole Matière organique Hydrocarbures. Dégradation du plancton par des bactéries. Solide = Asphalte.

19 V. Roches sédimentaires biochimiques
Calcaire à polypiers et polypiers Lumachelle Craie et coccolithophoridés Falun

20 V. Roches sédimentaires biochimiques
Tests d’organismes ayant fixé des éléments dissous dans l’eau Classe Noms Description Calcaires (tests d’organismes calcaires) Calcaire Lumachelles Débris de lamellibranches Calcaire à Polypiers Construction récifale,coraux. Craie Débris d’algues unicellulaires (Foraminifères, Coccolithes) Falun Sable calcaire avec débris de coquilles de lamellibranches et de gastéropodes. Siliceuses (tests siliceux) Diatomites Débris de coquilles de diatomées. Très légère. Absorbant, abrasif. Carbonées (restes d’organismes carbonés – Matière organique) Tourbes Débris végétaux (mousses) Lignites Débris végétaux “supérieurs”.Structure fibreuse, ligneuse. Charbon Dépôt végétal. Grande concentration de Carbone. Pétrole Matière organique Hydrocarbures. Dégradation du plancton par des bactéries. Solide = Asphalte.

21 V. Roches sédimentaires biochimiques
Carbonifère Pétrole Lignite Tourbe Charbon

22 (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE
VI. Roches résiduelles ROCHES PREEXISTANTES ALTERATION CHIMIQUE (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE (Cryoclastie, …) RESIDUS IONS (mis en solution) DEBRIS (particules solides) Pas de transport Évolution sur place Transport et précipitation Transport et utilisation par des organismes Transport et dépôt DIAGENESE ROCHES SEDIMENTAIRES ROCHES DETRITIQUES ROCHES BIOCHIMIQUES ROCHES CHIMIQUES ROCHES RESIDUELLES

23 VI. Roches résiduelles Résidu solide laissé sur place par l’altération. Meubles (argiles) ou consolidés. Exemple La Bauxite Formé par l’altération des roches endogènes et exogènes, ou des aluminosilicates. Elimination des éléments solubles - Concentration en Al (peu soluble) (Faits d’hydroxydes d’Aluminium) Colorée en rouge par les Oxydes de Fer

24 II. Classification des roches exogènes
ROCHES PREEXISTANTES ALTERATION CHIMIQUE (Dissolution, Hydrolyse, …) DESAGREGATION MECANIQUE (Cryoclastie, …) RESIDUS IONS (mis en solution) DEBRIS (particules solides) Pas de transport Évolution sur place Transport et précipitation Transport et utilisation par des organismes Transport et dépôt DIAGENESE Cimentation ROCHES SEDIMENTAIRES ROCHES DETRITIQUES ROCHES BIOCHIMIQUES ROCHES CHIMIQUES ROCHES RESIDUELLES ROCHES EXOGENES

25 VII. Description macroscopique des roches
Voir p 33 du fascicule La texture - homogène : aspect lisse - granulaire : toucher rugueux = éléments figurés dans une phase de liaison Dureté (Echelle de Mohs) - Se raye à l'ongle, à l'acier ? - Raye le verre ? Débit (cassure de la roche) - Massif - Friable - Conchoïdal

26 VII. Description macroscopique des roches
Voir p 33 du fascicule Couleur - Gris, noir: présence de matière organique - Ocre, rouge : présence d'oxyde de fer Test HCl (acide chlorhydrique) Réaction à l'HCl => présence de CaCo3 (roche calcaire) Eléments constitutifs - Eléments figurés : taille, forme, nature (test HCl, dureté, …) - Phase de liaison : type (ciment ou matrice), nature, … Nom de la roche

27 Exemple de procédure de reconnaissance des roches sédimentaires
Texture Homogène et/ou lisse Hétérogène – rugueuse granulaire Test HCl Test HCl Négatif Positif Positif Négatif Cassure Calcaire Calcaire R. détritique siliceuse Irrégulière Cass. conchoïdale Pulvérulent tendre Cassure Nature des éléments figurés Dureté Dureté Densité très faible Colle si humide Taille des éléments figurés Galets Graviers Sables Se raye à l'ongle Raye le verre Lité blanc Argiles < 2 mm > 2 mm tendre + bulles sales Autres … Grés Calcarénite Conglomérat R. évaporitiques Silex Argilite Marne Conglo. calcaire Diatomite Polypiers Bioclastes Oolithes Forme des éléments figurés Goût Pulvérulent tendre Compact cass. conchoïdale C. à polypiers Anguleux Arrondis C. bioclastique C. oolithique Non salé Salé Craie Brèche C. lithographique Poudingue Gypse Halite Nature : - des éléments figurés - de la phase de liaison Attention : Ce tableau n'est pas exhaustif !


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