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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 Roches endogènesRoches exogènes Métamorphiques Magmatiques VolcaniquesPlutoniques Roches résiduelles Roches sédimentaires Qui se sont formées ou proviennent de lintérieur de la croûte terrestre Qui se sont formées à la surface de lécorce terrestre Les roches exogènes ne représentent que 5% du volume des roches de la croûte terrestre mais couvrent 75% de sa surface.

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

4 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). I. Processus

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

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

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

8 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 ClasseTaille Rudite> 2mm Arénite2mm - 63μm Lutite< 63μm Classification selon la taille des éléments figurés (quelle que soit leur nature) Roches meubles Roches consolidées Blocs Galets Graviers Conglomérats SablesGrès Silts Argiles Pélite et sur la présence ou non dun ciment 3 tailles = 6 roches

10 III. Roches sédimentaires détritiques fins grains de quartz (silts) fine boue calcaire minéraux argileux Siltites (grain fins) Argilites (grain très fins) Lutites : Pélite (consolidées) Argiles (meubles) Fort pouvoir adsorbant (argiles gonflantes) 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, … Sable 1 cm Grès 1 cm consolidation

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

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

14 IV. Roches sédimentaires chimiques Précipitation (par concentration) d'éléments dissous dans une solution (H 2 0) ClasseNomsDescription Calcaires (CaCO 3 ) Calcaire Oolithique petites sphères de CaCO 3 (< 2 mm) autour dun noyau. Calcaire Pisolithiquesphères deCaCO 3 (>2 mm) Calcaire DolomitiqueCalcaire (CaCO 3 ) + Dolomie CaMg (CO 3 ) 2. Travertin Sources deaux chargées en CaCO 3 avec débris ou empreintes de végétaux Siliceuses (SiO 2 ) SilexConcrétion de Silice dans Calcaires et Marnes Evaporites Sel gemme (Halite) NaCl. Evaporation dune solution de chlorure de sodium (ex. évaporation deau de mer) Gypse CaSO 4 (H 2 O) 2. Evaporation dune solution de sulfate de calcium Calcaire oolithique noyaux

15 IV. Roches sédimentaires chimiques Précipitation (par concentration) d'éléments dissous dans une solution (H 2 0) ClasseNomsDescription Calcaires (CaCO 3 ) Calcaire Oolithique petites sphères de CaCO 3 (< 2 mm) autour dun noyau. Calcaire Pisolithiquesphères deCaCO 3 (>2 mm) Calcaire DolomitiqueCalcaire (CaCO 3 ) + Dolomie CaMg (CO 3 ) 2. Travertin Sources deaux chargées en CaCO 3 avec débris ou empreintes de végétaux Siliceuses (SiO 2 ) SilexConcrétion de Silice dans Calcaires et Marnes Evaporites Sel gemme (Halite)NaCl. Ex: évaporation deau de mer GypseCaSO 4 (H2O) 2

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

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

18 Tests dorganismes ayant fixé des éléments dissous dans leau ClasseNomsDescription Calcaires ( tests dorganismes calcaires ) Calcaire Lumachelles Débris de lamellibranches Calcaire à Polypiers Construction récifale,coraux. Craie Débris dalgues 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 dorganismes 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 Craie et coccolithophoridés Lumachelle Calcaire à polypiers et polypiers Falun V. Roches sédimentaires biochimiques

20 Tests dorganismes ayant fixé des éléments dissous dans leau ClasseNomsDescription Calcaires ( tests dorganismes calcaires ) Calcaire Lumachelles Débris de lamellibranches Calcaire à Polypiers Construction récifale,coraux. Craie Débris dalgues 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 dorganismes 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 Tourbe Lignite Charbon Pétrole

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

23 Résidu solide laissé sur place par laltération. Meubles (argiles) ou consolidés. Exemple La Bauxite Formé par laltération des roches endogènes et exogènes, ou des aluminosilicates. Elimination des éléments solubles - Concentration en Al (peu soluble) (Faits dhydroxydes dAluminium) Colorée en rouge par les Oxydes de Fer

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

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


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