Les roches métamorphiques. TUE 233 TP de pétrographie 6: Les roches métamorphiques. Pierre Beck, Laboratoire de Planétologie de Grenoble pierre.beck@obs.ujf-grenoble.fr

Le métamorphisme: définitions. Roche métamorphique: Modifications des roches à l’état solide sous l’effet de la pression ou de la température. Ortho: roche dérivée d’une roche magmatique Para: roche dérivée d’une roche sédimentaire. 3 types de métamorphisme Métamorphisme de contact: Hautes température liées à la mise en place d’un pluton par exemple. Métamorphisme régional: ex: chaine de montagne. Métamorphisme de choc: cratères d’impact et météorites.

Le métamorphisme= transformations minéralogiques. 1 minéral donne un autre minéral. Ex: quartz → coésite 1 minéral donne plusieurs minéraux. Ex: albite → jadéite+quartz Plusieurs minéraux donnent 1 minéral Ex: Jadéite+Quartz → albite Plusieurs minéraux donnent plusieurs minéraux. Phlogopite+Almandin→ annite+pyrope

Les diagrammes de phase

Les chemins P-T

Le métamorphisme: pourquoi arrive t-on à l’observer? Silicates d’alumines: SiAl2O5

Le Grenat Classe: nésosilicates Système: cubique LPNA Lumière naturelle: Forme: Section globuleuse, parfois polyhédriques. Clivages: aucun. Couleur: incolore à rosé. Réfringence: très fort (nm~1,7) Altération: Parfois en chlorite, biotite et épidote. Lumière polarisée: Biréfringence: nulle (isotrope). Minéral caractéristique du métamorphisme à haute pression. LPA

Le disthène (SiAl2O5) Classe: nésosilicates Système: triclinique LPNA Lumière naturelle: Forme: Prisme allongés à section longitudinale tabulaires. Clivages: 1 clivage sur les sections longitudinales et 2 clivages à 74° sur les sections transversales. Couleur: incolore. Réfringence: très fort (nm~1,73) Lumière polarisée: Biréfringence: Moyenne (0,012 à 0,015). Teinte: Gris jaunatre de fin de 1er ordrer Extinction: Oblique à 60°C. Macles: parfois. LPA LPA

Les felsdpaths Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4 Alcalins: KAlSi3O8-NaAlSi3O8

Les felsdpaths plagioclases Classe: tectosilicates Système: triclinique NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8 Lumière naturelle: Forme: Sections allongées sub-rectangulaires ou aciculaires Clivages: 2 très difficiles à observer Couleur: incolore Réfringence: faible (nm~1,53 à 1,58) Altération: Souvent en paillettes incolores biréfringentes (séricite) Lumière polarisée: Biréfringence: faible (Ng-Np~0,007 à 0,013). Teintes grises à blanc 1er ordre. Extinction: angle variable en fonction de la composition chimique. Macles: polysynthétiques (de l’albite). Macles de Carlsbad possible. LPNA LPA

Les felsdpaths plagioclases Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4 Aligner suivant l’axe de la macle. Tourner de 45°. Le cristal doit être gris de façon homogène. Tourner de chaque coté jusqu’à extinction et mesurer l’angle. Angle maximum=a. Si vers la gauche, a est négatif. Si vers la droite, a est positif. Reporter a sur le diagramme.

Les felsdpaths alcalins Classe: tectosilicates Système: monoclinique NaAlSi3O8-KAlSi3O8 Lumière naturelle: Forme: Sections allongées sub-rectangulaires. Clivages: 2 dont un parfois visible+cassures Couleur: incolore Réfringence: faible (nm~1,53) Altération: Souvent en petit minéraux brunatres non biréfringents (argiles,…). Rare pour la sanidine. Lumière polarisée: Biréfringence: faible (Ng-Np~0,007). Teintes grises 1er ordre. Extinction: Faible (0-10°) par rapport au clivage ou a l’allongement. Macles: orthose et sanidine: simple de Carlsbard fréquente; microcline: moirage (macles de l’albite et de la péricline). LPNA LPA

La biotite (mica noir) K(Fe,Mg)3[AlSi3O10](OH, F)2 LPNA LPA Classe: phyllosilicates Système: monoclinique Lumière naturelle: Forme: Sections basales sub-hexagonales, autres sections sub-rectangulaires aplatie fibreuse Clivages: Très fin et régulier, // à l’allongement. Section basales sans clivages. Couleur: bruns à rougeatre. Pléochroïsme: intense Réfringence: moyenne (nm~1,60-1,65) Lumière polarisée: Biréfringence: forte. Teintes très vives 2eme/3eme ordre souvent atténuées par la couleur brune du minéral. Extinction: Droite //allongement et clivage. LPNA LPA

L’hornblende: amphibole calcique et alumineuse. (Na,Ca)2(Mg,Fe2+ et 3+, Al)5[(Si,Al)8O22](OH)2 Classe: inosilicates Système: monoclinique Lumière naturelle: Forme: Sections basales sub-losangiques, autres sections prismatiques. Clivages: 2 clivages à 120° sur les sections basales. Couleur: coloré brun ou vert. Pléochroïsme: très net. Réfringence: moyenne (nm~1,65) Lumière polarisée: Biréfringence: Assez faible (Ng-Np~0,02). Teintes de fin du 1er ordre jusqu’au bleu 2ème ordre. Extinction: oblique sur les sections allongées (~15-25°). Macles:simples fréquentes. LPA

Le tableau récapitulatif des observations Minéral 1 Minéral 2 Minéral 3 LPNA Taille Couleur Forme Relief/indice Clivages Pléochroïsme LPA Teinte Biréfringence Macle Angle d’extinction Conclusion Nom Formule

Observations en lumière naturelle Taille des minéraux: à préciser même si elle n’est pas un critère d’identification Forme des cristaux (xénomorphe, automorphe, …): renseigne sur l’histoire de cristallisation Clivages: familles de plan selon lequel le minéral à tendance à se débiter= « famille de « traits » parallèles. A ne pas confondre avec les.. Cassures: surfaces non planes donnant des courbes quelconques= liées à l’histoire de la roche, au refroidissement Couleur et pléochroïsme: -minéraux opaques (oxydes) ou incolores (quartz) -minéraux colorés non pléochroïques: pas de changement de couleur à la rotation de la platine -minéraux pléochroïques: variation de teinte entre un pôle foncé et un pôle clair. Réfringence (ou indice de réfraction)= relief : faible pour les tectosilicates (quartz, feldspaths) fort pour l’apatite ou le grenat. Altération et inclusions: destabilisation des cristaux en phases secondaires. Le long de la bordure ou selon les cassures ou clivages.

Observations en lumière polarisée et analysée Angle d’extinction: -les milieux isotropes (non biréfringents) et les sections cylindriques restent toujours éteintes. -Toute autre section s’éteint 4 fois par tour et l’éclairement maximum a lieu a 45° des positions précédentes. -angles d’extinction évalué après positionnement en NS d’une direction cristallographique remarquable (clivage, …) -observer plusieurs sections, seule la valeur MAX est caractéristique du minéral étudié. Biréfringence: -a l’éclairement maximum d’une section, essayer de situer la teinte observée dans l’échelle de Newton. -observer plusieurs sections: seule la valeur MAX est caractéristique du minéral étudié. Dn=ng-np -certains minéraux ont des teintes anormales (minéraux très colorés,…) Macles: associations de deux réseaux cristallins appartenant au même cristal: différentes positions d’extinction, de teinte de birefringence.

Réalisation d’un schéma descriptif

Réalisation d’un schéma descriptif Faire deux schémas de la même zone, un en LPA et un en LPNA.

Les textures des roches volcaniques Les textures microlitique En genéral mélange de petits cristaux (partie aphanitique) et de phénocristaux. -microlitique porphyrique: beaucoup de phénocristaux. - microlitique fluviale: l’orientation des minéraux traduit un écoulement de la lave pendant la cristallisation. - trachytique: beaucoup de phénocristaux, orientés et appuyés les uns sur les autres.

Les textures des roches volcaniques Les textures holohyalines (ou vitreuses) Minéraux trop petits pour être vu au microscope: cryptocristaline -texture hyaline: espéce de globules. -texture vitroclastique: présence de clastes. Le Verre peut se dévitrifier (recristalliser): - texture felsitique (golfes de quartz, poly) - texture sphérolitique (dévitrification, baguettes radiales)