GEOLOGIE pour l’ingénieur

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1 GEOLOGIE pour l’ingénieur
atmosphère + biosphère géosphère ∩ Hydrogène Oxygène et eau liés au minéral OH ou ,nH2O O lié Hydrogène, Oxygène et Eau libres O2, H2, H2O, CO2, CH4 Si silicate C carbonate S sulfates Croûte terrestre océan/continent 0-10/10-70 km Troposphère 12 à 18km Température °C °C/km °C °C Pression 1.0 GPa à 33 km MPa/km Atm = 10m d’eau = 98 Pa % masse atmosphère Eruptives plutoniques Eruptives Volcaniques Sédimentaires 3 Types de roches Métamorphiques

2 A- La valse sédimentaire
TRANSPORT EROSION 3 Mécanismes atmosphériques SEDIMENTATION

3 4 paramètres clefs: Process sédimentaire
Contribution Géosphère contribution Atmo-Biosphères 1. Roches composant la régiion source : 2. Relief et Climat : Ils controlent l’altération et le taux d’érosion. Région de montagnes à soulèvement actif DH fort / haut niveau d’énergie = érosion rapide / potentiel d’altération minimum Régions planes (niveau de base local) DH faible / bas niveau d’énergie = érosion lente / potentiel d’altération maximum E.g., si seuls des grès sont exposés à l’érosion dans la région source, le sédiment dérivé sera une roche riche en quartz Erosion (mécanique = DT°, gel dégel, sel, g) Éclatement de blocs Séparation des grains Altération (chimique) hydrolyse Silicates (T,P)H Silicate (T,P)ord + ions 3. Process de transport : Gravitation : éboulements, transports en masse Glacier : aucun tri, toutes tailles, stries de glissement Vent : taille maximum = sables éoliens, grains ronds mat Cours d’Eau : torrent, rivière, fleuve Destruction sélective de certains minéraux Tri sélectif par la forme et par la taille des éléments more selective sorting, alteration. Mixing of rocks from different sources. solution (argiles, silts, sables) (anions cations) (sables, graviers, galets, blocs) 4 paramètres clefs: 4. Conditions de dépôt : Morphologie du bassin Multiplicité des contributeurs, pH, T°, P (Profondeur), Biosphère, … tris sélectifs, mélanges, modifications de spéciation, précipitation…

4 Roche sédimentaire Contribution Géosphère contribution Atmo-Biosphères
Eléments minéraux Roches / Rocks Eléments organiques Classe Nom / Name taille (mm)  Rudites  Rochers  Boulders  >256 Ciment: siliceux, argileux, calcaire Conglomérat, Brèche  Détritique Conglomerate, Breccia Blocs  Cobbles  64 – 256 Galets  cailloux  Pebbles 16 – 64 Graviers  Gravels  2-16 microC, microB Arénites  Sables : Fin*, Moyen*, Grossier* Quartz Feldspath Micas Sands  F* M* G* Grès, Arkose, Arenite  Sandstone, Arkose Wackes Lutites   Silts, limons  Silts  0.002 – Pélite, Siltite Siltstone (massif) Argiles  Clays  <0.002 Pélite, Argilite Clay (plastique), Mudstone (agrégats) Shale . (clivable) Marne Marl Calcaires Biogénique Limestone Squelette carbonaté (coquilles, récifs…) Voile algaire (produit du metabolisme) Phosphate Squelette animaux et dents, déjections (aviaires, chauves-souris) Lignite, Charbon, Lignite, Coal végétaux Roches mères, Schistes bitumineux, hydrocarbures Black shales, kerogene-rocks, oil Matière organique végétal e & animale Gypse, halite, Epsomite, Sylvinite Evaporite Gypsum, halite, Epsomite, Sylvite Roches / Rocks Eléments minéraux Eléments organiques Classe Nom / Name Rudites  taille (mm)  Rochers  Boulders  >256 Conglomérat, Brèche  Conglomerate, Breccia Cobbles  Blocs  64 – 256 Galets  cailloux  Pebbles Graviers  16 – 64 Gravels  2-16 microC, microB Arénites  Sables : Fin*, Moyen*, Grossier* Quartz Feldspath Micas Sands  Grès, Arkose, Arenite  F* M* G* Sandstone, Arkose Lutites   Silts, limons  0.002 – Silts  Pélite, Siltite Siltstone (massif) Argiles  Clays  <0.002 Pélite, Argilite Clay (plastique), Mudstone (agrégats) Shale (clivable) Lignite, Charbon, hydrocarbure végétaux Lignite, Coal Schistes bithumineux, hydrocarbures Black shales, kerogene-rocks, oil Calcaires Matière organique vegetal e & animale Limestone Squelette carbonaté (coquilles, récifs…) Voile algaire (produit du metabolism) Phosphate Phosphates Squelette animaux et dents, dejections aviaire, chauves-souris ( D’altération d’altération Altérites latérites détritique grossier détritique fin Biogéniques Biogénique évaporite de dépôt Roches sédimentaires construites de précipitation

5 argiles et hydroxydes d’Al et de Fe
1- Roches Latéritiques 2- Roches détritiques [Si4 O10] Ni6 (OH)8 népouite Ni(OH) théophrasite 2a) Formations fines (distales) limons et argiles Formations altérites (in situ) argiles et hydroxydes d’Al et de Fe Rendez-vous 4° 47’ 56.9’’E / 43°43’57.1’’N Géoportail Infoterre 4 [Si3 Al O8] K feldspath [Si4 O10] Al4 (OH)8 kaolinite 4 Al(OH) gibbsite Rendez-vous 5° 20’ 57.5 ’’E / 43°21’38.9 ’’N Géoportail Infoterre Aller à

6 2- Roches détritiques (fin)
Formations morainiques Rendez-vous 5° 29’ 54’’E / 45°19’20 ’’N Géoportail Infoterre 2b) Formation Moyennes à fines 2c) Formations Grossières (proximale) Mal triées Formations alluviales galets-sables et argiles Rendez-vous 5° 14’ 45.9’’E / 43°44’5’’N Géoportail Lire p1

7 3a) calcaires construits
Calcite / Dolomie CaCO3 /CaMg(CO3)2 Effervescence HCl 1/10° / à chaud 3- Roches Biogéniques CALCAIRES Mudstone < 10% grains dans une boue de calcaire fin (= micrite) Wackestone >10% grains, non jointifs dispersés dans une boue de calcaire fin Floatstone    id. , organismes non jointifs dispersés dans une boue de calcaire fin  Packstone Les grains sont jointifs et servent de trame piégeant la boue de calcaire fin Rudstone  id. , mais grossier à grains > 2 mm. Grainstone  calcaire à grains jointifs, dans une boue de calcaire dont une partie au moins (= sparite) Framestone   les organismes (coraux, éponges) en position de vie constituent une trame qui piège pour la boue calcaire ou les grains (selon la force des courants) Bafflestone id. , mais les organismes verticaux forment des cloisons Bindstone les organisms (algues) encroutent les éléments en cours de dépôt et les lient entre eux. Crystalline calcaire largement recristallisé (sparite) dont la texture sédimentaire a été efface Dépôt 3a) calcaires construits (Formations Récifales) Rendez-vous 22° 16’ S / 166° 27’ E Nouméa Google earth 21° 08’ S / 149° 11’ Mackay, Queensland, Australie 3b) Calcaires marnes et argiles de dépôt (de la plateforme au bassin) Rendez-vous 46° 16’ N / 12° 19’ E Barrage de Vajont, Erto e Casso, Italie Google Earth Conditions de la vie Lumière/Profondeur Qualité de l’eau distance aux continents = Apports potentiels sable, argile Plate-forme détritique grès, marnes turbidites Boues des grands fonds Plancton CaCO3-SiO2 Le Raid des Terres Noires

8 Dissolution karstique
Les grandes platières 3- Roches Biogéniques CALCAIRES Dissolution karstique Lapiez / Lapiaz Tsingy de Bemaraha Doline Rendez-vous Les grandes platières (Flaine) 6° 43’ 20’’ E / 45° 59’ 04’’ N Géoportail Terrasses en Travertin Pamukkale Rendez-vous 27°04’ 13’’ N / 81° 20’ O Google Earth Télécharger SubsidenceIncidentReports_2013May6.kmz - size: 693Kb Ponts de Minerve

9 Rendez-vous 50°54’ N / 6° 30’ O Google Earth Garzweiler, Allemagne
Roches Biogéniques Lignites Charbons et hydrcarbures Production de lignite dans la mine à ciel ouvert Garzweiler, Cologne Rendez-vous 50°54’ N / 6° 30’ O Google Earth Garzweiler, Allemagne Hydrocarbures Permis de recherche en demande en France en 2012

10 sursaturation / précipitation
Roches évaporitiques r de la saumure → 0 % précipité →100 Milieu aride, pas nécessairement chaud apports en eau < évaporation sursaturation / précipitation Chlorures K et Br : Sylvine Sulfates-Mg: Epsomite Chlorures-Na: Sel gemme, halite Sulfates-Ca: Gypse Bassanite Anhydrite Carbonates: CaCO3, MgCO3, K2CO3 Argiles néoformées Mers peu ouvertes - fonds de golfes – sebkhas cotières Mer rouge / Lac Assal Mer d’Aral, Mer morte, Dasht e Kavir Rendez-vous 11° 40’ N / 42° 25’ E Google earth lac Assal ou 33° 23’ N / 10° 57’ E Google earth sebkha el Melah Bassins endoréiques – sebkhas continentales Rendez-vous 34° 34’ N / 53° 58’ E Google earth Dasht-e Kavir 34°27’18’’ N / 54°32’20’’ E Dasht-e Kavir 34° 38’ 07 ’’ N / 54° 01’ 46’’ E Dasht-e Kavir Dasht e Lut

11 Montmorency 800 000 tonnes/an Gypse en France KCl-NaCl en France
Evaporation de 1000 m d’eau de mer: Carbonates : ,05 m Gypse : ,5 m Sel-Na : , 0 m Sels-K et Mg : 2,6 m Roches évaporitiques Montmorency tonnes/an Gypse en France KCl-NaCl en France Région parisienne (éocène) Ciel ouvert Cormeilles-en-Parisis (Val ’Oise)  Le Pin – Villeparisis (Seine et Marne) Souterrain Montmorency (Val d’Oise) Bernouille  (Seine Saint Denis) Sud-Ouest (trias, jurassique, oligocène) Pouillon (Landes) Cognac (Charente) Tarascon sur Ariège (Ariège) Portel (Aude) Caresse (Pyrénées-Atlantiques) Sud-Est (oligocène) Saint-Jean-de-Maurienne (Savoie), Lazer (Hautes Alpes), Mazan (Vaucluse), Auriol (Bouches-du-Rhône) Lantosque (Alpes-Maritimes) Rendez-vous 5° 36’ 26.6 ’’ E / 43°20’58.8 ’’ N géoportail Infoterre

12 Dasht e Lut Epaisseur théorique des évaporites
fournies par l’évaporation de 1000 m d’eau de mer: Carbonates : 0,05 m Gypse : 0,5 m Sel-Na : 12, 0 m Sels-K et Mg : 2,6 m Dasht e Lut Rendez-vous 5° 36’ 26.6 ’’ E / 43°20’58.8 ’’ N géoportail Infoterre

13 B - Le deux-temps éruptif
FUSION CRISTALLISATION 2 Mécanismes de changement d’état

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15 C - Le miroir métamorphique
PRESSION TEMPERATURE 1 Mécanisme de transformation solide / solide Distorstions photographiques André Kertész 1933

16 Formations de plateforme calcaires marnes (+argiles détritiques)
Roches métamorphiques Rendez-vous 44° 15’ N / 6° 56’ 23’’ E ST Etienne de Tinée Géoportail