Diaporama pour le cours 2 inversé
27
La matière dans l’Univers Partie 2 : Des éléments aux roches
-
Upload
nicolas-coltice -
Category
Education
-
view
250 -
download
1
Transcript of Diaporama pour le cours 2 inversé
La matière dans
l’UniversPartie 2 : Des éléments aux roches
Qu’est-ce qu’une roche ?
ROCHE
Ensemble
d’un ou
plusieurs
minéraux
MINERAL
Ensemble d’un
ou plusieurs types
d’atomes
Co
mp
os
itio
n e
t s
tru
ctu
re d
es
min
éra
ux
Des éléments différents se combinent pour former des composés
Liaisons atomiques
Il existe 3 types de liaisons entre atomes
• Ioniques : empruntent des électrons (Cl emprunte un
électron à Na)
•Covalentes : partage équitable d’électrons (liaisons
entre atomes de C, diamant)
•Métalliques : les électrons sont libres de passer d’un
atome à l’autre
Espèces minérales – Formes cristallinesC
om
po
sit
ion
et
str
uc
ture
de
s m
iné
rau
x
• cubique
• monoclinique
• orthorhombique
• rhomboédrique
+ systèmes triclinique, hexagonal,
quadratique
ab
c a = b = g = 90°a = b = c
abc a = g = 90°; b ≠ 90°
a ≠ b ≠ c
a = b = g = 90°a ≠ b ≠ c
abc
a = b = g ≠ 90°a = b = c
7 systèmes cristallinsHalite (NaCl)
Gypse
(CaSO4,2H2O
)
Olivine
(Mg, Fe)2 [SiO4]
Quartz
(SiO2)
2. C
om
po
sit
ion
et
str
uc
ture
de
s m
iné
rau
xsur leurs caractères cristallographiques
Co
mp
os
itio
n e
t s
tru
ctu
re d
es
min
éra
ux
La classification des minéraux…
sur leurs caractères chimiques …
• sulfures
• halogénures (chlorures, fluorures, etc.)
• carbonates
• sulfates
• silicates
• éléments natifs Or
Pyrite (FeS2)
Halite (NaCl)
Calcite (CaCO3)
Gypse (CaSO4,2H2O)
Quartz
(SiO2)
Espèces minérales – Formes cristallines2
. C
om
po
sit
ion
et
str
uc
ture
de
s m
iné
rau
xC
om
po
sit
ion
et
str
uc
ture
de
s m
iné
rau
x
Les silicates2
. C
om
po
sit
ion
et
str
uc
ture
de
s m
iné
rau
x
Pourcentage en masse dans les
roches continentales
Co
mp
os
itio
n e
t s
tru
ctu
re d
es
min
éra
ux
O
S i
Nésosilicates
formés de tétraèdres [SiO4]-4
isolés, reliés par des cations
ex. : olivine, grenat, etc.
Sorosilicates
tétraèdres [SiO4]-4 unis par
deux avec un O commun
Inosilicates
tétraèdres [SiO4]-4 disposés en
chaîne simple (ex. pyroxène),
ou double (ex. amphibole)Phyllosilicates
tétraèdres [SiO4]-4 disposés en
feuillets
ex. : argiles, micas
Tectosilicates
tétraèdres [SiO4]-4 reliés par
leurs quatre sommets,
tous les O étant communs ex. :
quartz, feldspaths
Cyclosilicates
tétraèdres [SiO4]-4 disposés en
anneau avec des O communs
ex. : tourmaline, émeraude etc.
Les silicates2
. C
om
po
sit
ion
et
str
uc
ture
de
s m
iné
rau
xC
om
po
sit
ion
et
str
uc
ture
de
s m
iné
rau
x
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Familles (de roches) ?
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Le cycle d’une roche
Cours 7
Cours 9
Ce cours
Les roches magmatiques
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Magma solidifié
Gros cristaux
= texture grenue
Pâte vitreuse
petits cristaux
= microlithique
GraniteBasalte
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Les différentes roches magmatiques
Fusion de
La Roche source
Magma Acide Magma Basique
Refroidissement
lent
Refroidissement
rapide
Refroidissement
lent
Refroidissement
rapide
Source
riche en
Silice
Source
pauvre en
Silice
Volcanique VolcaniquePlutonique Plutonique
GraniteRhyolithe Gabbro Basalte
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Cristallisation fractionnée
Olivine : 30%
de Silice
Sili
ce d
ans le
ma
gm
a
Temps
Basique
Acide
Pyroxènes :
40% de Silice
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque
Les roches magmatiquesL
es
dif
fére
nte
s t
yp
es
de
ro
ch
es
•Acide ou basique selon leur
contenu en Silice
(chimie/minéralogie)
•Volcanique ou plutonique
selon leur mode de mise en
place (texture)
•Différenciées si elles sont
issues de la cristallisation
fractionnée
(chimie/minéralogie)
www.pdac.ca
www.pdac.ca
www.ac-rennes.fr
Les roches métamorphiquesL
es
dif
fére
nte
s t
yp
es
de
ro
ch
es
- Degré croissant de métamorphisme +
(P/T°)Boue argileuse
Schiste Gneiss
Déformation
+ fusion (~10%)
Migmatite
fusion
T°>800°C
Les roches sédimentaires
Classification selon la genèse(roches détritiques terrigènes, chimiques, organogènes, résiduelles)
SILICOCLASTIQUES CARBONATÉES ÉVAPORITIQUES AUTRES
carbonées,
siliceuses, etc.
4 principales catégories
Classification selon la composition
4%
1%
80% 15%
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Les roches silicoclastiques
1 m
1 cm
10 cm
1 msite.voila.fr/tpe_de_capra
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Les roches carbonatées
www.ac-poitiers.fr www.ggl.ulaval.ca
Calcaires coquilliers Récifs coralliens
Foraminifères
planctoniques
www.ifremer.fr
Quelques exemples… d’organismes producteurs de CaCO3
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
Le
s d
iffé
ren
tes
typ
es
de
ro
ch
es
?
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
Comment passer de la nébuleuse aux premiers grains ?
Observations dans la nébuleuse de l’Aigle:
Grains de < 5mm à proximité du centre
Inte
nsité lum
ineuse
Distance au centre de la nébuleuse
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
La séquence de condensation générale… à partir de la nébuleuse
solaire
(gaz enrichi en éléments lourds).
1600 K
1300 K
800 K
1000 K
500 K
175K
150 à
120 Ket hydrates solides NH3 H20, CH4
H20.
H et He ne condensent pas
(les 20 K ne sont pas atteints).
JP Bourseau, UCBL1
Des expériences de condensation de mélanges gazeux et surtout des
calculs thermodynamiques montrent :
Champ du Fer :
1600 à 1300 K
Champ des Silicates :
1200 à 400 K
Champ des
glaces :
175 à 120 K
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
La météorite mixte canadienne Giroux
est composée à part égale de silicates et
de métal.
© Royal Ontario Museum.
Coupe de la météorite pierreuse
Homestead.
© Planétarium de Montréal.
Météorite NWA 3119. Une multitude de
petits chondres sphériques sont
visibles dans cette chondrite ordinaire
LL4. © Jeff Kuyken,
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
Petite météorite métallique trouvée à
Penouille, au Québec. © Planétarium
Montréal
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
Ce zircon est le plus vieil
élément terrestre connu
Valley (2006)
D’après Nutman (2006)
Zircons de Jack Hills (4.4 Ga)
Image environ 200 μm de diamètre
4.4 Ga
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
Yuichiro Ueno
Yuichiro Ueno
Rivière Acasta
Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques
Les plus vielles roches terrestres… les gneiss d’Acasta
4.06 Ga
Ori
gin
e d
es
min
éra
ux
et
de
s r
oc
he
s
