Les cours géologie

8/13/2019 Les cours gologie

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ECOLE DES MINES EL ABED


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Est la science qui sintresse ltude des parties de la

Terre directement accessible lobservation, llaboration

des hypothses qui permettent de reconstituer leur histoireet dexpliquer leur agencement.

Les principales disciplines de la Gologie sont la

Ptrographie (tude des roches), la Minralogie (tude desminraux), la Cristallographie (tude des proprits de

ltat cristallin de la matire), la Sdimentologie (tude des

dpts des roches sdimentaires), la Stratigraphie (tude

de la succession des sdiments), la Palontologie(tude de

fossiles), la Gomorphologie (tude de lvolution des

reliefs la surface de la Terre), la Tectonique (tude des

dformations de la partie superficielle de la Terre).Ing-for.Bouterfas aer


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Reconstituer les vnements survenus au cours de lhistoirede la Terre (les causes anciennes sont supposes identiques

aux causes actuelles)Comprhension de la formation des chanes demontagnes, du volcanisme, des sismes, des roches,etc..Oriente la recherche de matires premires (mtaux,

hydrocarbures, ..)

La ptrographie (du grec Ptra, pierre, et

graphein , crire) est une des Sciences de la Terrequi sintresse la description et la classificationdes roches.

Ing-for.Bouterfas aer


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La ptrogense cherche comprendre les mcanismes de

formation des roches.

Ptrographie + ptrogense = Ptrologie.La ptrologie (du grec logos, discours, parole) est donc la

science qui sintresse la description, classification et

interprtation de la gense des roches.

Une roche est un agrgat naturel de minraux, de verreet/ou de matire organique qui compose lcorce terrestre.

Une roche est gnralement constitue dun assemblage

de minraux (quartz, feldspaths, mica, silice, graphite,etc.). Par exemple, le grs, le granite, le sable, largile et

le calcaire sont des roches. En fonction des minraux qui

les composent, les proprits physico-chimiques



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des roches peuvent tre totalement diffrentes en termes de

couleur, de duret, de plasticit, de forme, etc. Il existe

galement des roches formes dun seul minral (le gypse,

par exemple), ainsi que des roches liquides (le ptrole, parexemple).

CLASSIFICATION DES ROCHESClassification des roches en fonction de leur lieu de formation

Les roches regroupes en trois grandes catgoriessuivant le phnomne qui est lorigine de leur formation.

I- Les roches magmatiques rsultent de la solidification(cristallisation, refroidissement) dun magma. Lemagma est un bain silicat fondu, constitu dunephase liquide (la plus importante), dune phase solide(cristaux) et dune phase gazeuse (0,1- 3%).



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Selon le mode de refroidissement du magma, on distingue

deux types de roches magmatiques :

Les roches plutoniques : formes par le refroidissement

lent du magma en profondeur. Le magma aura le temps debien cristalliser, et la roche possdera de gros minraux

visibles loeil nu.

Les roches volcaniques: formes par le refroidissement

rapide du magma en surface. Les minraux nauront pas letemps de bien cristalliser. Les roches volcaniques sont

donc caractrises par la prsence de minraux invisibles

l oeil nu.



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principaux modes de gisement des roches magmatiques



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1 : dyke : la roche magmatique recoupe les roches encaissantes.2 : sill : la roche magmatique est parallle aux roches encaissantes (concordante).3 : laccolite : structure de roche magmatique concordante surface infrieure plane etsurface suprieure convexe vers le haut.4 : lopolite : structure de roche magmatique concordante en forme de cuvette plate.

5 : batholite : grand massif de roche magmatique qui recoupe lencaissant.6 : volcan : relief en forme gnralement conique constitu par lempilement de laveset/ou de projections ayant atteint la surface.7 : laves en coussins (Pillow-Lavas) : laves mises en place sous leau.

classification simplifie des roches magmatiquesIng-for.Bouterfas aer

R


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Remarques

Les granites et basaltes forment 90 % des roches magmatiques de la crote terrestre.Les granites sont les roches caractristiques de la crote continentale. Les basaltescaractrisent la crote ocanique (soit 70 % de la crote terrestre).

Les magmas acides sont trs visqueux. Ils auront donc tendance cristalliser enprofondeur, do la formation dune roche plutonique (granite). Les rochesvolcaniques acides (rhyolites) sont donc rares.

Au contraire, les magmas basiques sont peu visqueux, ils auront donc tendance

remonter en surface et cristalliser donnant une roche volcanique (le basalte). Lesgabbros (roches plutoniques basiques) sont donc rares.



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Les roches sdimentaires sont des roches exognes(cest--dire formes la surface de la Terre) qui

reprsentent 5 % en volume de la crote terrestre. Ellessont trs rpandues la surface (elles couvrent 75 % dela surface) sous forme de couches recouvrant les rochesmtamorphiques et magmatiques.Les roches sdimentaires ont une grande importancedu point de vue conomique : le ptrole, le gaz, lecharbon, luranium, les matriaux de construction sont

dorigine sdimentaire. Elles ont aussi une importancescientifique : cest le seul type de roches contenant desfossiles.Les roches sdimentaires se forment partir de

sdiments. Ing-for.Bouterfas aer


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Les diffrents types de sdimentationLes rivires, ocans, vents et eaux de pluies ont la capacit detransporter les particules issues de la dsagrgation

(destruction) des roches par rosion. Ces matriaux sontcomposs de fragments de roches et de minraux. Lorsquelnergie de transport nest plus assez forte pour dplacer cesparticules, ces dernires se dposent : cest le processus desdimentation. Ce type de sdimentation est appel :

sdimentation dtritique ou clastique.Un autre type de dpt sdimentaire se produit lorsque lesmatriaux sont dissous dans leau et prcipitent. Ce type desdimentation est dnomm : sdimentation chimique.

Un troisime processus peut se produire lorsque les organismesvivants extraient les ions dissous dans leau pour former descoquilles et des os. Ce type de sdimentation est appel :sdimentation biognique.



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Ainsi, il existe trois grands types de roches sdimentaires :roches dorigine dtritiques, chimiques et biogniques.Etapes de formation dune roche sdimentaireLa formation des roches sdimentaire passe par plusieurs tapes :

a- Lrosion : cest le processus de destruction de rochesprexistantes. On distingue deux types drosion :1- Lrosion physique ou mcanique : dsagrgation des rochesen petits morceaux par des processus physique ou mcanique.

2-Lrosion chimique : dissolution des lments chimiques parles eaux qui conduit la dcomposition des roches ou desminraux.Les agents de lrosion sont : les eaux, le vent, le gel, latemprature.b. Le transport : les sdiments issus de lrosion peuvent tretransports sur de grande distance par le vent, ou par les eauxdans les fleuves, rivires ou courants ocaniques.



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c. Le dpt : lorsque la vitesse de lagent de transport devientfaible pour continuer transporter les sdiments, ces derniersse dposent. Le dpt se fait dans des bassins desdimentation, le plus souvent au fond des mers.

d. La diagense : on appelle diagense le processus physico-chimique qui transforme un sdiment meuble en rocheconsolide. La diagense passe par deux tapes:

-La compaction : les sdiments se rapprochent entre eux avecdiminution des vides ou des pores entre les particules, etlimination de leau qui se trouve entre les pores.-La cimentation ou lithification : les sdiments se lient entreeux par un ciment dorigine chimique. Les sdiments setransforment alors en une roche solide.



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I-Les roches sdimentaires dtritiques (ou clastiques)Les roches sdimentaires dtritiques se forment partir deroches prexistantes et sont constitues de fragments de rocheset de minraux. Elles reprsentent 85 % des roches

sdimentaires prsentes la surface de la Terre.

Abondance relative des diffrents types de roches sdimentairesIng-for.Bouterfas aer


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La classification des roches dtritiques se base sur la taille(granulomtrie) des particules

II-Les roches sdimentaires dorigine chimique et biochimique

Les roches sdimentaires dorigine chimique sont formes partir de la prcipitation ou la cristallisation de substances (ions

ou sels minraux) dissoutes dans l'eau.Ing-for.Bouterfas aer

h b


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1-Les roches carbonatesLes roches carbonates sont formes essentiellement de calcite(CaCO3), daragonite (CaCO3) ou de dolomite CaMg (CO3)2.Les roches carbonates riches en calcite (ou aragonite) sont

appeles calcaires, alors que celles riches en dolomite formentles dolomies. Les calcaires constituent plus de 10 % des rochessdimentairesLeau de mer contient une grande quantit de carbonate de

calcium (CaCO3) dissoute. De nombreux organismes utilisent cecarbonate de calcium pour former leurs squelettes et autresparties dures de leurs corps. Quand ces organismes meurent, lescourants marins brisent ces fragments en petits morceauxappels sdiments bioclastiques. La roche forme par lalithification de ces sdiments est appele calcaire bioclastique,ce qui indique que cette roche sest forme par des processusbiologique et clastique.


D l i l d l i l d l i i i


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Dautres calcaires et les dolomies rsultent de la prcipitationdirecte de carbonates (origine chimique) : dolomies primaires,stalactites, stalagmites, calcaires lithographiques, travertins.Pour faire la diffrence entre calcaires et dolomies, on utilise le

test de lacide. Les calcaires font effervescences lacide (HCl),alors que les dolomies ne le font pas.En gnral, les dolomies contiennent toujours un certainpourcentage de calcite et vice-versa (les calcaires contiennent

aussi un certain pourcentage de dolomite). Si la rochecontient plus de 50 % de dolomites, cest une dolomie. Si ellecontient plus de 50 % de calcite, cest un calcaire.2-Les roches siliceusesElles se forment par prcipitation de la silice (SiO2) dans deseaux satures (origine chimique) ou par extraction de la silice deleau de mer par des organismes pour constituer leurs tests quipar accumulation et lithification donneront des roches dures(origine biochimique).


C h i ll f d l ( ili


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Ces roches sont essentiellement formes dopale (silicehydrate) et de calcdoine. Le terme chert est utilis pourdsigner lensemble des roches siliceuses dorigine chimique oubiochimique.

Les principales roches siliceuses dorigine biochimique sont :les radiolarites formes par les tests de radiolaires (zooplanctonmarin) et les diatomites formes par laccumulation de tests dediatomes (algues siliceuses).

La principale roche siliceuse dorigine chimique est le silex,accident siliceux en milieu calcaire. Cest une roche qui a tutilise comme outils (flches, haches, pour allumer le feu) parles hommes prhistoriques.3-Les roches salines ou vaporitesIl sagit dun groupe de minraux dorigine chimique, quiprcipitent suite des concentrations par vaporation intense,gnralement dans des eaux peu profondes ou des lacs salsdans des milieux dsertiques.


L i i l h iti t l (C SO4


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Les principales roches vaporitiques sont : le gypse (CaSO4-2H2O) et lanhydrite (CaSO4), le sel gemme ou halite (NaCl) etle sel de potasse ou sylvite (KCl).4-Les roches carbones

Roches constitues essentiellement de composs du carboneorganique. La roche forme par accumulation des restes deplantes est le charbon. Les phytoplanctons microscopiques etbactries sont les sources principales de matire organique

contenue dans le sdiment. La transformation des compossorganiques dans les sdiments forment les hydrocarbures(ptrole et gaz naturel).5-Les roches ferrifres et phosphatesLes roches phosphates (phosphate) sont essentiellementdorigine organique (dents et os danimaux) et sont constituesdapatite. Les roches ferrifres sont riches en oxydes de fercomme la bauxite (roche forme par laltration des granites) oule fer oolithique.



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Le terme mtamorphisme (du grec meta = changement et morph

= forme) dsigne la transformation dune roche ltat solideavec formation de nouveaux minraux et/ou acquisition denouvelles textures et structures sous leffet de conditions detemprature et de pression diffrentes de celles o elle sestforme.Le mtamorphisme peut affecter :des roches sdimentaires, on parlera dans ce cas de rochesparamtamorphiques;des roches magmatiques, on parlera de roches

orthomtamorphiques;des roches mtamorphiques, on parlera dans ce cas de rochespolymtamorphiques.


L li it i f i d t hi d


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La limite infrieure du mtamorphisme correspond unetemprature de 200C et une pression de 300 MPa (3000atmosphres ou 3 kb). Au dessous de cette limite, cest ledomaine de la diagense.

La limite suprieure du mtamorphisme correspond la fusionpartielle de la roche. Quand la roche entre en fusion, on entredans le domaine du magmatisme.Degrs du mtamorphisme (grade)

Le grade ou degr du mtamorphisme est le terme utilis pourdcrire les conditions de temprature et de pression souslesquelles la roche sest forme


L f t d t hi


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Les facteurs du mtamorphismeLes principaux facteurs du mtamorphisme sont :1-La temprature : elle augmente avec la profondeur (le gradientgothermiques est de 30C/km) et/ou avec la mise en place de

roches plutoniques ou volcaniques.2-La pression : elle augmente galement avec la profondeur. Elleest due au poids de couches et les roches soumises cettepression ne prsentent pas dorientation prfrentielle : cest la

pression lithostatique (1 kbar une profondeur de 4km, 5 kb 15 km et 10 kb 30 km pour une densit moyenne de la crotede 2,5).3-Les fluides : les vides entre les grains dans une roche sonttoujours remplis d'un fluide, en gnral du H2O avec desminraux dissous.4-Le temps :la plupart des ractions mtamorphiques exigentdes millions d'annes afin d'tre compltes.


T d t hi


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Types de mtamorphisme



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Une classification simplifie des roches mtamorphiques est


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Une classification simplifie des roches mtamorphiques estbase sur la structure de la roche : roche oriente (ou folie) ounon oriente.Les roches orientes sont classes selon le grade (degr) du

mtamorphisme (tableau) : la granulomtrie des grainsminraux augmente avec le degr du mtamorphisme.

On distingue les structures orientes suivantes :La schistosit : feuilletage plus ou moins serr de certaines

roches acquis sous linfluence de contraintes tectoniquesorientes, en particulier celles qui prdominent au sein deschanes de montagne en formation. La texture est alorscaractrise par une orientation prfrentielle des minraux,

dont l'aplatissement ou l'allongement se dveloppent dans unemme direction.La foliation : structures de roches mtamorphiques, o laschistosit sajoute une diffrenciation ptrographiques entreles feuillets. On aura une alternance de bandes claires etsombres, chaque bandes tant caractrise par des minrauxIng-for.Bouterfas aer

particuliers (exemple gneiss avec alternance de bandes quartzo


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particuliers (exemple gneiss avec alternance de bandes quartzo-feldspathiques et bandes micaces).

Classification des roches folies (orientes)


Les roches non orientes sont classes selon leur composition


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Les roches non orientes sont classes selon leur compositionchimique (tableau). Cette composition dpend de la nature de laroche mre ou originelle appele : protolithe.

Classification des roches non orientes



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Principales roches mtamorphiquesIng-for.Bouterfas aer

Utilisations des roches


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Utilisations des rochesLes tres humains ont appris utiliser les roches de diffrentesmanires. Citons les principales :la construction d'abris. Les hommes prhistoriques se

rfugiaient parfois dans des grottes, qui sont des trous dans laroche. Plus tard, les roches ont t utilises pour construire desmaisons en pierre, puis en brique. Certaines roches ont tutilises pour paver les rues comme Versaillesou les voies

romaines sous l'Empire romain;l'extraction de minerai: les roches sont pour la plupartconstitues de diffrents produits chimiques. Il est parfoispossible de les sparer, par exemple pour en extraire uncompos prcieux ;la sculpture: certaines roches sont particulirement faciles utiliser pour crer ou reproduire des formes. L'argile encorelui est faonnable, puis la cuisson la rend dure : c'est ainsique la poteriea commenc ! Le marbreest trs connu pour les

magnifiques statuesque peuvent en faire les sculpteurs ;Ing-for.Bouterfas aer

et l'escalade ! Sans gros rochers escalader les alpinistes
http://fr.vikidia.org/wiki/Versailleshttp://fr.vikidia.org/wiki/Empire_romainhttp://fr.vikidia.org/w/index.php?title=Minerai&action=edit&redlink=1http://fr.vikidia.org/wiki/Produits_chimiqueshttp://fr.vikidia.org/wiki/Sculpturehttp://fr.vikidia.org/wiki/Poteriehttp://fr.vikidia.org/wiki/Marbrehttp://fr.vikidia.org/wiki/Statuehttp://fr.vikidia.org/wiki/Statuehttp://fr.vikidia.org/wiki/Marbrehttp://fr.vikidia.org/wiki/Poteriehttp://fr.vikidia.org/wiki/Sculpturehttp://fr.vikidia.org/wiki/Produits_chimiqueshttp://fr.vikidia.org/w/index.php?title=Minerai&action=edit&redlink=1http://fr.vikidia.org/wiki/Empire_romainhttp://fr.vikidia.org/wiki/Versailleshttp://fr.vikidia.org/wiki/Escaladehttp://fr.vikidia.org/w/index.php?title=Alpiniste&action=edit&redlink=1http://fr.vikidia.org/w/index.php?title=Alpiniste&action=edit&redlink=1http://fr.vikidia.org/wiki/Escalade


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et l escalade! Sans gros rochers escalader, les alpinistess'ennuieraient !

La tectoniqueLa tectonique (du grec tektn, constructeur ) estla discipline des sciences de la Terre qui estconsacre l tude des structures acquises par lesroches postrieurement leur formation, doncindpendamment de celle-ci ; science desdformations de l corce terrestre, elle est parfoisdite gologie structurale.

http://fr.vikidia.org/wiki/Escaladehttp://fr.vikidia.org/w/index.php?title=Alpiniste&action=edit&redlink=1http://fr.vikidia.org/w/index.php?title=Alpiniste&action=edit&redlink=1http://fr.vikidia.org/wiki/Escalade


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De lancien franais faillir manquer parce quaprsune faille, le mineur ne retrouve plus le filon ou lacouche quil exploitait. Cassure de terrain avecdplacement relatif des parties spares. Enpratique, ce terme dsigne le plus souvent desaccidents verticaux, ou pendage fort etnimpliquant pas de recouvrement important(chevauchement, charriage). La longueur des faillespeut varier de quelques mtres plusieurs dizainesou centaines et KilomtresNomenclatureLes deux parties spares par la faille sont appelescompartiments.les surfaces engendres par les cassures sont les lvresIng-for.Bouterfas aer


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un miroir (M) de faille sur lequel on voithorizontalement des stries qui matrialisent ladirection du mouvement.Lampleur du dplacement est le rejet-R



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Classification des failles


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Classification des faillesA - Selon leur pendage :- faille verticale ou oblique .

B Selon leur rejet :- Faille normale : faille de distension. -Faille inverse : faille de compression

ou raccourcissementIng-for.Bouterfas aer


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-Dcrochement : rejet uniquement horizontal etdans le plan de la faille, qui galement verticale oupresque.

Failles dextres et senestres dans la couverturenoprotrozoque du Hank (Bassin deTaoudenni, Sud-Ouest Algrien)Ing-for.Bouterfas aer


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C Selon leur forme-Horsts et grabens

-Faille listrique faille dans lensemble proche delhorizontale ayant une forme concave vers le haut.Ing-for.Bouterfas aer


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Les plis


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Les plisLes plis sont des ondulations des couchesauxquelles on donne le nom d anticlinal ou desynclinal : le cur du pli tant du ct de laconcavit de celui-ci, un anticlinal est un pli dont lecur est constitu par les couches les plusanciennes ; un synclinal est un pli dont le cur estconstitu par les couches les plus rcentes.



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On dfinit les plis, du point de vue gomtrique,selon la position de leur plan axial ou selonl tirement des couches accompagnantleur plissement.



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