TD 2 : SOSE 1005 Minéralogie – Roches magmatiques Vervimine Minéraux.

TD 2 : SOSE 1005Minéralogie – Roches magmatiques

Vervimine Minéraux.

Introduction : Intérêts multiples de l’étude des roches

Intérêts multiples pour l’étude des roches – aspects

appliqués et fondamentaux

Ex: Enregistrement des contraintes = tectonique

Contrainte

Ex: Nature des roches = f(formation de la Lune)

Astronaute et géologue Harrison Schmitt; Mission Apollo 17 en 1972; Crédit : NASA

Ex: Présence de fossiles (datation et

paléoenvironnements)

Métamorphiques

Magmatiques

Volcaniques Plutoniques

Roches résiduelles

Roches sédimentaires

Introduction

Roche : tout matériau (solide, liquide ou gaz) constitutif de l’écorce terrestre

Roches endogènes Roches exogènes

Qui se sont formées ou proviennentde l’intérieur de la croûte terrestre

Qui se sont formées à la surfacede l’écorce terrestre

2 grands ensembles de roches

1ère séance

Toute roche est constituée d’un ensemble d’éléments “unité”

Pour les roches magmatiques, l’unité est le minéral : Milieu homogène et ordonné à l'échelle atomique et défini par une composition chimique donnée

Introduction

Objectif de ce semestre Objectif de l’année prochaine

Critères de classement :

• Forme

Minéralogie = étude et classement des minéraux

• Si le cristal croît dans un milieu confiné (autres minéraux)

• Si le cristal croît dans un milieu sans contraintes

Xénomorphe

Automorphe

AutomorpheXénomorphe


• Forme

• Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP)


Exemple : Pyrite (système

cubique)

Exemple : Aiguemarine

(système hexagonal)


Complexité ensuite de

ces systèmes


• Forme


• Dureté



• Forme


• Dureté

Couleur (dépend de la composition chimique surtout de la présence de Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Ti; couleur variable pour un même minéral)


+ Eclat : mat ou brillant

pyroxène biotite


• Forme


• Dureté

• Couleur

• Macle


Groupement de deux (macle simple) ou plusieurs minéraux (macle polysynthétique) du même type accolés

selon une surface plane ou pas.


• Forme


• Dureté

• Couleur

• Macle

• Clivage


- plans de faible densité atomique- plans selon lesquelles le minéral se débitera ou cassera préférentiellement

Clivage = propriété d'un minéral à se séparer en morceaux

Qu'est qu'un magma ?

Roches magmatiques

“Roches fondues” caractérisées par :- Température élevée (600° à 1500°)- Fluidité- Composition essentiellement silicatées

Lorsque cette masse se refroidit, les minéraux vont se cristalliser petit à petit, en respectant un certain ordre (certains cristallisent à des températures plus importantes que d’autres).

On obtient des suites réactionnelles séries de Bowen

Les suites réactionnelles de Bowen

Chaque minéral se forme à des températures différentes :

• Certains sont stables à haute température (ex : Olivine)• D’autres ne sont stables qu’à basse température (Quartz)

Température 1500°C

750°C

Olivine

Pyroxè

ne

Am

ph

ibo

lesBiotite

Pla

gio

clas

es

Anorthite

AlbiteQuartz

Roches magmatiques

+ silice

+ silice

+ silice

Concrètement, qu'est ce qui se passe ?

Volcan+ coulées

Filons

Pluton

Surface

Semi profond

Profond

Roches volcaniques

Roches filoniennes

Rochesplutoniques

Refroidissement lent-> croissance des cristaux

Refroidissement rapide-> croissance des cristaux limitée

Refroidissement semi-rapide

TEXTURES

Roches magmatiques

1 - Texture grenue

Gros cristaux visibles à l’oeil nu et tous jointifs

Cristallisation lente, en profondeurRoches plutoniques

Cas particuliers : • Porphyroïde: très grands cristaux sur

fond de petits cristaux

• Pegmatites : très grands cristaux tous de même taille.

Texture des roches magmatiques

Exemple : Granite

Roches magmatiques

2 - Texture microgrenue

Petits cristaux visibles à l’oeil nu, sinon au microscope, tous jointifs.

Cristallisation un peu plus rapide, en semi-profondeurRoches filoniennes


Exemple : Microgranite

GRENUE MICROGRENUE

COMPARAISON

Roches magmatiques

3 - Texture microlithique

Microlithes : Petits cristaux noyés dans une "pâte" (verre amorphe).

Cristallisation rapide, en surfaceRoches volcaniques


Cas particulier : • T. Microlithique porphyrique :

Très grands cristaux sur fond de petits cristaux noyés dans une pâte"

Exemple : Basalte

Roches magmatiques

4 - Texture vitreuse

On ne distingue pas de minéraux cristallisés: verre amorphe.

Cristallisation extrêmement rapide(contact de l'eau de mer, …)Roches volcaniques


Exemple : Obsidienne

Roches magmatiques

Filons

Volcan+ coulées

Surface

Semi profond

PlutonProfond

Rochesplutoniques

Refroidissement lent-> croissance des cristaux


Texture Grenue

Roches filoniennes

Refroidissement semi-rapide

Texture microgrenue

Roches volcaniques

Refroidissement rapide-> croissance des cristaux limitée

Texture microlithiqueTexture vitreuse

Roches magmatiques

Classification des Magmas

Deux grands types de Magmas

Magmas Hypersiliceux (roches acides)(Si > 75 %), visqueux

Magmas Hyposiliceux (roches basiques)(Si < 50 %), fluides

Roches magmatiques

GABBROS Basaltes

SYENITES Trachytes

DIORITES Andésites

GRANODIORITESDacites

Minéraux Cardinaux(“minéraux blancs”)

• Quartz• Feld. Plagioclases• Feld. Alcalins

Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz

Feldspath Alcalins

Feldspath Plagioclases

40

80

100 %

100 %

60

20

100 %8040

GRANITESRhyolites

Plutoniquegrenue

Volcaniquemicrolithique

Roches magmatiques

Détermination d'une roche :

1 – teneur en minéraux blancs• 40% Quartz• 10% Feld. Plagioclases• 50% Feld. Alcalins

2 – texture• Grenue

GRANITE

GABBROS Basaltes

SYENITES Trachytes

DIORITES Andésites



Feldspath Alcalins


40

80

100 %

100 %

60

20

100 %8040

GRANITESRhyolites

Plutoniquegrenue


40 %

10%

50 %

Roches magmatiques

Exercice 1


1 – teneur en minéraux blancs• 40% Quartz• 10% Feld. Plagioclases• 50% Feld. Alcalins

2 – texture• Grenue

GRANITE

GABBROS Basaltes

SYENITES Trachytes

DIORITES Andésites



Feldspath Alcalins


40

80

100 %

100 %

60

20

100 %8040

GRANITESRhyolites

Plutoniquegrenue


40 %

10%

50 % Distinction difficile

Roches magmatiques

Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen)

Minéraux ferro-magnésiens (“Minéraux noirs”)MicasAmphibolesPyroxènes

Leucocrate

Mésocrate Mélanocrate

GABBROS Basaltes

SYENITES Trachytes

DIORITES Andésites


Feldspath Alcalins


40

80

100 %

100 %

60

20

100 %8040

GRANITES Rhyolites

Plutoniquegrenue


• En général, les roches riches en feld. Plagioclases sont riches en ferro-magnésiens.

• plus la roche est riche en plagioclases

• plus elle est riche en ferro-magnésien

• plus elle est sombre

Quartz

Teneur enferro-magnésien

Couleur dela roche

Roches magmatiques

Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen)

Leucocrate

Mésocrate Mélanocrate

SYENITES Trachytes

DIORITES Andésites


Feldspath Alcalins


40

80

100 %

100 %

60

20

100 %8040

GRANITES Rhyolites

Plutoniquegrenue


Quartz

Teneur enferro-magnésien


1 – teneur en quartz• Pas ou peu de quartz

2 – couleur de la roche• Mélanocrate

3 – texture• Microlithique

Basalte

GABBROS Basaltes

Roches magmatiques

Exercice 2

Les roches magmatiques

Les minéraux des roches magmatiques

Nom Aspect

Minéraux blancs

QuartzGris translucide

(aspect pare-brise brisée)

Feld. plagioclases Blanc mat en baguette

Feld. alcalinsMicrocline Blanc mat massif

Orthose Rose mat massif

Minéraux noirs

Micas

Biotite Noir brillant en feuillets

MuscoviteBlanc brillant en feuillets

(aspect aluminium)

Amphiboles Noir à verdâtre en baguette

Pyroxènes Prismes trapus noir brillant

OlivinesVert translucide (jaune si

altéré)

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