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
Critères de classement :
• Forme
• Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP)
Minéralogie = étude et classement des minéraux
Exemple : Pyrite (système
cubique)
Exemple : Aiguemarine
(système hexagonal)
Minéralogie = étude et classement des minéraux
Complexité ensuite de
ces systèmes
Critères de classement :
• Forme
• Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP)
• Dureté
Minéralogie = étude et classement des minéraux
Critères de classement :
• Forme
• Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP)
• Dureté
Couleur (dépend de la composition chimique surtout de la présence de Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Ti; couleur variable pour un même minéral)
Minéralogie = étude et classement des minéraux
+ Eclat : mat ou brillant
pyroxène biotite
Critères de classement :
• Forme
• Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP)
• Dureté
• Couleur
• Macle
Minéralogie = étude et classement des minéraux
Groupement de deux (macle simple) ou plusieurs minéraux (macle polysynthétique) du même type accolés
selon une surface plane ou pas.
Critères de classement :
• Forme
• Systèmes cristallins (7 systèmes; cf TP)
• Dureté
• Couleur
• Macle
• Clivage
Minéralogie = étude et classement des minéraux
- 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
Texture des roches magmatiques
Exemple : Microgranite
GRENUE MICROGRENUE
COMPARAISON
Roches magmatiques
3 - Texture microlithique
Microlithes : Petits cristaux noyés dans une "pâte" (verre amorphe).
Cristallisation rapide, en surfaceRoches volcaniques
Texture des roches magmatiques
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
Texture des roches magmatiques
Exemple : Obsidienne
Roches magmatiques
Filons
Volcan+ coulées
Surface
Semi profond
PlutonProfond
Rochesplutoniques
Refroidissement lent-> croissance des cristaux
Texture des roches magmatiques
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
GRANODIORITESDacites
Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz
Feldspath Alcalins
Feldspath Plagioclases
40
80
100 %
100 %
60
20
100 %8040
GRANITESRhyolites
Plutoniquegrenue
Volcaniquemicrolithique
40 %
10%
50 %
Roches magmatiques
Exercice 1
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
GRANODIORITESDacites
Classification des roches magmatiques (diagramme de Streckeisen) Quartz
Feldspath Alcalins
Feldspath Plagioclases
40
80
100 %
100 %
60
20
100 %8040
GRANITESRhyolites
Plutoniquegrenue
Volcaniquemicrolithique
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
GRANODIORITESDacites
Feldspath Alcalins
Feldspath Plagioclases
40
80
100 %
100 %
60
20
100 %8040
GRANITES Rhyolites
Plutoniquegrenue
Volcaniquemicrolithique
• 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
GRANODIORITESDacites
Feldspath Alcalins
Feldspath Plagioclases
40
80
100 %
100 %
60
20
100 %8040
GRANITES Rhyolites
Plutoniquegrenue
Volcaniquemicrolithique
Quartz
Teneur enferro-magnésien
Détermination d'une roche :
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)