INDICES TECTONIQUES ET PETROGRAPHIQUES DE L’EPAISSISSEMENT CRUSTAL

Les données sismiques montrent qu’une importante racine crustale est associée au relief élevé des chaînes de montagnes.

On cherche à modéliser et à expliquer l’épaississement de la croûte continentale au niveau des chaînes de montagnes.

Matériel : - Ordinateur, Logiciel Mesurim et sa fiche technique, traitement de texte- Microscope polarisant- Echantillons et lames minces ou images numériques de Granite, Gneiss gris, Micachiste à grenat, de schiste à séricite et chlorite et Migmatite).- Fiches de reconnaissance des minéraux- Dispositif pour modéliser les indices structuraux dans le paysage (cuve, farine, chocolat en poudre) - Diagramme P-T (à compléter), Doc1 à 4.p.154-155 : indices structuraux à l’affleurement et dans le paysage

Activités et déroulement des activités Capacités – Compétences & Critères d’évaluation Eval.Atelier 1 : Montrez que les indices structuraux visibles à l’affleurement et dans le paysage prouvent une tectonique compressive passée.

Modélisez la déformation des roches en utilisant le matériel disponible.Discutez des limites du modèle.

Représentez les déformations qui attestent d’une tectonique compressive passée.

Atelier 2 : Montrez les transformations de texture et les modifications minéralogiques observées dans les roches des chaînes montagnes témoignent d’un épaississement de la croûte continentale.

Observez au microscope polarisant une des lames minces disponibles. Présentez vos observations sous forme de croquis ou d’images numériques (en fonction du matériel disponible). Placez les roches dans le diagramme P-T afin de déterminer les conditions de formation de celles-ci.

Réaliser une manipulation- Utilisation maîtrisée du matériel- Gestion organisée du poste de travail

Représenter une observation par un dessin- Tracé soigné, (net, fin, précis, continu…) - Représentation fidèle à l’observation- Identification des éléments indispensables à la compréhension du dessin

Observer au microscope polarisant- Utilisation maîtrisée des systèmes de mise au point et d’éclairage- Utilisation maîtrisée du polariseur et de l’analyseur- Reconnaissance correcte des minéraux

Adopter une démarche explicative- Mise en relation des données et des observations afin de répondre au problème posé.

MODELISER LA DEFORMATION DES SERIES SEDIMENTAIRES DANS LE CADRE D’UNE TECTONIQUE COMPRESSIVE

Matériel : - Cuve rectangulaire aux bords translucides et deux morceaux de mousse épaisse aux dimensions d’un tiers de la cuve - Farine et chocolat en poudre

Préparation des couches :- Placer un rectangle de mousse de façon à délimiter un tiers de la cuve.- Saupoudrez dans le tiers délimité, en les alternant, la farine et le chocolat en 3 couches (Tasser la farine et le chocolat à chaque dépôt).

- Recommencer la même opération dans le tiers opposé mais (sans tasser la farine et le chocolat)

Réalisation de la compression :- Maintenir fermement le dispositif de compression des deux côtés- Compresser lentement en poussant les strates de façon homogène et continue, à l’aide des morceaux de mousse.

Déformations des séries sédimentaires dans le cadre d’une tectonique compressive

Strates tassées Strates non tassées

Farine Chocolat

Faille inverse – déformation cassante Plis – comportement plastique des strates sédimentaire

Permien Trias Permien

Eocène

Nappes de charriage –Permien : -295 à -245 Ma ; Trias : -245 à -205 MaJurassique : -205 à -135 Ma ; Crétacé : -135 à -65 MaPaléocène (dont éocène) : -65 à -23.5 Ma

DIAGRAMME PRESSION – TEMPERATURE

LES ROCHES METAMORPHIQUES DE LA CROUTE CONTINENTALELames minces observées en LPA

GneissAspect lité : alternance de feuillets clairs constitués de quartz et de feldspaths et de feuilles sombres formés de micas noirs (biotite).Le Gneiss a la même composition minéralogique que le granite mais contient en plus de la sillimanite.

Schiste à séricite et chloriteSchistosité : alignement de paillettes de sérite (aspect satiné) et de chlorite (couleur verdâtre)

Micaschiste à grenatSchistosité : alignement de paillette de micas noirs (couleurs vives) et de quartz (teinte grise) mais présence de gros cristaux de grenat -

MigmatiteRoches constituées d’une partie granitique et d’une partie gneissiquesLes lentilles claires proviennent d’un liquide granitique résultant de la fusion partielle du gneiss. Les bordures sombres correspondent à des minéraux réfractaires à la fusion (température insuffisante).

Planche des caractéristiques de quelques minéraux observés au microscope polarisant

Minéraux Quartz Grenat Feldspath plagioclase

Feldspath alcalin = orthose

chlorite biotite muscovite cordiérite sillimanite

LPNA sans

analyseur

Incolore et parfaitement limpide. Sections irrégulières comblant les interstices.

Sections hexagonales ou pentagonales de couleur légèrement rosée. Craquelures et limites bien marquées (fort relief).

Sections rectangulaires etincolores.Des fissuresgrossièrement parallèlesentre elles.

Minéral incolore avec nombreuses impuretés lui donnant un aspect sale.

Sections en lamelles, incolores à vert ou vert-jaunâtre. Clivage fin et net, parallèle à l’allongement

Minéral brun foncé à beige dont la couleur varie avec l'orientation. Fines fissures parallèles dans le sens de la longueur (clivages).

Incolore, forme allongée.Présence d’un clivage en « lames de parquet » parallèle à l’allongement

Formes aléatoires, de teintes variant du blanc au jaune pâle. Présente parfois une macle multiple, semblable à celle des Plagioclases

Sections incolores, limpides, présentant des contours très marqués. En forme de prisme ou de fines aiguilles souvent un peu courbes.

LPA avec

analyseur

Teinte de polarisation gris clair à blanc.

Teinte noire (=éteint) quelle que soit l'orientation du cristal.

Teintes de polarisation :gris plus ou moins clairs,en bandes parallèles dansle sens de la longueur.

Teintes de polarisation : gris plus ou moins foncé présentant des marbrures.Présence éventuelle de deux moitiés de cristal de teintes différentes.

Teintes faibles : vert, parfois brun ou bleu-nuit. Extinction généralement incomplète.

Teintes vives de polarisation : rouge, magenta, bleu, vert, jaune, très atténuées par la couleur naturelle.

Teintes très vives : bleu, vert, jaune ou rouge

Incolore et facilement altéré.Ne présente presque jamais de formes définies.

Teintes vives : orange, rouge-orangé, violet