TP de pétrographie 2:

Les roches magmatiques plutoniques acides

Pierre Beck, Laboratoire de Planétologie de Grenoblepierre.beck@obs.ujf-grenoble.fr

TUE 233

Roches magmatiques volcaniques et roches magmatiques plutoniques

Refroidissement lent: gros cristaux.

Refroidissement très rapide (trempe): verre

Gabbro

Basalte Verre basaltique

Refroidissement rapide: petit cristaux.

Si le refroidissement est trop rapide, les cristaux n’ont pas le temps de se développer…

Les roches ayant cristallisé en profondeur ont donc en général des gros cristaux (roches plutoniques), alors que les roches magmatiques de surface (roches volcaniques) ont des petits ou pas de cristaux.

Roches magmatiques volcaniques et roches magmatiques plutoniques

Roches acides et roches basiques

Une roche basique est une roche pauvre en SiO2

Elle est aussi en général riche en Fe et MgEx: basalte

Une roche acide est une roche riche en SiO2 (silice)Elle est aussi en général riche en Ca, Na et KEx: Granite

Roche magmatique= O, Si, Fe, Mg, Al, Ca, Na, K, H

Roches acides et roches basiques

La croute océanique est constituée de roches basiques.

De façon très schématique:

La croute continentale est constituée principalement de roches acides (ex: granite).

La minéralogie est un reflet de la composition chimique

Quelques repères à mémoriser

Basalte/GABBRO: Feldspath plagioclase (Ca)Pyroxène.

Péridotite: OlivinePyroxène

Rhyolite/GRANITE: QuartzFeldspath AlcalinFeldspath plagioclase (Na)Mica ou/et amphibole.

Trachyte/SYENITE: Feldspath AlcalinsMica ou/et amphibole.

Andesite/DIORITE: Feldspath plagioclase (Ca-Na)PyroxèneAmphibole.

Dacite/GRANODIORITE:Quartz Feldspath AlcalinsFeldspath Plagioclase (Na)Mica ou/et amphibole.

Ultra-basique

Basique

IntermédiaireAcides

Intermédiaire

Classification de Streckeisein

Quartz

F. Alcalins F. Plagioclases

Feldspathoïdes

Valable pour les roches avec moins de 90% de ferromagnésiens.

Il faut renormaliser à 100 % après avoir rétiré les ferro-magnésiens.

Remarque

Cette classification concerne uniquement la minéralogie primaire.

Celle-ci peut être modifiée par:-l’altération aqueuse (pluie ou hydrothermalisme)-le métamorphisme (P ou T)

Ex: mica se transforme en chlorite vers 600°C

Les textures des roches plutoniques

Terminologie selon la taille des grains:Grains de taille homogène:Texture aplitique: taille des grains < 1cm (mais visible à l’œil nu)Texture pegmatitique: taille des grains > 1 cm

Grains de taille variable:Texture porphyrique: taille des grains < 1cm (mais visible à l’œil nu)Texture porphyroïde: taille des grains > 1 cm

Terminologie selon la forme des grains:Texture grenue: grains arrondisTexture doléritique: grains en baguettes

Terminologie selon l’agencement des grains:Texture cumulative: accumulations d’1 ou plusieurs phases minéralesTexture poecilitique: 1 phase est « incluse » dans une autre

Le quartz

Formule: SiO2

Lumière naturelle:Forme: sections automorphes hexagonales ou grandes plages de cristaux xénomorphes.Clivages: aucuns mais cassuresCouleur: incoloreRéfringence: faible (nm~1,55)Inclusions: petites inclusions fluides parfoisAltération: inaltérable (cf sable)

Lumière polarisée:Biréfringence: faible (Ng-Np~0,009). Teintes blanc 1er ordre.Extinction: droite mais très difficile à mettre en évidence. Extinction roulante parfois.

Classe: tectosilicatesSystème: subhexagonal

LPNA

LPA

Les felsdpaths

Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4

Alcalins: KAlSi3O8-NaAlSi3O8

Les felsdpaths plagioclases

NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8

Lumière naturelle:Forme: Sections allongées sub-rectangulaires ou aciculairesClivages: 2 très difficiles à observerCouleur: incoloreRéfringence: faible (nm~1,53 à 1,58)Altération: Souvent en paillettes incolores biréfringentes (séricite)

Lumière polarisée:Biréfringence: faible (Ng-Np~0,007 à 0,013). Teintes grises à blanc 1er ordre.Extinction: angle variable en fonction de la composition chimique.Macles: polysynthétiques (de l’albite). Macles de Carlsbad possible.

Classe: tectosilicatesSystème: triclinique

LPNA

LPA

Les felsdpaths plagioclases

Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4 •Aligner suivant l’axe de la macle. •Tourner de 45°. Le cristal doit être gris de façon homogène.•Tourner de chaque coté jusqu’à extinction et mesurer l’angle.•Angle maximum=.Si vers la gauche, est négatif.Si vers la droite, est positif.Reporter a sur le diagramme.

Les felsdpaths alcalins

NaAlSi3O8-KAlSi3O8

Lumière naturelle:Forme: Sections allongées sub-rectangulaires.Clivages: 2 dont un parfois visible+cassuresCouleur: incoloreRéfringence: faible (nm~1,53)Altération: Souvent en petit minéraux brunatres non biréfringents (argiles,…). Rare pour la sanidine.

Lumière polarisée:Biréfringence: faible (Ng-Np~0,007). Teintes grises 1er ordre.Extinction: Faible (0-10°) par rapport au clivage ou a l’allongement.Macles: orthose et sanidine: simple de Carlsbard fréquente; microcline: moirage (macles de l’albite et de la péricline).

Classe: tectosilicatesSystème: monoclinique

LPNA

LPA

La muscovite (Mica Blanc)

KAl2[AlSi3O10](OH)2

Lumière naturelle:Forme: Sections basales sub-hexagonales, autres sections sub-rectangulaires aplaties.Clivages: 1 excellent. Section basales sans clivages.Couleur: incolore, limpide.Réfringence: moyenne (nm~1,59)Inclusions: raresAltération: inaltérable.Lumière polarisée:Biréfringence: forte (Ng-Np~0,045). Teintes très vives 2eme ordre.Extinction: Droite //clivages.

Classe: phyllosilicatesSystème: monoclinique

LPNA

LPA

La biotite (mica noir)

K(Fe,Mg)3[AlSi3O10](OH, F)2

Lumière naturelle:Forme: Sections basales sub-hexagonales, autres sections sub-rectangulaires aplatie fibreuseClivages: Très fin et régulier, // à l’allongement. Section basales sans clivages.Couleur: bruns à rougeatre.Pléochroïsme: intenseRéfringence: moyenne (nm~1,60-1,65)Lumière polarisée:Biréfringence: forte. Teintes très vives 2eme/3eme ordre souvent atténuées par la couleur brune du minéral.Extinction: Droite //allongement et clivage.

Classe: phyllosilicatesSystème: monoclinique

LPNA

LPA

La chlorite

(Fe,Al,Mg)12(Si,Al)8020(OH)16Classe: phyllosilicatesSystème: hexagonal

LPNA

LPA

LPNA

LPA

Lumière naturelle:Forme: Allure en lamelles allongées sub-automorphes (lames de parquet comme Mica)Clivages: 1 clivage net et fin.Couleur: vert jaunâtre +/- foncé.Pléochroïsme: net du vert foncé au vert jaune clair.Réfringence: moyenne (nm~1,58)Lumière polarisée:Biréfringence: Très faible (Ng-Np~0,001-0,003). Couleurs anormales, délavées: gris bleu cuivré, plus ou moins violacées.Extinction: droite.

L’hornblende: amphibole calcique et alumineuse.

(Na,Ca)2(Mg,Fe2+ et 3+, Al)5[(Si,Al)8O22](OH)2

Lumière naturelle:Forme: Sections basales sub-losangiques, autres sections prismatiques.Clivages: 2 clivages à 120° sur les sections basales.Couleur: coloré brun ou vert.Pléochroïsme: très net.Réfringence: moyenne (nm~1,65)Lumière polarisée:Biréfringence: Assez faible (Ng-Np~0,02). Teintes de fin du 1er ordre jusqu’au bleu 2ème ordre.Extinction: oblique sur les sections allongées (~15-25°).Macles:simples fréquentes.

Classe: inosilicatesSystème: monoclinique

LPA

La pistachite (épidote)

Ca(Fe,Al)Al2(SiO4)(Si2O7)(OH,F)

Lumière naturelle:Forme: Sections basales sub-automorphes, ou xénomorphes. Nombreuses cassures.Clivages: 1 clivage parfois visible.Couleur: incolore ou parfois légèrement jaune/verdâtre.Pléochroïsme: +/- net.Réfringence: Très forte (1,70-1,73)

Lumière polarisée:Biréfringence: Très forte (Ng-Np~0,010-0,050). Teintes du 2eme ordre. Manteau d’arlequin.Extinction: oblique (~25°).

Classe: sorosilicateSystème: monoclinique/ortho

LPNA

LPA

Consignes d’utilisation du micro

Regarder la lame à l’œil nu

Tourner la roue et non pas les objectifs.

Faire attention lorsque l’on change d’objectif.

Vérifier que polariseur et analyseurs sont bien croisés.

Le tableau récapitulatif des observations

Minéral 1 Minéral 2 Minéral 3LPNA

Taille

Couleur

Forme

Relief/indice

Clivages

Pléochroïsme

LPA

TeinteBiréfringence

Macle

Angle d’extinction

Conclusion

Nom

Formule

Observations en lumière naturelle

•Taille des minéraux: à préciser même si elle n’est pas un critère d’identification•Forme des cristaux (xénomorphe, automorphe, …): renseigne sur l’histoire de cristallisation•Clivages: familles de plan selon lequel le minéral à tendance à se débiter= « famille de « traits » parallèles. A ne pas confondre avec les..•Cassures: surfaces non planes donnant des courbes quelconques= liées à l’histoire de la roche, au refroidissement•Couleur et pléochroïsme: -minéraux opaques (oxydes) ou incolores (quartz)

-minéraux colorés non pléochroïques: pas de changement de couleur à la rotation de

la platine-minéraux pléochroïques: variation de teinte

entre un pôle foncé et un pôle clair.•Réfringence (ou indice de réfraction)= relief : faible pour les tectosilicates (quartz, feldspaths) fort pour l’apatite ou le grenat.•Altération et inclusions: destabilisation des cristaux en phases secondaires. Le long de la bordure ou selon les cassures ou clivages.

Observations en lumière polarisée et analysée

•Angle d’extinction: -les milieux isotropes (non biréfringents) et les sections cylindriques restent toujours éteintes. -Toute autre section s’éteint 4 fois par tour et l’éclairement maximum a lieu a 45° des positions précédentes. -angles d’extinction évalué après positionnement en NS d’une direction cristallographique remarquable (clivage, …) -observer plusieurs sections, seule la valeur MAX est caractéristique du minéral étudié.•Biréfringence: -a l’éclairement maximum d’une section, essayer de situer la teinte observée dans l’échelle de Newton. -observer plusieurs sections: seule la valeur MAX est caractéristique du minéral étudié. n=ng-np

-certains minéraux ont des teintes anormales (minéraux très colorés,…)•Macles: associations de deux réseaux cristallins appartenant au même cristal: différentes positions d’extinction, de teinte de birefringence.

Réalisation d’un schéma descriptif

Réalisation d’un schéma descriptif

Faire deux schémas de la même zone, un en LPA et un en LPNA.