TP de pétrographie 4:

Les roches basiques.

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

TUE 233

La minéralogie est un reflet de la composition chimique

Roche basique: définition

Roche basique = moins de 50% en masse de SiO2.

(pas ou très peu de quartz).

Les péridotites: le manteau supérieur.

Péridotite= olivine+pyroxène+phase alumineuse.

0 km

30 km

80 km

Feldspath

Spinelle

Grenat

Présentes en inclusions dans les basaltes alcalins.

Classification des roches ultrabasiques

1er exemple: La lithosphère océanique.

Série tholéitique.

La lithosphère océanique.

Basalte

Gabbro

Péridotite

2eme exemple: Basaltes de point chaud.

Série alcaline.

Hawaii

Conditions de formation des magmas basiques

Classification des basaltes de Yoder et Tilley

Basaltes Alcalins

Basaltes sub-alcalins

Tholéiites à Olivines

Tholéiites

L’altération de l’olivine

Deux types de transformations en fonction de la température et en présence d’eau:

-iddingsite: marron (mélange d’argiles et oxydes)

-serpentine: translucide.

L’olivine est un minéral qui s’altère très facilement sur Terre.

Les olivines (ou péridots)

(Mg,Fe)2SiO4

Lumière naturelle:Forme: prismes bipyramidés ou grains xénomorphes arrondisCouleur: presque incolore, limpideRéfringence: forte (nm~1,70)Altération: Aisée en iddingsite ou serpentine.

Lumière polarisée:Biréfringence: forte (Ng-Np~0,04). Teintes vives de la fin du 2ème ordre.Extinction: Droite, parallèle à l’allongement.

Classe: nésosilicateSystème: orthorhombique

LPA

LPNA

Le clinopyroxène

Augite (Mg,Fe,Ca)2Si2O6

Lumière naturelle:Forme: section basale carrées à coin biseautés. Autre section sub-rectangulaires.Clivages: 2 orthogonaux sur les sections basales.Couleur: peu coloré brun-vertRéfringence: forte (nm~1,65). Inclusions: oxydes fréquents.

Lumière polarisée:Biréfringence: assez forte (Ng-Np~0,025). Teintes vives de la fin du 2ème ordre.Extinction: Oblique sur les sections allongées (~45°)Macles: fréquentes. Parfois en sablier.

Classe: inosilicateSystème: monoclinique

LPA

LPNA

L’orthopyroxène

(Mg,Fe)2Si2O6

Lumière naturelle:Forme: section basale carrées à coin biseautés. Autre section sub-rectangulaires.Clivages: 3 clivages. 2 orthogonaux sur les sections basales 2 orthogonaux sur les sections allongéesCouleur: peu coloré brun-vertRéfringence: forte (nm~1,65)Inclusions: oxydes fréquents

Lumière polarisée:Biréfringence: faible (Ng-Np~0,08). Teintes peu vives fin 2ème ordre, parfois jaune.Extinction: Droite.Macles: fréquentes.

Classe: inosilicateSystème: orthorhombique

LPA

LPNA

Les felsdpaths

Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4

Alcalins: KAlSi3O8-NaAlSi3O8

Plagioclase et orthose en cristaux séparés

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.

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

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.

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

Réalisation d’un schéma descriptif

Réalisation d’un schéma descriptif

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

Les péridotites: le manteau supérieur.