Cours 2 - des éléments aux roches (Géosciences 1)

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    16-Jun-2015

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Deuxime cours de Gosciences 1 - Universit Lyon 1 Des lments aux roches

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  • 1. Des lments aux roches

2. Quest-ce quune roche ? ROCHEMINERALEnsemble dun ou plusieursminrauxEnsemble dun ou plusieurs types datomes 3. Des lments aux roches 1. La gense des lments (nuclosynthse) a) Le concept datome b) Les isotopes : principe et application c) Lorigine des lments 2. Composition et structure des minraux a) Espces minrales et formes cristallines b) Les silicates 3. Les diffrents types de roches a) Les roches magmatiques b) Les roches sdimentaires c) Les roches mtamorphiques 4. 1. La gense des lments c) Lorigine des lmentsLa physique que nous connaissons fonctionnerait jusqu 10-43s (temps de Planck) aprs le Big Bang 5. 1. La gense des lments c) Lorigine des lments 6. 1. La gense des lments c) Lorigine des lmentsBig BangLa nuclosynthse primordiale10-43s (1032K)5 particules lmentaires 10s (109K)(protons, neutrons, lectrons, neutrinos, photons)utes s min !! elque a ux ! En qu e no y tion d formaLa nuclosynthse primordiale300s (108K)Formation du noyau de 1H = 1 proton Fusion : formation du Deutrium D ou 2H 2p+n= H De la mme manire le Tritium 3H 33D + D = H +p (qui se dsintgre en He) D+n= H+ Puis cest au tour de lHlium, du Lithium300 000 ans (3 000 K)3T C,N,O,F,NeM lments jusquau FeM cration d' lments plus lourds que Fe. 11. 2. Composition et structure des minraux3D 12. Espces minrales Formes cristallines Liaisons atomiques2. Composition et structure des minrauxDes lments diffrents se combinent pour former des compossIl existe 3 types de liaisons entre atomes Ioniques : empruntent des lectrons (Cl emprunte un lectron Na) Covalentes : partage quitable dlectrons (liaisons entre atomes de C, diamant) Mtalliques : les lectrons sont libres de passer dun atome lautre 13. sur leurs caractres cristallographiques2. Composition et structure des minraux 2. Composition et structure des minraux7 systmes cristallins cubique = = = 90 a=b=cc ba monoclinique orthorhombiquecbbcaa rhombodrique+ systmes triclinique, hexagonal, quadratique = = 90; 90 abc = = = 90 abc = = 90 a=b=cHalite (NaCl)Gypse (CaSO4,2H2O) Olivine (Mg, Fe)2 [SiO4] Quartz (SiO2) 14. Espces minrales Formes cristallines La classification des minraux2. Composition et structure des minraux 2. Composition et structure des minrauxsur leurs caractres chimiques Pyrite (FeS2) sulfuresHalite (NaCl) halognures (chlorures, fluorures, etc.) Calcite (CaCO3) carbonates Gypse (CaSO4,2H2O) sulfatesQuartz (SiO2) silicates lments natifsOr 15. 2. Composition et structure des minraux 2. Composition et structure des minrauxLes silicatesPourcentage en masse dans les roches continentales 16. Les silicates2. Composition et structure des minraux 2. Composition et structure des minrauxO SiNsosilicates forms de ttradres [SiO4]-4 isols, relis par des cations ex. : olivine, grenat, etc.Phyllosilicates ttradres [SiO4]-4 disposs en feuillets ex. : argiles, micasSorosilicates ttradres [SiO4]-4 unis par deux avec un O communInosilicates ttradres [SiO4]-4 disposs en chane simple (ex. pyroxne), ou double (ex. amphibole)Cyclosilicates ttradres [SiO4]-4 disposs en anneau avec des O communs ex. : tourmaline, meraude etc.Tectosilicates ttradres [SiO4]-4 relis par leurs quatre sommets, tous les O tant communs ex. : quartz, feldspaths 17. 3. Les diffrentes types de rochesFamilles (de roches) ? 18. 3. Les diffrentes types de rochesLe cycle dune rocheCours 8 Cours 8Cours 6 Cours 6Ce cours Ce courshttp://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque 19. Les roches magmatiques3. Les diffrentes types de rochesMagma solidifiGros cristaux = texture grenue Granitehttp://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourquePte vitreuse petits cristaux = microlithique Basalte 20. Les diffrentes roches magmatiques3. Les diffrentes types de rochesFusion de La Roche sourceSource riche en SiliceSource pauvre en SiliceMagma AcideMagma BasiquePlutoniqueVolcaniquePlutoniqueVolcaniqueRefroidissement lentRefroidissement rapideRefroidissement lentRefroidissement rapideGraniteRhyolitheGabbroBasalte 21. Cristallisation fractionneOlivine : 30% de Silice Silice dans le magma3. Les diffrentes types de rochesPyroxnes : 40% de SiliceAcideBasique Temps 22. 3. Les diffrentes types de rochesLes roches magmatiqueshttp://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourqueAcide ou basique selon leur contenu en Silice (chimie/minralogie) Volcanique ou plutonique selon leur mode de mise en place (texture) Diffrencies si elles sont issues de la cristallisation fractionne (chimie/minralogie) 23. 3. Les diffrentes types de roches? 24. Les roches mtamorphiques3. Les diffrentes types de rochesBoue argileuseDegr croissant de mtamorphisme (P/T)+fusionSchisteGneissT>800CMigmatite www.pdac.cawww.ac-rennes.fr www.pdac.caDformation + fusion (~10%) 25. QuizzQuelle roche est mtamorphique ?2 134 26. Les roches sdimentaires3. Les diffrentes types de rochesClassification selon la composition4 principales catgoriesSILICOCLASTIQUES 80%CARBONATES 15%VAPORITIQUES 4%AUTRES carbones, siliceuses, etc. 1%Classification selon la gense(roches dtritiques terrignes, chimiques, organognes, rsiduelles) 27. 3. Les diffrentes types de roches1mLes roches silicoclastiques1 cm10 cm1m site.voila.fr/tpe_de_capra 28. Les roches carbonates Quelques exemples dorganismes producteurs de CaCO33. Les diffrentes types de rochesCalcaires coquillierswww.ac-poitiers.frForaminifres planctoniquesRcifs corallienswww.ggl.ulaval.cawww.ifremer.fr 29. 3. Les diffrentes types de roches? 30. Ce quil faut retenirConclusionLes lments ont t (ou sont) gnrs lors du big-bang, dans les toiles et les supernovae Les minraux sont un agencement structur datomes, de molcules et/ou dions Une roche reprsente une organisation de la matire macroscopique (des minraux) Les 3 grandes familles de roches (sdimentaires, mtamorphiques et magmatiques) Leur mode de formation, le cycle dune roche