Transcript TD 4 - Ulysse

TD 3 : SOSE 1005
Les roches métamorphiques
Rappels : les différents types de roches
Qui se sont formées ou proviennent
de l’intérieur de la croûte terrestre
Roches endogènes
Qui se sont formées à la surface
de l’écorce terrestre
Roches exogènes
Roches résiduelles
Métamorphiques
Roches sédimentaires
Magmatiques
Volcaniques
Plutoniques
I - Introduction
Les roches métamorphiques:
transformation à l’état solide de roches préexistantes
(magmatique, sédimentaires ou métamorphiques)
Ces transformations ont deux origines :
• Augmentation de Température
• Augmentation de Pression
Plusieurs types de métamorphismes :
• Haute Température/Basse Pression (HT/BP)
• Haute Température/Haute Pression (HT/HP)
• ….
Pour la classification, on ne va pas utiliser l’origine de la roche “mère”, mais les
conditions du métamorphisme, le type de transformation.
I - Introduction
Les différents types de métamorphisme :
Profondeur
approx.
(km)
Pression (kbar)
12
10
8
Non réalisée dans la nature
14
HP
Dynamométamorphisme
enfouissement
50
40
30
HP/HT
Métamorphisme régional
Zone orogénique (montagnes)
6
20
On distingue deux principaux
types de métamorphismes :
- Métamorphisme régional
élévation de température et de
pression
-Métamorphisme de contact
élévation de température
4
10
2
HT
200
400
Méta. de contact
Voisinage intrusion
600
Diagénèse
Rq : Métamorphisme
800
Température (°c)
Température > 300°c
I - Introduction
Les facteurs de transformation :
Augmentation de Température :
Remontée d’un magma en surface (Métamorphisme de contact)
Enfouissement des couches géologiques en profondeur
(Proximité du manteau)
Augmentation de Pression :
Pression Lithostatique (poids des terrains supérieurs)
Pression des fluides emprisonnés dans la roche
Tectonique (pression orientée en zones de subduction et de collision)
II - Le métamorphisme de contact
Profondeur
approx.
(km)
Pression (kbar)
12
10
8
Non réalisée dans la nature
14
HP
Dynamométamorphisme
enfouissement
50
40
30
HP/HT
Métamorphisme régional
Zone orogénique (montagnes)
6
20
4
10
2
HT
200
400
600
Méta. de contact
Voisinage intrusion
800
Température (°c)
II - Le métamorphisme de contact
Facteur : uniquement la température (remontée d’un pluton magmatique)
A son contact, les roches existantes subissent de fortes températures.
Recristallisation des roches en présence, avec apparition de minéraux nouveaux
L’influence du métamorphisme de contact peut se
voir sur quelques dizaines de centimètres jusqu’à
quelques centaines de mètres
II - Le métamorphisme de contact
(a)
a/ Schistes tachetés
Gros cristaux de
cordiérite sans formes
particulières
(b)
(c)
b/ Schistes noduleux
Cristaux de phyllite (même
famille que les micas) +
andalousite.
Intrusion
(Pluton)
c/ Cornéennes
Roches massives à grains
fins, sombres, + souvent
andalousite.
Exemple : Si la roche présente sur place est de type argilite.
II - Le métamorphisme de contact
(a)
(b)
(c)
Intrusion
(Pluton)
a/ Schistes tachetés
Gros cristaux de
cordiérite sans formes
particulières
Contact granite / cornéenne
Schiste tacheté
Exemple : Si la roche présente sur place est de type argilite.
III - Le métamorphisme régional
Profondeur
approx.
(km)
Pression (kbar)
12
10
8
Non réalisée dans la nature
14
HP
Dynamométamorphisme
enfouissement
50
40
30
HP/HT
Métamorphisme régional
Zone orogénique (montagnes)
6
20
4
10
2
HT
200
400
600
Méta. de contact
Voisinage intrusion
800
Température (°c)
III - Le métamorphisme régional
Cette fois, la température et la pression jouent.
Elles définissent les conditions thermodynamiques du métamorphisme.
Plus l’enfouissement des roches en profondeur est important, plus la pression et la
température sont importantes, plus le métamorphisme est important
Recristallisation des roches (sédimentaires, magmatiques ou déjà
métamorphiques) avec :
- apparition de minéraux nouveaux (T° et P)
- apparition de structures particulières (P)
III - Le métamorphisme régional
Les Zones du méta. Régional :
Zones
T°
Roches
Minéraux
EPIZONE
T° < 450°
Schistes ardoisiers
Schistes sériciteux
Chlorite (vert)
Séricite
MESOZONE
T° < 650°
Gneiss/Micaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE
T° > 700 °
Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE
T° > 900°
Granites d’anatexie
Olivines
Pyroxènes
III - Le métamorphisme régional
Les Zones du méta. Régional :
Non réalisée dans la nature
Pression (kbar)
HP
HP/HT
Métamorphisme régional
Anatexie
HT
Epizone
Méta. de contact
Mesozone
Catazone
IV - Les transformation des roches métamorphiques
Les Transformations :
Transformations Minéralogiques :
Tout minéral n’est stable que sous certaines conditions de T° et P.
Si on change ces conditions, on a une recristallisation:
Apparition de nouveaux minéraux (ex. grenat)
Transformations Structurales :
Orientation ou réorientation des minéraux en présence:
Schistosité
Foliation
Equante
IV - Les transformation des roches métamorphiques
Déformation mécanique des roches qui provoque des structures particulières.
On en distingue trois :
Schistosité :
Orientation préférentielle des minéraux : alignement des minéraux
dans le plan perpendiculaire à la direction de la pression
Roche caractéristique de l’épizone et de la mésozone.
Structure originelle (litage) disparue.
Structure des :
Schistes et Micaschistes
roche d'origine: argiles, …
Schistosité
Schistosité
IV - Les transformation des roches métamorphiques
Déformation mécanique des roches qui provoque des structures particulières.
On en distingue trois :
Foliation:
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistosité.
Alternance de bandes sombres (ferromagnésiens)
et de bandes claires (Quartz, feldspaths)
Structure des :
Foliation
Gneiss
roche d'origine:
Granite, roche sédim., …
IV - Les transformation des roches métamorphiques
Déformation mécanique des roches qui provoque des structures particulières.
On en distingue trois :
Structure équante: Pas d’orientation préférentielle des minéraux.
Structure originelle conservée. Métamorphisme de contact.
Souvent pour les roches composées d’un seul minéral
Structure des : - Marbre
- Quartzite
Marbre
Roche d'origine : Calcaires
Roche d'origine : Grès
Quartzite
V – Conclusion : le cycle des roches
V – Conclusion : le cycle des roches
La Terre, elle aussi, recycle !!!
TD 3 : SOSE 1005
Les substances utiles
Les substances utiles : définition
• Les substances utiles : Les roches et minéraux utilisés dans les
différents domaines économiques et
industriels
I. Construction et matériaux
II. La métallurgie
III. L’industrie chimique
IV. les combustibles
• Minerai : Substance naturelle d’où il est possible d’extraire un
métal dans des conditions économiques "rentables"
I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert,
soit en carrière souterraines.
Utilisés avec ou sans traitement
L'argile
(meuble)
Cuisson
Briques
Tuiles
I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert,
soit en carrière souterraines.
Utilisés avec ou sans traitement
L'argile
Cuisson
à 1500 °c
Le Calcaire
Ciment
I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert,
soit en carrière souterraines.
Utilisés avec ou sans traitement
Le Gypse
Cuisson
à 1500 °c
Le Plâtre
I – les matériaux de construction
Ils proviennent du sous-sol et sont exploités soit en carrières à ciel ouvert,
soit en carrière souterraines.
Utilisés avec ou sans traitement
Le sable
(silice)
Additifs
(fondants, …)
Le verre
Fonte
à 1550 °c
II – les minerais et métallurgie
Minerais de fer : Oxydes et hydroxydes
Hématite, limonite, goethite, …
La Houille
(Coke)
Hématite
Haut Fourneau
Acier
Goethite
II – les minerais et métallurgie
Minerais d’aluminium - Bauxite : Association d’argile et d’hydrates
d’alumine + oxyde de fer et de titane
Extraction
"Process" complexe
Aluminium
Bauxite
III – industrie chimique
Le pétrole
Pétrochimie
• plastiques
• solvants
• résines
• fibres synthétiques
• détergents
• polyester
• médicaments
• cosmétiques
• engrais
• …..
III – industrie chimique
Le Sel Gemme
(Halite) NaCl
Acide Chlorhydrique,
….
"Extration" du
Chlore
IV – les combustibles
La Houille
Central Thermique
Énergie
électrique
IV – les combustibles
Pétrole : Mélange d'hydrocarbures avec une faible
quantité d'azote, d'oxygène, de soufre et d'hélium
Gisement = (1) roche mère (dégradation de matière organique)
. (2) migration puis piégeage dans une roche réservoir
Le pétrole
Combustibles
et carburants
Raffinage