Transcript TP15 – Altération et disparition des reliefs Les roches

TP15 – Altération et disparition des reliefs
Les roches continentales sont soumises à l'érosion. Les produits d'érosion sont transportés et sédimentent, la sédimentation peut être continentale ou océanique.
Le bassin d’Autun était à l’origine un lac de montagne formé lors de la phase orogénique de la chaîne hercynienne. Il a été comblé par des sédiments qui ont donné des
roches sédimentaires dont les grès et les argilites d’aujourd’hui.
On cherche à monter que le comblement du bassin est la conséquence de l’érosion des massifs granitiques environnants et que l’on peut évaluer
l’importance de cette érosion en déterminant la vitesse moyenne de remplissage du bassin.
Ressources
Doc.1 : Données sur le bassin d'Autun
Le bassin d'Autun est essentiellement formé de roches
sédimentaires : grès et argilites.
La datation des roches sédimentaires indique que les dépôts
se sont réalisés pendant la période autunienne (295 Ma à 275
Ma) et que leur épaisseur est estimée à 500 mètres en
moyenne. On fait l’approximation que l’épaisseur des
sédiments est constante en tout point du bassin et que le
volume du bassin correspond à un parallélogramme rectangle.
Doc.2 : Altération d'un granite
Sous l'effet de l'eau et des variations de température se
produisent des réactions chimiques d'altération des minéraux.
- Feldspath (orthose) +eau → Kaolinites (minéral argileux)
- Micas +eau → Kaolinites (minéral argileux)
- Le quartz est pratiquement inaltérable.
L'altération des minéraux entraîne la désagrégation du granite
(arène granitique).
Les produits de cette érosion sont entraînés par l'eau et
finissent par sédimenter.
Matériel disponible
Toute donnée et tout échantillon de roches
du bassin d’Autun et de ses environs sont
envisageables.
Matériel envisageable
- de laboratoire (verrerie, instruments …)
- d’observation (microscope, loupe
binoculaire…)
- de mesure et d’expérimentation
(balance, chaine ExAO…)
- informatique et d'acquisition numérique
1. Concevoir une démarche d'investigation qui permette de montrer que le comblement du bassin est la conséquence de l’érosion des massifs granitiques environnants et
que l’on peut évaluer l’importance de cette érosion en déterminant la vitesse moyenne de remplissage du bassin.
2. Réaliser le protocole fourni.
3. Présenter les résultats.
4. Exploiter les résultats pour montrer que le comblement du bassin (constitué entre autres de grès) est la conséquence de l’érosion des massifs granitiques environnants
et que l’on peut évaluer l’importance de cette érosion en déterminant la vitesse moyenne de remplissage du bassin.
FICHE PROTOCOLE : Formation du bassin d'Autun
Matériel
- Granite sain et lame mince associée
- Grès, lame mine et photographie de lame
mince associée
- Loupe à main
- Microscope polarisant
- Fiche d’identification des minéraux d’un
granite
Protocole
Comparaison d'un granite et d'un grès
Identifier et comparer, pour ces deux roches, à l'œil nu et en lame mince :
- l’organisation macroscopique de leurs minéraux.
- leur composition minéralogique.
Appeler pour vérification des minéraux identifiés.
- Image du bassin d’Autun : ʺautun.msuʺ
- Logiciel MESURIM et sa fiche technique
Lame mince de grès du bassin d'Autun en lumière polarisée analysée (x100)
Evaluation de l’intensité de remplissage du bassin d’Autun.
A l’aide du logiciel MESURIM, évaluer la surface du bassin en la délimitant.
CORRIGÉ
Démarche
Pour montrer que le comblement du bassin est la conséquence de l’érosion des
massifs granitiques environnants :
Le grès est une roche formée par l'accumulation des produits d'érosion du granite.
Il faut donc comparer, en utilisant un microscope polarisant, la composition
minéralogique du granite et du grès.
Le grès devrait être constitué de quartz (inaltérable) et d'argiles.
Pour évaluer l’importance de cette érosion et déterminer la vitesse moyenne de
remplissage du bassin :
Il faut déterminer la surface du bassin. On pourra ensuite calculer son volume et,
connaissant la période de remplissage, calculer la vitesse.
Résultats
Comparaison granite-grès
L'observation de la lame mince de granite sain montre la présence de micas,
feldspath et quartz et l'absence de minéraux argileux.
L'observation de la lame mince de grès montre qu'il est principalement constitué de
quartz et qu'il contient également des particules argileuses.
Détermination de la surface du bassin d'Autun
Mesurim permet d'évaluer la surface à environ 250 km2.
Exploitation
L'érosion du granite donne (doc.2) du quartz (inaltérable) et des argiles (kaolinites)
provenant de l'altération des autres minéraux (micas et feldspath).
Ces produits d'érosion en sédimentant dans le bassin d'Autun ont formé des grès
constitués de quartz et de particules argileuses.
Le grès est donc bien la conséquence de l'érosion des massifs granitiques
environnants.
La surface du bassin permet de calculer son volume :
Volume = 250 * 0,5 = 125 km3
Ce volume résulte d'une accumulation durant 20 Ma (295-275).
La vitesse de remplissage est donc :
Vitesse de remplissage = Volume / temps = 125 / 20 = 6,25 km3.Ma-1