Résumé de Géologie générale - Etudiant·e·s

Chapitre 2 : Les minéraux Minéral = substance naturelle, non organique, solide, homogène, avec une
composition et une structure atomique définie et généralement cristallin.
(Les coquillages ne sont donc pas des minéraux car ils sont organiques et
les minéraux fabriqués non plus car ils ne sont pas naturels)
Chaque espèce minérale possède des caractères propres : couleur, forme,
dureté, ... qui permettent de les identifier. Ils sont les principaux
constituants des roches. Il en existe environ 4'000 espèces, 400 sont
fréquentes. La chimie des minéraux :
- Pour un nombre de protons donné, on peut avoir divers isotopes. (ex:
14C -> 6 protons +8 neutrons)
- Un atome peut être neutre, positif (cation) ou négatif (anion).
- Les minéraux sont toujours solides.
- Les minéraux possèdent tous un champ de stabilité en fonction de P et
T.
- Les minéraux sont instables à la surface à cause de l'altération (ex:
rouille)
- Les atomes peuvent former des liaisons ioniques, covalentes ou
métalliques (nuage d'électrons).
- Les solides peuvent être organiques / inorganiques, amorphes (ex:
verre) / cristallins.
- Structure atom. définie => composition chim. définie. On a des
tétraèdres, octaèdres et cubes.
Cristal : Solide convexe possédant une structure atomique ordonnée
(arrangement tridimensionnel périodique) à « longue » distance (quelques
milliers d'atomes au min pour être un cristal)
Clivage/cassure : Fracturation, plan de faiblesse selon un ou plusieurs
systèmes de plans faisant des angles réguliers.
Diffraction des rayons X : permet de mettre en évidence la structure
atomique car chaque minéral a un spectre de rayons x spécifique Propriétés physiques des minéraux :
1. Forme : loi de la constance des angles dièdres. Les angles entre les
faces sont constants, le reste peut varier mais les angles ne changent
pas.
Symétrie et rotations (Miroir, point, triangle (120°), carré (90°),
hexagonal (60°))
2. Clivage : plans de faiblesse dans la structure qui peuvent être
parallèles ou non aux faces.
3. Dureté : résistance au poinçonnement ou à la rayure (échelle de Mohs)
4. Densité : eau = 1, or = 19
5. Couleur (facile à observer mais une petite différence de structure
peut changer la couleur -> pas tjrs fiable)
6. Eclat : manière de refléter la lumière (métallique, adamantin,
vitreux, gras,...)
7. Magnétisme, fluorescence UV,... Les silicates :
- Groupe anioniques : Natif, Sulfure Oxyde, Chlorures, Carbonates,
Sulfates, Silicates
Mnémotechnique à 2.- : Nées Sur un sOCle, les
Cartes de SuSie
- Les types de silicates : Ortho, Soro, Ino
Cyclo, Phyllo, Tecto
Mnémotechnique à 2.- : L'Orthographe de « Zorro » dans l'eau, c'est
un cycle philosophico-tectonique.
- Composition minéralogique de la Terre : silicates 95%, oxydes 3%,
carbonates 2%.
- Les silicates : chaque oxygène (4 en tout) est lié avec le silicium
central : SiO44-.
- Quartz : Tectosilicate, SiO2 incolore, translucide, hexagonal. Dureté
7, Densité 2.65.
- Feldspaths : Tectosilicates incolore voire rosâtre, verdâtre.
Monocliniques (rectangle, parallélogramme)
Mélange entre l'orthose, l'albite et l'anorthite. Dureté 6, densité
2.55 à 2.75
- Olivines : Silicates ferromagnésiens. Cristaux prismatique de couleur
verte claire. Dureté 6.5, densité 3.3
- Pyroxène : Silicate ferromagnésien vert sombre à noir avec 2 clivages
à 90°. Dureté 5.5 à 6, densité 3.2 à 3.6
- Amphiboles : Silicate ferromagnésien blanc à vert clair ou sombre avec
2 clivages à 60°.
Dureté 5 à 6, densité 3 à 3.6 Cristaux prismatiques trapus jusqu'à
allongés en aiguille. (ex: hornblende) Autres minéraux :
- Phyllosilicates : les micas (noirs ex: biotite ou blancs ex:
muscovite), la chlorite (verte).
- Carbonates : la calcite (rhomboédrique CaCO3. Dureté 3, densité 2.7).
- Magnétite : oxyde Fe3O4, noir, double pyramide -> octaèdre. Dureté 6,
densité 5.
- Gypse : sulfate qui intervient dans la fabrication du plâtre. Rose des
sables. Dureté 2, densité 2.3.
- Sel : chlorure, salé, soluble, évaporation eau de mer -> NaCl. Dureté
2.5, densité 2.1
- Pyrite : sulfure cubique à reflet métallique (jaune). FeS2. Dureté 6.5
densité 5. Chapitre 3 : Les roches magmatiques Roche = Matériau constitutif de l'écorce terrestre, assemblage de minéraux
(solide ayant une composition chimique et structure cristalline définie)
présentant une certaine homogénéité (cohérente (ex: pierre, plastique,
meuble).
Texture = Taille, forme et disposition dans l'espace des constituants. Classification des roches :
1. Roches magmatiques résultant de la solidification d'un magma.
Deux types : volcanique (surface) et plutonique (profondeur). Croûte
océanique.
2. Roches sédimentaires résultant de l'accumulation de particules en
surface
Formation par diagenèse (compression) ou cimentation. 90% de la
surface. 10% du volume
3. Roches métamorphiques résultant de la transformation à l'état solide
d'une roche préexistante
Formation par enfouissement, transformation et exhumation. Croûte
continentale. Les roches magmatiques :
Magma = roche fondue provenant de la fusion partielle des roches de la
croute inférieure ou du manteau.
La plupart des magmas sont des mélanges Liquide + Solide + Gaz Roches volcaniques :
- Volcanisme, extrusif, lorsque le magma arrive à la surface.
- Volcan = édifice formé par l'arrivée de magma en surface. Il est
composé d'une partie supérieure (cône, coulée, dôme, ...) d'un système
d'alimentation (cheminée, filon, ...) et d'un réservoir (chambre
magmatique) Origine :
- Roches volcaniques : Refroidissement très rapide, cristallisation
incomplète, texture hyaline ou microcristalline
- Roches filoniennes : Profondeur intermédiaire, environnement froid et
cassant, dans les failles (filon, dike)
- Roches plutonique : Grandes profondeurs (>5km), environnement chaud et
ductile, diapirisme. Propriétés :
- Viscosité : dépend de température, pression, état physique et teneur
en SiO2 (+ il y a du SiO2, + c'est visqueux)
- Texture : Vitreuse (Absence de cristaux / Toute la matière est sous
forme de verre
- Refroidissement très rapide), Aphanitique (Les cristaux sont
invisibles à l'oeil nu
mais peuvent être observés au microscope Refroidissement rapide),
Grenue (Les cristaux sont visibles à l'oeil nu
- Refroidissement lent) (Phanéritique), Porphyrique (Grands cristaux
dans une matrice de grains plus fins (visibles ou invisibles)
Refroidissement lent suivi d'un refroidissement plus rapide),
Pyroclastique (Accumulation chaotique de débris volcaniques
(retombées))
- Classification selon la composition chimique, minéralogique et modale
mais pas selon la texture.
- Acidité : + il y a du SiO2, + c'est acide (Du + au - : Rhyolite,
Dacite, Andesite, Basalte)
- Ferro-Magnésiens : Felsiques (50%) et ultramafiques
(>90%)
- Couleur (Il y a beaucoup d'exceptions comme les obsidiennes):
Leucocrate, Mésocrate et Mélanocrate
o Claire = acide, felsique, + de quartz et feldspaths, Leucocrate
o Foncée : Basique, mafique, - de quartz et feldspath,
Mélanocrates
- Saturation selon la proportion de silice par rapport aux feldspaths :
Sous-saturées()
- Streckeisen : Dia 13/19
o Grenues : Haut = Quartz (Granite), Gauche = Alcalins (Syénite),
Droite = Plagioclases (Gabbro, Diorite)
Aphanitiques : Haut =Acide (Rhyolite), Gauche = Alcalin
(Trachyte), Droite = Basique (Basalte, Andésite) Roches pyroclastiques :
- Accumulation de particules provenant d'une explosion volcanique
- Exemples : Bombe (bloc), Lapilli, Cendre grossière, cendre fine
- Ecoulement pyroclastique : nuée ardente, mélange de gaz et particules
qui descend la pente (nuage qui descend) Voir la dia 12/19 qui résument bien Chapitre 4 : Les roches magmatiques sur le terrain - Toute activité magmatique c'est avant tout un départ en profondeur.
Les phénomènes de surface sont très fragile et si l'on revient des
milliers d'années plus tard, seule les roches durs ont résisté à
l'érosion
- Lahar : Boue volcanique qui part en coulée (mélange eau + débris
volcaniques)
L'érosion d'un volcan est rapide (env. 1mio d'années)
- Volcan Effusif : (magma pauvre en silice permet de bonne coulé de
lave)
Produit dominant : émission continue de lave liquide
Composition : basalte, andésite basaltique très peu visqueux
écoulement facile, dégazage complet
Volcan bouclier : pente des versants très faible
Durée : (longue) semaines, mois, années
- Laves en coussin : 1. Se refroidit 2. Une nouvelle lave arrive 3. Se
refroidit à nouveau 4. Encore une nouvelle lave... empilement de
coussin de lave.
- Volcan extrusif (Doméen, Peléen): Produit dominant : masse de roche
quasiment solide :
dôme, aiguille + explosion et nuées ardentes
Composition du magma : andésite, dacite. Très visqueux
Durée : (moyenne) jours
- Selon le schéma, on obtient une coulée avec une viscosité très faible.
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