Résumé de Géologie générale - Td corrigé

Chapitre 2[1] : Les minéraux.
Minéral = substance 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.

La chimie des minéraux :
- Pour un nombre de protons donné, on peut avoir divers isotopes.
- 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
(rouille par exemple)
- Les atomes peuvent former des liaisons Ioniques, covalentes ou
métalliques.
- Les solides peuvent être organiques / inorganiques, amorphes /
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 : Fracturation selon un ou plusieurs systèmes de plans faisant des
angles réguliers.
Diffraction des rayons X : permet de mettre en évidence la structure
atomique.

Propriétés physiques des minéraux :
1. Forme : Loi de la constance des angles dièdres. Les angles entre les
faces sont constants.
Symétrie et rotations (Miroir, point, triangle (120°), carré (90°),
hexagonal (60°))
2. Clivage : Faiblesse dans la structure.
3. Dureté : résistance au poinçonnement ou à la rayure (échelle de Mohs)
4. Densité
5. Couleur (facile à observer mais une petite différence de structure
peut changer la couleur)
6. Eclat : Manière de refléter la lumière (Métallique, Adamantin,
Vitreux, Gras, ...
7. Magnétisme, fluorescence, ...

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.
- 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, grains souvent xénomorphes.
- 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, grains xénomorphes.
- Olivines : Silicates ferromagnésiens orthorhombiques de couleur verte,
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 avec 2
clivages à 60°. Dureté 5 à 6, Densité 3 à 3.6
Cristaux prismatiques trapus jusqu'à allongés en aiguille.

Autres minéraux :
- Calcite : Carbonate rhomboédrique CaCO3 , dureté 3, densité 2.7
- Magnétite : oxyde Fe3O4 noir octaédrique, dureté 6, densité 5
- Gypse : sulfate qui intervient dans la fabrication du plâtre. Dureté
2, densité 2.3
- Sel : Chlorure soluble. Dureté 2.5, densité 2.1
- Pyrite : Sulfure cubique à reflet métallique. FeS2. Dureté 6.5 densité
5


Chapitre 3 : Les roches magmatiques

Roche = Matériau constitutif de l'écorce terrestre, formé d'un assemblage
de minéraux présentant une certaine homogénéité (cohérente, 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, Aphanitique, Grenue (Phanéritique), Porphyrique,
Pyroclastique
- 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 :
o Grenues : Haut = Quartz (Granite), Gauche = Alcalins (Syénite),
Droite = Plagioclases (Gabbro, Diorite)
o 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)



Chapitre 4 : Les roches magmatiques sur le terrain

- Lahar : Boue volcanique qui part en coulée (mélange eau + débris
volcaniques)
- L'érosion d'un volcan est rapide (env. 1mio d'années)
- Volcan Effusif : Lave liquide, basalte, andésite, bon écoulement,
pente faible, dure longtemps (jusque années)
- Volcan extrusif : Roche solide, dôme, très visqueux, andésite, dacite,
+ froid, dure plusieurs jours
- Volcan explosif : Projections, andésites, dacite, rhyolites
(visqueux), très court (secondes à minutes)
- Stratovolcan : mixte entre écoulements et projections, pente forte,
bouches latérales
- Deux types de magma : celui qui passe par petite quantité par les
dikes et sills et celui qui remonte par Diapir.
- Gradient de pression : 1kbar = 3km
- Gradient de température : moyenne 30°C = 1 km (Lithosphère =
conduction, asthénosphère = convection)
- Xénolithes : Morceau de manteau expulsé par les volcans
- Ophiolithes : Morceau de croûtes océaniques qui est remonté lors de
l'orogenèse.
- Fusion partielle des lherzolithes : Décompression adiabatique (sans
perte de température) lors de la convection mantellique. Composition
basaltique, puis ça se charge en olivine.
- Composition du liquide : Dépend des conditions P / T, de la nature des
roches et du pourcentage de fusion.
- Cristallisation fractionnée : les minéraux se forment à des
températures différentes lors du refroidissement.
- Différentiation magmatique : Assimilation de roches, mélange,
séparation gravifique, immiscibilité.




Chapitre 5 : Les roches métamorphiques

- Roche résultant de la transformation dans la croûte terrestre, à
l'état solide, d'une roche préexistante.
- Conditions de Temp : entre la surface (sédimentation, altération) et
fusion (dès 600°C)
- Effet de la temp : + taille des grains, recristallisation, + réactions
chimiques, barrières cinétiques franchies.
- Effet de la pression : (1kb = 3km) Pression lithostatique dirigée qui
déforme et aligne les cristaux.
- Champ de stabilité : Exemple : - Pression et + temp = Albite. +
pression ou - temp => Jadelite + Quartz
- Paragenèse : Assemblage de minéraux en équilibre (une seule stable).
Equilibre pression, temp et composition.
- Haute (Schistes bleus, Eclogites), Basse (Cornéennes) et moyenne
press. (Schistes verts, amphibolites, granulites)
- Origine magm. (ortho) : Péridotite (Ultramaf), Basalte et Gabbro
(Maf), granite et rhyolite (Quartzo-feldspath.)