Exercice 2

EXERCICE N° 2 COMPOSITIONS MINÉRALOGIQUE ET CHIMIQUE DES ROCHES
10 Points Les roches magmatiques constituant la lithosphère ont une composition
minéralogique en relation avec leur composition chimique. Les associations
de roches échantillonnées en surface permettent aux géologues de distinguer
la croûte océanique, la croûte continentale et le manteau. Des lames minces de trois roches de la lithosphère, appelées A, B et C,
sont étudiées au microscope polarisant. Le document 1 présente les photos
de ces lames minces observées en lumière polarisée et analysée. Les
minéraux y apparaissent avec des teintes de polarisation. Document 1 : Lames minces des roches observées en lumière polarisée et
analysée
Grossissement x 40
Roche A Plagioclase Pyroxène
Roche B Biotite Quartz
1 Orthose (50%)
Roche C Olivine Pyroxène
D'après CRDP académie de Caen
Question 1 :
Décrire la texture de ces trois roches. La composition minéralogique d'une roche dépend de sa chimie, en
particulier du pourcentage de silice. Le document 2 présenté en annexe p 4
présente cette relation sous la forme d'un diagramme. Question 2 :
En utilisant les associations de minéraux du document 1, estimer grâce au
document 2, le pourcentage approximatif de SiO2 de chacune des roches
étudiées.
La méthode utilisée doit apparaître clairement sur le diagramme : placer
une ligne verticale ou une surface qui indique ce pourcentage.
Le document 3 donne la formule chimique des minéraux des roches étudiées.
Le document 4 présente le pourcentage de chaque élément. Document 3 : Formule chimique des minéraux. |nom du minéral |Formule chimique |
|Olivine |(Mg,Fe)2 SiO4 |
|Pyroxènes |(Ca,Mg,Fe,Al)(Si O3)2 |
|Quartz |SiO2 |
|Biotite |K (Mg,Fe)3 Al SiO3 O10 (OH,Fe)2 |
|Orthose |K Al Si3 O8 |
|Plagioclases |Na (Si3AlO8) ou Ca (Si2Al2O8) |
D'après Dictionnaire de géologie de Alain Foucault édition 2005
Document 4 : Composition chimique des roches en pourcentage de chaque
élément | élément |Basalte |R1 |R2 |R3 |
|O |43.9 |47.9 |44.1 |44 |
|Si |23 |32.7 |20.5 |22.9 |
|Al |8.3 |7.7 |1 |8.3 |
|Mg |5.5 |0.6 |25.3 |6 |
|Fe |8.6 |2.3 |6.6 |7.3 |
|Ca |7.9 |1.8 |2.1 |8.2 |
|Na |2 |2.2 |0.2 |2.2 |
|K |0.7 |4.7 |0.1 |0.8 | D'après le programme de conversion des teneurs en oxydes en teneurs en
élément planet-terre.ens-lyon.fr 04/01/08 Question 3 :
3.1 Mettre en relation les documents 2 et 3 pour attribuer à chaque roche
étudiée l'une des compositions R1, R2 et R3 présentées dans le document 4.
Justifier la réponse.
3.2 Proposer un nom pour chaque roche.
3.3 De quelle roche la composition du basalte est-elle la plus proche ?
Justifier la réponse.
3.4 Placer les roches étudiées sur le document 5 en annexe p 4.
3.5 A l'aide de vos connaissances, indiquer les relations entre les trois
roches légendées au document 5.
L'Homme a su trouver dans la nature les matériaux et les matières premières
nécessaires à ses multiples activités. Le document 6 présente différents
minéraux et leur composition (6.a) et leurs utilisations possibles (6.b). Document 6 : différents minéraux (tableau 6.a) et certaines de leurs
utilisations (tableau 6.b) Tableau 6.a
|Lettre |Minéraux |
|A |Magnésie Minéral de formule MgCO3 |
|B |Graphite Minéral natif du Carbone |
|C |Soufre Minéral composé d'un seul élément S |
|D |Fluorine Minéral de formule CaF2 |
|E |Azurite Minéral de formule CuCO3 |
|F |Galène Minéral de formule PbS |
|G |Calcite Minéral de formule CaCO3 | Tableau 6.b
|Numéro |Utilisations |
|1 |Minéral qui entre dans la composition de la poudre noire et|
| |les feux d'artifice |
|2 |Minéral qui entre dans la composition de certains |
| |ustensiles de cuisine |
|3 |Employé pour la fabrication des mines de crayons |
|4 |Minéral qui entre dans la composition des dentifrices |
|5 |Améliore les prises au cours d'activités physiques : |
| |gymnastique, escalade |
|6 |Minéral qui entre dans la fabrication des ciments et |
| |mortier |
|7 |Minéral qui entre dans la composition des verres en cristal|
D'après www.geologie-info.com et
www.membres.lycos.fr/volcanogeol/hawaii/minerau.htm 25/01/08
Question 4 :
Associer une lettre du tableau 6.a correspondant à un minéral à un numéro
du tableau 6.b correspondant à son utilisation par l'Homme.
EXERCICE N° 2 COMPOSITIONS MINÉRALOGIQUE ET CHIMIQUE DES ROCHES Nom Prénom :
FEUILLE ANNEXE à rendre avec votre copie
Document 2 : Diagramme de la composition minéralogique en fonction du
pourcentage en silice
(document à rendre avec la copie)
[pic] D'après Éléments de géologie de Charles Pomerol édition 2002 Document 5 : coupe à proximité de la dorsale océanique Atlantique montrant
la section complète de la partie superficielle de la lithosphère océanique
[pic] D'après Éléments de géologie de Charles Pomerol édition 2002 -----------------------
profondeur en m
sous le niveau de la mer