Dossier V activité 2

Apports de la pétrologie dans la connaissance des enveloppes superficielles

Problématique

La récolte de roches par échantillonnage et les forages continentaux ou océaniques permettent d’étudier aisément les enveloppes terrestres superficielles (croûte continentale et océanique et manteau lithosphérique). La pétrologie (du grec petros, « pierre » et logos, « discours ») est la discipline géologique qui étudie les roches ; elle permet de répondre aux questions suivantes :

 

Quelles sont les caractéristiques minéralogiques, structurales et chimiques des roches des enveloppes superficielles et comment peut-on expliquer certaines de ces caractéristiques ?

Objectifs

[ Saisir des informations (documents du manuel, textes fournis et expérience)

[ Utiliser des logiciels : « Mesurim » et un tableur (« Excel ») pour réaliser des mesures de surfaces puis des calculs

[ Utiliser des techniques d’observations (loupe et microscope polarisant)

[ Reconnaître des minéraux après observation à l’œil nu et au microscope polarisant et dégager des caractéristiques minéralogiques, structurales et chimiques de la croûte terrestre (continentale et océanique) et du manteau.

Production attendue

[  le schéma de détail « composition chimique des enveloppes superficielles » (support n°9) présenté ou reproduit sur une double page en format paysage, et accompagné de commentaires pour répondre à la problématique.   

====> supports  n°1 à n°9.

 

Critères de réussite

l la composition minéralogique et chimique des roches de la lithosphère océanique (croûte océanique + manteau supérieur) et de la lithosphère continentale (croûte continentale + manteau supérieur) ainsi que leur structure sont indiquées,

 

 

 

l la structure des roches est expliquée   

Conseils de réalisation

l déterminer  la composition minéralogique des 4 types de roches fournies à l’œil nu (ou à la loupe) et confirmer cette détermination à l’aide du microscope polarisant (après avoir testé le dispositif de polarisation),

l déterminer  le chimisme des 4 types de roches à l’aide de « Mesurim » et « Excel »,

 

l déterminer  la structure des 4 roches et expliquer cette structure (à l’aide de l’expérience réalisée sur la vanilline) dans le cas des 2 roches de la croûte océanique (basalte et gabbro) ayant le même chimisme.

Supports

1 :  Échantillons de roches (et matériel d’étude associé : loupe à main, aiguille montée) ;  seront étudiés :

[  le granite comme exemple de roche de la croûte continentale,

[  le gabbro (et le basalte) comme exemples de roche de la croûte océanique,

[  la péridotite comme exemple de roche du manteau supérieur

2 :  Document fourni (restitué en fin de séance) : identification d’un minéral à l’œil nu ou à la loupe

3 :  Lames minces de roches et microscope polarisant  : seront étudiées les lames minces des 4 types de roches du support n°1.

4 :  & Bordas : les lames minces de roches et leur observation microscopique en lumière polarisée => pages 346 et 347

[  vérifier en plaçant uniquement un polaroïd sur la platine du microscope (l’autre étant contenu dans l’oculaire), l’extinction totale ou l’éclairement maximal selon la position relative des polaroïds.

[  vérifier en plaçant une lame mince de roche (n’importe laquelle) sur le polaroïd de la platine, l’existence de teintes de polarisation (car chaque minéral dévie la lumière selon une direction qui lui est propre).

5 :  & Bordas : reconnaissance de quelques minéraux des lames minces au microscope polarisant => pages 348 et 349 (prendre un considération : craquelures, forme, clivages (stries fines) et teintes de polarisation des minéraux)

6 :  Matériel pour l’étude du chimisme des roches

[  Site SVT Gay-Lussac : protocole d’étude du chimisme des roches à l’aide de « MESURIM » et « EXCEL »

[  Échantillons fournis : roches du support n°1 et Webcam ou photographies de secours (granite, gabbro et péridotite)

[  Logiciel « MESURIM » (SVT logiciels ou SVT ExAO)  

[  Site SVT Gay-Lussac : fiche de calcul « EXCEL » : calcul de la composition chimique

7 :  Document fourni : la structure des roches

Dans la croûte terrestre, continentale ou océanique, on observe des roches ayant le même chimisme (donc les mêmes minéraux) mais présentant 2 types de structures :

·  les unes, grenues sont entièrement formées de grains qui sont des cristaux jointifs et de taille souvent comparable.

·  les autres, semi cristallines ou microlitiques ne sont pas entièrement cristallisées : les cristaux sont inclus dans une matrice sombre (= verre amorphe); certains de ces cristaux sont visibles à l’œil nu (= phénocristaux), les autres le sont seulement au microscope (= microlites).

8 :  Expérience : cristallisation de la vanilline

[  Sur deux lames, placer une petite pincée de vanilline entre lame et lamelle.

[   Passer successivement les 2 lames dans la flamme bleue d’un bec bunsen pour faire fondre la vanilline (plusieurs passages rapides de la lame  dans la flamme éviteront la cassure du verre).

[  Placer la 1ère lame dans le réfrigérateur (10’).

[  Observer au microscope la cristallisation de la vanilline de la 2ème lame (refroidie dans la salle) puis observer la 1ère lame après son séjour au réfrigérateur.

[  Comparer la taille des cristaux dans les 2 cas.

9 :  Document fourni : composition chimique (en % massique d’éléments) des enveloppes superficielles

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