Université Hassan 1er – FST – Settat                       Département de Géologie Appliquée                        Géolog...
MATIERE III : MAGMATISME ET MÉTAMORPHISME  I- Notion de minéralogie :           1- État de la matière :Etat cristallin    ...
2- les principaux minéraux de lécorce terrestre :  Les minéraux les plus fréquents sont les silicates qui représentent 99%...
2-2- les silicates :Chaque ion Si peut lier avec 4 ions oxygène selon la formule SiO4- sous la forme duntétraèdre dont les...
Les différents types de silicates
Calcul de la formule
Formule Groupe   Rapport                                  négatif       Si/O     ExempleNésosilicates    Tétraèdres       ...
Rq : un magma riche en cation va donner naissance à desminéraux de la famille des olivines et pyroxènes. Tandisquun magma ...
II- Les roches magmatiques          1- Définition- De part leur origine qui est un matériel fondu dit "magma" les roches é...
Modes de gisement des roches magmatiques
2- Processus magmatiques :      2-1 - les mécanismes de fusion :     Pression          &         Température              ...
courbe qui sépare ledomaine où la phasesolide existe seule dudomaine où elle existeavec une phase liquide.                ...
Si on rajoute de leau à un système silicaté anhydre, les courbes de solidus et de liquiduschangent de pente qui devient né...
Remarque : Lors de sa remontée, un magma granitiquerencontre sa courbe de solidus avant datteindre la surface. Parcontre u...
2-2 - les mécanismes de cristallisation :Les minéraux les moins fusibles cristalliseront en premier et les plus fusibles e...
Le résultat est :
la cristallisation des silicates dans un magma se fait dans un ordre bien défini, selon la suite réactionnelle de Bowen, g...
Le liquide résiduel sera donc appauvri en ces minéraux; on aura donc unmagma de composition différente de sa composition i...
Si il reste encore du magma dans la chambre, et quil poursuit sonrefroidissement, les premiers minéraux à cristalliser ser...
3- Classification des roches magmatiques :  On peut classer les R. M. selon :     Le mode dagencement des cristaux, qui t...
a2 : Texture ou seuls quelques cristaux peuvent être visibles à lœil nu.Des cristaux automorphes dit                     L...
3-2- Composition minéralogique :         a1 : Notion dacidité :          En fonction de la teneur en SiO2, on distingue :...
a3 : Coloration :On peut distinguer plusieurs classes de roches selon le pourcentage en ferromagnésiens :     classe I : ...
SurS   S   SousS   SiO2
Eléments visibles à                       Structure auColoration                               Chimie                     ...
3-3 - Exemple de répartition minéralogique :Figure II-7 : Position schématique des principales roches en fonction de leur ...
Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques)Péridotite - Pyroxénite
Roches magmatiques – extrusives (= volcanique)Obsidienne – R. volcanique               Basalte à phénocristaux (R. V.?    ...
Roches magmatiques – extrusives (= volcanique)   Basalte en tuyau d’orgue
Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques)                                      Gabbro
Gabbro
Diorite
Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques)                     Diorite
Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques)    Différents types de granite
Granite  <= Rhyolite
III- Volcanisme         1- Définitions : Les volcans sont des appareils qui mettent en relation la surface du globe avec ...
Figure II- 8 : Schéma dun volcan
2- Principaux types déruptions volcaniquesPrincipalement, ils dépendent de la fluidité de la lave, de sa richesse en gaz e...
b1 - les éruptions explosives :Une explosion unique et violente volatilise un volume de matériaux important quinest pas fo...
Figure II-9 : Les différents types de volcans
3 - Les produits rejetés par les volcans :- les gaz : la vapeur deau constitue 90% du gaz, vient ensuite le CO2, le monoxy...
- les projectionsCe sont des fragments solides projetés lors de lexplosion et qui peuvent avoirplusieurs origines. Il peut...
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Volcan Villarica la nuit
Éruption du Paricutìn au Mexique.Après quelques jours de bruits souterrains et de secousses, le 20 février 1943 vers midi,...
Etna en Italie
   L’éruption hawaiinne:
   L’éruption strombolienne:
   L’éruption vulcanienne:
   L’éruption à dome pélééns:
   L’éruption à nuées ardentes:
   Éruptions surtsyenLorsque le magma est rejeté sous une faibleprofondeur d’eau.L’éruption est appelée surtseyenne en mé...
IV Origine et genèse des grands types de magma :
Plus grande                  Faible profondeurmagmas complexes                   profondeur (100km)                 (25 à ...
Geologie Seance11-15
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Geologie Seance11-15

  1. 1. Université Hassan 1er – FST – Settat Département de Géologie Appliquée Géologie Générale 1 Séance 11, 12,13, 14 & 15Les diaporama du cours de même que le polycopié et tout documentconcernant le cours sont à votre disposition dans le groupe suivant :http://fr.groups.yahoo.com/group/groupe_geologie1/Veuillez vous inscrire au groupe le plus vite possible, en ouvrant une boiteemail à yahoo.fr et soumettre votre demande d’inscription au groupe via celien ci-dessus.Mon email est : aicha_rochdi@yahoo.fr Mme Aïcha Rochdi
  2. 2. MATIERE III : MAGMATISME ET MÉTAMORPHISME I- Notion de minéralogie : 1- État de la matière :Etat cristallin Etat fluide => Désordonnée => Amorphe!! Parfois Amorphe
  3. 3. 2- les principaux minéraux de lécorce terrestre : Les minéraux les plus fréquents sont les silicates qui représentent 99% en masse et en volume de lécorce terrestre. Accessoirement viennent les carbonates. 2-1- les carbonates :Lélément de base est le groupement anionique (CO3)2- qui peut se combiner avec un cation bivalentCa2+ avec (CO3)2-  la calcite : Ca(CO3) Ca2+ & Mg2+ avec (CO3)2-  la dolomite : CaMg(CO3)2
  4. 4. 2-2- les silicates :Chaque ion Si peut lier avec 4 ions oxygène selon la formule SiO4- sous la forme duntétraèdre dont les quatre sommets sont occupés par les oxygènes et le centre par le silicium: Si4+ Ri = 0,4 Å O2- Ri = 1,4 Å Groupe Fondamental
  5. 5. Les différents types de silicates
  6. 6. Calcul de la formule
  7. 7. Formule Groupe Rapport négatif Si/O ExempleNésosilicates Tétraèdres isolés Olivine Chaîne Pyroxène SimpleInosilicates Chaîne Amphibole DoublePhylosilicates Feuillet Mica Réseau enTectosilicates 3D Quartz
  8. 8. Rq : un magma riche en cation va donner naissance à desminéraux de la famille des olivines et pyroxènes. Tandisquun magma appauvri en cations et enrichit en SiO4 4-donnera naissance à des quartz et des feldspaths.
  9. 9. II- Les roches magmatiques 1- Définition- De part leur origine qui est un matériel fondu dit "magma" les roches éruptives sontappelées roches magmatiques. Ce sont des roches qui proviennent des profondeurs de laterre cest pourquoi on les appelle roches endogènes.-Selon le mode de gisement, on distingue : - la solidification de ces roches se fait à lintérieur de la lithosphère avec un refroidissement lent, elles sont dites plutoniques et elles napparaissent à la surface de la terre que grâce à lérosion et aux réajustements isostatiques. -les matériaux magmatiques arrivent à la surface de la terre, ils subissent un refroidissement rapide et donnent naissance aux roches volcaniques. - Entre ces deux extrêmes il existe des intermédiaires par exemple les roches filoniennes
  10. 10. Modes de gisement des roches magmatiques
  11. 11. 2- Processus magmatiques : 2-1 - les mécanismes de fusion : Pression & Température Courbe théorique de fusion pour un système silicaté anhydre
  12. 12. courbe qui sépare ledomaine où la phasesolide existe seule dudomaine où elle existeavec une phase liquide. courbe qui sépare le domaine (L + S) du domaine ou la phase liquide existe seule.
  13. 13. Si on rajoute de leau à un système silicaté anhydre, les courbes de solidus et de liquiduschangent de pente qui devient négative avec diminution de la température pour toutes lespressions. Effet de l’HydratationEx: courbe solidus / liquidus pour un magma basaltique anhydre et pour un magma hydraté. Comparaison avec le solidus dun magma granitique hydraté.
  14. 14. Remarque : Lors de sa remontée, un magma granitiquerencontre sa courbe de solidus avant datteindre la surface. Parcontre un magma basaltique atteint la surface avant derencontrer la courbe de solidus. Ceci explique pourquoi dans lanature on a beaucoup de granite pour peu de rhyolite etbeaucoup de basalte pour peu de gabbro.
  15. 15. 2-2 - les mécanismes de cristallisation :Les minéraux les moins fusibles cristalliseront en premier et les plus fusibles en dernier.Daprès Bowen deux séries principales existent : 1- série réactionnelle discontinue des ferromagnésiens 2- série des minéraux formant une série isomorphe Cas des plagioclases : Albite Na (Al Si3O8) Anorthite Ca(Al2Si2O8) Ri (Na+) = 0,95 Å  Ri (Ca2+) = 0,98 Å Ri(Si4+) = 0,41 Å  Ri (Al3+) = 0,49 Å Il existe donc des substitutions entre ces éléments qui conduisent à la réalisation dune solution solide par un phénomène de diffusion lent.
  16. 16. Le résultat est :
  17. 17. la cristallisation des silicates dans un magma se fait dans un ordre bien défini, selon la suite réactionnelle de Bowen, grâce à la cristallisation fractionnée Exemple de la cristallisation dun magma qui refroidit dans une chambre magmatique :Les cristaux ne vont pas se former tous en même temps comme lexprime la série deBowen. Les premiers minéraux à cristalliser seront évidemment les minéraux de hautetempérature, olivine dabord, pyroxènes et amphiboles ensuite. La roche formée sera uneroche basique.
  18. 18. Le liquide résiduel sera donc appauvri en ces minéraux; on aura donc unmagma de composition différente de sa composition initiale. Ce magmaaura une composition intermédiaire.Si ce magma est introduit dans une chambre secondaire (schéma ci-dessus) etquil poursuit son refroidissement, les premiers minéraux à cristalliser seront lesamphiboles, les biotites, le quartz et certains feldspaths plagioclases, ce quiproduira une roche ignée intermédiaire.
  19. 19. Si il reste encore du magma dans la chambre, et quil poursuit sonrefroidissement, les premiers minéraux à cristalliser seront des feldspaths, desmicas et des enfin du quartz, ce qui produira une roche ignée acide.
  20. 20. 3- Classification des roches magmatiques : On peut classer les R. M. selon :  Le mode dagencement des cristaux, qui traduit le mode de gisement => c-à-d la vitesse de refroidissement 3-1- Texture a1 : Texture grenue où tout les minéraux sont visibles à lœil nu :Des cristaux qui ont développé des Dautres Cristaux occupent les videsformes géométriques régulières laissés par les premiers sans acquérirsont dits automorphes. aucune forme géométrique, sont dits xénomrphe. Caractéristique des roches plutoniques
  21. 21. a2 : Texture ou seuls quelques cristaux peuvent être visibles à lœil nu.Des cristaux automorphes dit Le cas extrême de cette texture est laphénocristaux sont noyés dans une ou texture vitreuse qui ne contient aucunmasse homogène à lœil nu. cristal visible mais uniquement du verre. Caractéristique des roches volcaniques ou effusives et les roches filoniennes
  22. 22. 3-2- Composition minéralogique : a1 : Notion dacidité : En fonction de la teneur en SiO2, on distingue : les roches acides avec SiO2 > 65% ; les roches intermédiaires avec 52% < SiO2 < 65% ; les roches basiques avec 45% < SiO2 < 52% ; les roches ultrabasiques avec SiO2 < 45%. a2 : Notion de saturation On prend en compte la composition minéralogique : une roche à quartz est dite sursaturée ; une roche à feldspaths seuls est dite saturée ; une roche à feldspathoïdes est dite sous-saturée.
  23. 23. a3 : Coloration :On peut distinguer plusieurs classes de roches selon le pourcentage en ferromagnésiens :  classe I : roches hololeucocrates 0 à 12,5% de ferromagnésiens ;  classe II : roches leucocrates 12,5 à 37,5% de ferromagnésiens ;  classe III : roches mésocrates 37,5 à 62,5 % de ferromagnésiens ;  classe IV : roches mélanocrates 62,5 à 87,5 % de ferromagnésiens ;  classe V : roches holomélanocrates 87,5 à 100 % de ferromagnésiens.
  24. 24. SurS S SousS SiO2
  25. 25. Eléments visibles à Structure auColoration Chimie Nom de la roche loeil nu microscope Phénocristaux Microlithique dolivine dispersésTrès foncée Moins riche en (ou Basalte à Olivine dans une pâte très silice hémicristalline). foncée que des phénocristaux, Grenue (ou Sombre jointifs: augite, Gabbro holocristalline) plagioclases et olivine(rare) pâte enveloppant des phénocristaux Sombre Microlithique Basalte typique olivines, plagioclases, augite phénocristaux de Roche pintade plagioclasesGris sombre Microlithique (basalte à dispersés dans une plagioclase). pâte aphyrique ou rares petits cristaux Trachyte Claire Microlithique dispersés dans une pâte Claire nombreux petits cristaux -feldspath, Grenue Syénite quartz, magnétite Claire cristaux visibles Grenue Granite œil nu Plus riche en silice feldspath, quartz, mica
  26. 26. 3-3 - Exemple de répartition minéralogique :Figure II-7 : Position schématique des principales roches en fonction de leur composition minéralogique (Daprès B. Mason, 1966, principle of geochemistry
  27. 27. Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques)Péridotite - Pyroxénite
  28. 28. Roches magmatiques – extrusives (= volcanique)Obsidienne – R. volcanique Basalte à phénocristaux (R. V.? Porphyre à phénocristaux de feldspath (porphyre rhyolitique)
  29. 29. Roches magmatiques – extrusives (= volcanique) Basalte en tuyau d’orgue
  30. 30. Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques) Gabbro
  31. 31. Gabbro
  32. 32. Diorite
  33. 33. Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques) Diorite
  34. 34. Roches magmatiques – intrusives (= plutoniques) Différents types de granite
  35. 35. Granite <= Rhyolite
  36. 36. III- Volcanisme 1- Définitions : Les volcans sont des appareils qui mettent en relation la surface du globe avec deszones internes où les matériaux terrestres sont à une température permettant leurfusion. Les matériaux en fusion viennent sépancher à la surface du sol en créant desreliefs de structure variable en fonction de la nature chimique des produits émis etselon la nature des éruptions. Les volcans peuvent avoir une activité continue ou intermittente avec des phasesde grande émission et des phases de repos qui peuvent être très longues. Le volcan estdit alors éteint.
  37. 37. Figure II- 8 : Schéma dun volcan
  38. 38. 2- Principaux types déruptions volcaniquesPrincipalement, ils dépendent de la fluidité de la lave, de sa richesse en gaz etde limportance de la pression qui accompagne ces montées de magma. Nousdistinguons deux types majeurs déruptions : a - les éruptions fissurales : Ce sont des fissures de lécorce terrestre par lesquelles se déversent des laves très fluides. Ces éruptions peuvent être accompagnées par des explosions très limitées. On rencontre ce type de volcanisme essentiellement au fond des océans où il est à lorigine de la croûte océanique. b - les éruptions punctiformes : Il sagit des volcans proprement dits, avec un appareil volcanique bien délimité. On distingue trois types dactivité :
  39. 39. b1 - les éruptions explosives :Une explosion unique et violente volatilise un volume de matériaux important quinest pas forcément volcanique. Il se forme à la suite de ces explosions desstructures deffondrement dits caldeira ( = chaudron).b2 - les éruptions permanentes :Elles correspondent à des volcans en activité constante ou quasi-constante. Certainsdonnent des cendres qui proviennent de lave relativement peu liquide. Dautredonnent des laves très liquides et un troisième type donne des cônes mixtes avec desphases de projection de lapilli et de bombes intercalées par des phases démission decoulées liquides.b3 - les éruptions paroxysmales :Il sagit dune éruption avec formation dune caldeira ou destruction de lanciencratère.
  40. 40. Figure II-9 : Les différents types de volcans
  41. 41. 3 - Les produits rejetés par les volcans :- les gaz : la vapeur deau constitue 90% du gaz, vient ensuite le CO2, le monoxyde decarbone CO, lhydrogène, la vapeur de soufre, lammoniac, lazote, lacidechlorhydrique… La nature du gaz dépend de la nature des magmas. -les laves :  Les laves prennent plusieurs formes en fonction de leur nature. Des laves acides donnent des coulées irrégulières avec des blocs isolés.  les laves basiques sont plus fluides que les laves acides plus épaisses à température égale.  Les laves fluides (donc basiques) donnent sous leau un faciès particulier sous le nom de pillow-lavas ( = oreillers), qui sont de sortes de coussins empilés les uns sur les autres.  Un autre aspect des coulées basaltiques est laspect prismatique à section hexagonale connu sous le nom dorgues.
  42. 42. - les projectionsCe sont des fragments solides projetés lors de lexplosion et qui peuvent avoirplusieurs origines. Il peut sagir de lave solidifiée instantanément, de phénocristauxexistant dans le magma, de fragment de roches sédimentaires ou ignées arrachées auxparois de la cheminée. Blocs et Bombes : de grande taille les premiers sont anguleux et solides les deuxièmes sont plutôt pâteux de forme variable. Pierre ponce, Lapilli et cendre : petite à moyenne taille. Les pierre ponce correspondent à des fragments à grand pourcentage en verre avec beaucoup de bulles dair qui se transforment en vacuoles. Si le diamètre des projections est inférieur à 4 mm, ils sont qualifiés de cendres.
  43. 43.  
  44. 44. Volcan Villarica la nuit
  45. 45. Éruption du Paricutìn au Mexique.Après quelques jours de bruits souterrains et de secousses, le 20 février 1943 vers midi, un agriculteursentit la terre séchauffer; de la fumée sortait dun sillon. À 16 heures, il entendit de nombreusesexplosions et vit souvrir une fissure dune vingtaine de mètres de longueur, par laquelle séchappaient descendres et des débris incandescents, cest-à-dire que les débris étaient devenus lumineux sous leffet dunetempérature très élevée. Ceux-ci formaient, le lendemain, un cône de 30 mètres de haut. La nuit suivante,une coulée de lave très visqueuse se répandit. Dix jours plus tard, le cône dépassait 150 mètres et, au moisdaoût de la même année, il atteignait 350 mètres avec une largeur de base de plus dun kilomètre. Lapetite ville de Paricutín fut ensevelie sous les cendres, tandis que la lave parvenait au village de San Juan,qui fut détruit.
  46. 46. Etna en Italie
  47. 47.  L’éruption hawaiinne:
  48. 48.  L’éruption strombolienne:
  49. 49.  L’éruption vulcanienne:
  50. 50.  L’éruption à dome pélééns:
  51. 51.  L’éruption à nuées ardentes:
  52. 52.  Éruptions surtsyenLorsque le magma est rejeté sous une faibleprofondeur d’eau.L’éruption est appelée surtseyenne en mémoirede l’éruption de ce volcan dans les annéessoixante. L’indice d’explosivité est faible.
  53. 53. IV Origine et genèse des grands types de magma :
  54. 54. Plus grande Faible profondeurmagmas complexes profondeur (100km) (25 à 30 Km ) calco-alcalin magma alcalin magma tholéitique grande profondeur (100 Km) faible profondeur (25 à 30 Km) le magma basaltique alcalin basaltes tholéitiques

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