La matière dans
l’Univers
Partie 2 : Des éléments aux roches
Qu’est-ce qu’une roche ?
ROCHE
Ensemble
d’un ou
plusieurs
minéraux
MINERAL
Ensemble d’un
ou plusieurs types
d’atomes
Compositionetstructuredesminéraux
Des éléments différents se combinent pour former des composés
Liaisons atomiques
Il existe 3 types de liaisons entre atome...
• cubique
• monoclinique
• orthorhombique
• rhomboédrique
+ systèmes triclinique, hexagonal,
quadratique
ab
c a = b = g = ...
La classification des minéraux…
sur leurs caractères chimiques …
• sulfures
• halogénures (chlorures, fluorures, etc.)
• c...
Les silicates2.Compositionetstructuredesminéraux
Pourcentage en masse dans les
roches continentales
Compositionetstructure...
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Nésosilicates
formés de tétraèdres [SiO4]-4
isolés, reliés par des cations
ex. : olivine, grenat, etc.
Sorosilicates...
Lesdifférentestypesderoches
Familles (de roches) ?
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Le cycle d’une roche
Cours 7
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Ce cours
Les roches magmatiques
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Magma solidifié
Gros cristau...
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Les différentes roches magmatiques
Fusion de
La Roche source
Magma Acide Magma Basique
Refroid...
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Cristallisation fractionnée
Olivine : 30%
de Silice
Silicedansle
magma
Temps
Basique
Acide
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Les roches magmatiques
Lesdifférentestypesderoches
•Acide ou basique selon leur...
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Les roches métamorphiquesLesdifférentestypesderoches
- Degré croissant de métamor...
Les roches sédimentaires
Classification selon la genèse
(roches détritiques terrigènes, chimiques, organogènes, résiduelle...
Les roches silicoclastiques
1m
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site.voila.fr/tpe_de_capra
Lesdifférentestypesderoches
Les roches carbonatées
www.ac-poitiers.fr www.ggl.ulaval.ca
Calcaires coquilliers Récifs coralliens
Foraminifères
plancton...
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?
Originedesminérauxetdesroches
Comment passer de la nébuleuse aux premiers g
Observations dans la nébuleuse de l’Aigle:
Grains de < 5mm à proximité du centre
Intensitélumineuse
Distance au centre de ...
La séquence de condensation générale… à partir de la nébuleuse
solaire
(gaz enrichi en éléments lourds).
1600 K
1300 K
800...
Originedesminérauxetdesroches
La météorite mixte canadienne Giroux
est composée à part égale de silicates et
de métal.
© Royal Ontario Museum.
Coupe de ...
Originedesminérauxetdesroches
Ce zircon est le plus vieil
élément terrestre connu
Valley (2006)
D’après Nutman (2006)
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Yuichiro Ueno
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Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques
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  1. 1. La matière dans l’Univers Partie 2 : Des éléments aux roches
  2. 2. Qu’est-ce qu’une roche ? ROCHE Ensemble d’un ou plusieurs minéraux MINERAL Ensemble d’un ou plusieurs types d’atomes
  3. 3. Compositionetstructuredesminéraux
  4. 4. Des éléments différents se combinent pour former des composés Liaisons atomiques Il existe 3 types de liaisons entre atomes • Ioniques : empruntent des électrons (Cl emprunte un électron à Na) •Covalentes : partage équitable d’électrons (liaisons entre atomes de C, diamant) •Métalliques : les électrons sont libres de passer d’un atome à l’autre Espèces minérales – Formes cristallinesCompositionetstructuredesminéraux
  5. 5. • cubique • monoclinique • orthorhombique • rhomboédrique + systèmes triclinique, hexagonal, quadratique ab c a = b = g = 90° a = b = c ab c a = g = 90°; b ≠ 90° a ≠ b ≠ c a = b = g = 90° a ≠ b ≠ c ab c a = b = g ≠ 90° a = b = c 7 systèmes cristallins Halite (NaCl) Gypse (CaSO4,2H2O ) Olivine (Mg, Fe)2 [SiO4] Quartz (SiO2) 2.Compositionetstructuredesminéraux sur leurs caractères cristallographiques Compositionetstructuredesminéraux
  6. 6. La classification des minéraux… sur leurs caractères chimiques … • sulfures • halogénures (chlorures, fluorures, etc.) • carbonates • sulfates • silicates • éléments natifs Or Pyrite (FeS2) Halite (NaCl) Calcite (CaCO3) Gypse (CaSO4,2H2O) Quartz (SiO2) Espèces minérales – Formes cristallines2.CompositionetstructuredesminérauxCompositionetstructuredesminéraux
  7. 7. Les silicates2.Compositionetstructuredesminéraux Pourcentage en masse dans les roches continentales Compositionetstructuredesminéraux
  8. 8. O S i Nésosilicates formés de tétraèdres [SiO4]-4 isolés, reliés par des cations ex. : olivine, grenat, etc. Sorosilicates tétraèdres [SiO4]-4 unis par deux avec un O commun Inosilicates tétraèdres [SiO4]-4 disposés en chaîne simple (ex. pyroxène), ou double (ex. amphibole) Phyllosilicates tétraèdres [SiO4]-4 disposés en feuillets ex. : argiles, micas Tectosilicates tétraèdres [SiO4]-4 reliés par leurs quatre sommets, tous les O étant communs ex. : quartz, feldspaths Cyclosilicates tétraèdres [SiO4]-4 disposés en anneau avec des O communs ex. : tourmaline, émeraude etc. Les silicates 2.CompositionetstructuredesminérauxCompositionetstructuredesminéraux
  9. 9. Lesdifférentestypesderoches Familles (de roches) ?
  10. 10. http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque Lesdifférentestypesderoches Le cycle d’une roche Cours 7 Cours 9 Ce cours
  11. 11. Les roches magmatiques http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque Lesdifférentestypesderoches Magma solidifié Gros cristaux = texture grenue Pâte vitreuse petits cristaux = microlithique Granite Basalte
  12. 12. Lesdifférentestypesderoches Les différentes roches magmatiques Fusion de La Roche source Magma Acide Magma Basique Refroidissement lent Refroidissement rapide Refroidissement lent Refroidissement rapide Source riche en Silice Source pauvre en Silice Volcanique VolcaniquePlutonique Plutonique Granite Rhyolithe Gabbro Basalte
  13. 13. Lesdifférentestypesderoches Cristallisation fractionnée Olivine : 30% de Silice Silicedansle magma Temps Basique Acide Pyroxènes : 40% de Silice
  14. 14. http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque Les roches magmatiques Lesdifférentestypesderoches •Acide ou basique selon leur contenu en Silice (chimie/minéralogie) •Volcanique ou plutonique selon leur mode de mise en place (texture) •Différenciées si elles sont issues de la cristallisation fractionnée (chimie/minéralogie)
  15. 15. www.pdac.ca www.pdac.ca www.ac-rennes.fr Les roches métamorphiquesLesdifférentestypesderoches - Degré croissant de métamorphisme + (P/T°)Boue argileuse Schiste Gneiss Déformation + fusion (~10%) Migmatite fusion T°>800°C
  16. 16. Les roches sédimentaires Classification selon la genèse (roches détritiques terrigènes, chimiques, organogènes, résiduelles) SILICOCLASTIQUES CARBONATÉES ÉVAPORITIQUES AUTRES carbonées, siliceuses, etc. 4 principales catégories Classification selon la composition 4% 1% 80% 15% Lesdifférentestypesderoches
  17. 17. Les roches silicoclastiques 1m 1 cm 10 cm 1 m site.voila.fr/tpe_de_capra Lesdifférentestypesderoches
  18. 18. Les roches carbonatées www.ac-poitiers.fr www.ggl.ulaval.ca Calcaires coquilliers Récifs coralliens Foraminifères planctoniques www.ifremer.fr Quelques exemples… d’organismes producteurs de CaCO3 Lesdifférentestypesderoches
  19. 19. Lesdifférentestypesderoches ?
  20. 20. Originedesminérauxetdesroches Comment passer de la nébuleuse aux premiers g
  21. 21. Observations dans la nébuleuse de l’Aigle: Grains de < 5mm à proximité du centre Intensitélumineuse Distance au centre de la nébuleuse Originedesminérauxetdesroches
  22. 22. La séquence de condensation générale… à partir de la nébuleuse solaire (gaz enrichi en éléments lourds). 1600 K 1300 K 800 K 1000 K 500 K 175K 150 à 120 K et hydrates solides NH3 H20, CH4 H20. H et He ne condensent pas (les 20 K ne sont pas atteints). JP Bourseau, UCBL1 Des expériences de condensation de mélanges gazeux et surtout des calculs thermodynamiques montrent : Champ du Fer : 1600 à 1300 K Champ des Silicates 1200 à 400 K Champ des glaces : 175 à 120 K Originedesminérauxetdesroches
  23. 23. Originedesminérauxetdesroches
  24. 24. La météorite mixte canadienne Giroux est composée à part égale de silicates et de métal. © Royal Ontario Museum. Coupe de la météorite pierreuse Homestead. © Planétarium de Montréal. Météorite NWA 3119. Une multitude de petits chondres sphériques sont visibles dans cette chondrite ordinaire LL4. © Jeff Kuyken, Originedesminérauxetdesroches Petite météorite métallique trouvée à Penouille, au Québec. © Planétarium Montréal
  25. 25. Originedesminérauxetdesroches
  26. 26. Ce zircon est le plus vieil élément terrestre connu Valley (2006) D’après Nutman (2006) Zircons de Jack Hills (4.4 Ga) Image environ 200 μm de diamètre 4.4 Ga Originedesminérauxetdesroches
  27. 27. Yuichiro Ueno Yuichiro Ueno Rivière Acasta Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques Les plus vielles roches terrestres… les gneiss d’Acasta 4.06 Ga Originedesminérauxetdesroches

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