Cours de géologie

1. Cours de Géologie Appliquée
Contenu
Chapitre 1: Définition de la Géologie et des sciences rattachées
1.1 Qu’est ce que la géologie
1.2 Sciences rattachées à la géologie
1.3 Quelques terminologies
Chapitre 2: Classification des minéraux
Chapitre 3: Classification des roches
3.1 Les roches magmatiques
3.2 Les roches métamorphiques
3.3 Les roches sédimentaires
Chapitre 4: La Géologie du Burkina Faso
4.1 les formations du socle
4.2 les formations du sédimentaire

2. CHAPITRE 1 : Définition de la géologie et des sciences rattachées
I. Qu’est ce que la géologie ?
Géologie = Science de la Terre.
 étudie la nature des composants de l'écorce terrestre et tente de déterminer les phénomènes qui
interviennent dans leur formation, leur transformation et leur agencement au cours des temps;
 retrace l'histoire de la Terre.
Finalité: Reconstituer l’histoire de la Terre (depuis 4000 Ma à nos jours).
Science récente dont:
 LEONARD DE VINCI et BERNARD PALISSY sont les précurseurs au XVe et XVIe siècles;
 HUTTON, WERNER, CUVIER et DARWIN au XVIIIe et XIXe siècles introduisent les notions de
plutonisme;
 WEGENER au début du XXe siècle formule l’hypothèse de la dérive des continents.

3. CHAPITRE 1 : Définition de la géologie et des sciences rattachées
I. Qu’est ce que la géologie ?
Science avant tout d’observation, la géologie fait appelle plusieurs disciplines
complémentaires :
 la pétrographie (étude des roches, s’appuyant sur la minéralogie et la
cristallographie);
 la volcanologie (étude des volcans);
 la sédimentologie (étude de la façon dont se déposent les sédiments);
 la géochimie (étude du comportement chimique des éléments);
 la stratigraphie (étude de la succession des sédiments);
 la tectonique (étude des déformations de la partie superficielle de la Terre);
 la paléontologie (étude des fossiles);
 la géomorphologie (étude des reliefs);
 la géologie appliquée qui utilise ces différentes disciplines dans des domaines
d’intérêt tels que les mines, le pétrole, les travaux publics, l’eau…

4. CHAPITRE 1 : Définition de la géologie et des sciences rattachées
II. La notion de Terre
Terre Sphère de 6370 Km de rayon
Composition :
 la croute (Continental et océanique),
 Le manteau (inférieur et supérieur)
 Le noyau (externe et interne)
Ces enveloppes sont séparées les unes, des autres par des discontinuités mises en évidence par la
sismique: Discontinuité de Mohorovic, la discontinuité de de Gutenberg et la plus profonde la
discontinuité de Lehmann

5. III. STRUCTURE DETAILLEE DE LA TERRE
1 = croûte continentale
2 = Croûte océanique
3 = Zone de subduction
4 = Manteau supérieur
5 = Éruptions sur des zones de volcanisme
actif
6 = Manteau inferieur
7 = Panache de liquide et forme le volcanisme
des points chauds
8 = Noyau externe liquide
9 = Noyau interne solide par cristallisation du
noyau liquide
10 = cellules de convection
11 = lithosphère
12 = Asthénosphère
13 = Discontinuité de Gutenberg
14 =Discontinuité de Mohorovicic

6. IV. Disciplines rattachées à la géologie
 La pétrographie : Etude des roches.
 La sédimentologie : Étude de la façon dont se dépose les sédiments et comment
se sont constitués les roches sédimentaires.
 La stratigraphie : la disposition dans le temps et dans l’espace des terrains et des
évènements qu’ils représentent.
 La paléontologie : étude des restes fossiles des êtres vivants du passé (animaux
et végétaux) et de leurs implications évolutives de ces études.
 La minéralogie : étude des minéraux.
 La tectonique ou géologie structurale : étudie l’architecture des roches.
 La géomorphologie : étude les reliefs à la surface de la terre et les causes de
ceux-ci.
 La géophysique : étude des caractéristiques physiques de la Terre (sol et sous
sol), ou d'autres planètes, utilisant des techniques de mesures indirectes
(polarisation spontanée, HV sismique, gravimétrie, géomagnétisme, sismologie,
radar géologique, résistivité apparente, etc.).
 L’hydrogéologie : étude des eaux souterraines

7.  La géologie des hydrocarbures : la recherche des hydrocarbures dans le
sol.
 La géologie minière : s’intéressent à la recherche des métaux précieux
concentrés dans le sol ou le sous-sol.
 La géotechnique : étudie l’aptitude ou l’adaptation des ouvrages humains
(travaux de génie civil : bâtiments, VRD, hydraulique, ponts, ….) au sol et aux
matériaux rocheux qui les supportent.
 La géochimie : étudie la répartition des éléments chimiques dans les
différents objets terrestres comme les roches, les minéraux, l’eau, les gaz
terrestres…….

8. V. Quelques terminologies
• Roche : peut être un matériau dur et cohérent (pierre), plastique (argile) ou meuble
(sable), liquide (huile) ou gazeux.
• Minéral : Un minéral est un constituant naturel de la croute terrestre ou de la surface
de la lune non organique, solide, liquide ou gazeuse, qui a une composition
chimique et une structure cristalline qui lui sont propres. La minéralogie est la
science des minéraux.
• Minerai : un minerai est un minéral ou une roche qu’on peut extraire, avec profit, un
ou plusieurs éléments.
• Sédiment : Un sédiment correspond à une accumulation non consolidée de
particules d'origine minérale, organique ou chimique.
• Un gisement est une accumulation naturelle, localisée, de matière minérale, solide,
liquide ou gazeuse, bien connue géologiquement (évalué en terme de tonnage,
teneur, métal contenu, etc.) et susceptible d’une exploitation économiquement
rentable. La notion de gisement varie dans l’espace et dans le temps (cours,
développement des infrastructures, demande mondiale, zone de guerre).
Simplement on dira qu’un gisement est une concentration minérale exploitable
économiquement et acceptable socialement.

9. V. Quelques terminologies
• Mines : Une mine est un gisement exploité de matériaux (par exemple d'or, de
charbon, de cuivre, de diamants, de fer, de sel, d'uranium, etc.).
• Une carrière est un endroit d'où sont extraits des matériaux de construction :
pierres, sable ou différents minéraux non métalliques ou carbonifères (par
opposition aux mines).
Le terme carrière désigne également une installation industrielle complète
comprenant un lieu d'extraction de matériaux et les machines servant à traiter la
roche extraite (le matériau en "tout-venant"), des hangars, des ateliers où sont coupés
et taillés les blocs de roches.

10. Chapitre II : Notions de Minéralogie
La minéralogie, une des plus anciennes parmi les Sciences de la Terre, a pour but l'étude des
minéraux, éléments ou composés naturels formant la croûte terrestre.
Le but de la minéralogie est :
• de recenser et d’identifier les minéraux ;
• de décrire les propriétés cristallographiques, physiques et chimiques des minéraux ;
• de classer les minéraux ;
• de promouvoir leur utilisation, permettre la synthèse de celles trop rares naturellement pour
la demande industrielle.
1) Qu’est-ce qu’un minéral ?
substance naturelle, non organique, solide, homogène, avec une composition et une structure
atomique définie et généra-lement 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. Ils sont les principaux constituants des roches. Il en existe environ
4'000 espèces, 400 sont fréquentes.

11. Il existe plus de 4000 variétés de minéraux dans la nature, mais seulement une douzaine de minéraux sont les plus
abondants.
La majorité des minéraux qui constituent la croûte terrestre
sont composés uniquement de huit (8) éléments chimiques :
Oxygène (O) : 46,5 %
Silicium (Si) : 28 %
Aluminium (Al) : 8 %
Fer (Fe) : 5 %
Calcium (Ca) : 3,5 %
Sodium (Na) : 3 %
Potassium (K) : 2,5 %
Magnésium (Mg) : 2 %
82,5 % de la croûte terrestre

12. Caractéristiques des minéraux
Un minéral est caractérisé par ses propriétés physiques et chimiques.
Propriétés physiques des minéraux
 Forme cristalline (système cristallin) :
 Dureté : Résistance du minéral à se laisser rayer
 Couleur : En général, les minéraux présentent une grande diversité de couleur
 Ténacité : Résistance au choc : minéraux fragiles, minéraux friables.
 Densité : Rapport entre le poids du minéral et le poids du volume d’eau qu’il déplace : poids
par unité de volume
 Éclat : Aspect de la surface du minéral lorsqu’il réfléchit la lumière : éclat métallique ou non
métallique (vitreux, nacré, mat, gras,…)
 Transparence : Propriété du minéral à laisser passer la lumière : minéraux transparent,
translucide ou opaque
 Clivage : Propriété du minéral de se casser selon des plans déterminés : plans de faiblesse
dans la structure cristalline du minéral
 Cassure : Propriété du minéral de se casser, de se briser en donnant des surfaces
irrégulières : cassure conchoïdale

13.  Trace ou trait : Couleur de la poudre du minéral : trace laissée par un minéral lorsqu’on le frotte sur
une plaque de céramique non émaillée
 Conductivité électrique : Capacité d’un minéral de conduire l’électricité : minéraux conducteurs et
minéraux non conducteurs
 Magnétisme : Capacité de minéraux riches en fer à se faire attirer par un aimant
 Photoluminescence : Émission de lumière lorsqu’un minéral est éclairé par une lumière de forte
énergie (rayons ultraviolets) par exemple : calcite, fluorite
 Radioactivité : Quelques minéraux émettent un rayonnement invisible: alpha, Bêta, gamma
par exemple : uraninite, thorite
Propriétés chimiques des minéraux
 Composition chimique : Éléments chimiques qui composent le minéral
 Solubilité : Propriété d’un minéral à se dissoudre dans l’eau ou dans un autre liquide (acide)
 Effervescence : Propriété de minéraux de la classe des carbonates à réagir avec certains types
d’acide (acide chlorhydrique). Cette réaction produit un gaz carbonique
Caractéristiques des minéraux (suite)

14. Composition chimique
Un minéral est défini par sa composition chimique et sa structure cristalline.
Les minéraux peuvent être composés d'un seul élément chimique :
exemples :
- Le graphite (C) - le Diamant (C)

15. Les minéraux peuvent être composés de plusieurs éléments chimiques.
Exemples :
Amazonite (KAlSi3O8)
Chalcopyrite (CuFeS2)

16. Structure cristalline
La structure cristalline (structure d'un cristal) d’un minéral correspond à l'arrangement des
atomes dans le cristal selon un espacement et une symétrie bien définis.
Carbone
Le graphite est un minéral constitué d'atomes de carbone qui se
présentent sous forme de couches ou de feuillets hexagonaux
non compacts.
La structure cristalline définie la forme géométrique d’un cristal

17. Structure cristalline
Lorsque les cristaux ont des formes géométriques bien définies, on dit qu’ils sont
automorphes.
Cristaux automorphes de pyrite Cristaux automorphes de grenat

18. Structure cristalline
Dans certains cas, les minéraux ne présentent aucune forme cristalline : ils sont dits
amorphes.
Exemples : cristaux amorphes de quartz
Quartz amorphe dans une obsidienne Quartz amorphe dans une opale

19. Dans la nature, les cristaux (minéraux) se forment dans des conditions qui ne permettent pas
toujours un développement parfait de leur forme cristalline.
En effet, les cristaux peuvent être gênés dans leur croissance par des cristaux voisins déjà
formés. Par conséquent ils ne présentent pas de formes géométriques bien définies : ils sont
dits xénomorphes.
Cristaux xénomorphes de
feldspath dans un granite

20. Dureté des minéraux
La dureté d’un minéral est déterminée par sa résistance à se faire rayer.
Échelle de dureté des minéraux (Échelle de Mohs)
Dureté Minéraux
1 Talc
2 Gypse
3 Calcite
4 Fluorite
5 Apatite
6 Orthose
7 Quartz
8 Topaze
9 Corindon
10 Diamant
Rayés par l’ongle (minéraux très tendres)
Rayés par une pièce de 1 cent en cuivre (minéraux assez
tendres)
Rayés par une pointe de canif (minéraux assez durs)
Rayent le verre (minéraux très durs)
On part du minéral le moins dur (talc) au minéral le plus dur (diamant)
Echelle de dureté relative

21. Système cristallin
Un système cristallin est un classement des cristaux sur la base de leurs éléments
caractéristiques de symétrie : axe, centre, plan.

22. Généralement, lorsque les cristaux
se développent
sans contrainte dans la nature ils
vont prendre la
forme d’un des sept systèmes
cristallins originels de base.