TP3 - Composition pétrographique et chimique de la croûte et du manteau supérieur Parmi les enveloppes du globe, (lithosphère – manteau – noyau), seuls les matériaux de la lithosphère sont accessibles On distingue deux types de lithosphères : océanique et continentale Problème : Quelles est la nature des roches représentatives de chacune des lithosphères ? Activité 1 : : Observer à l’œil nu des roches et les identifier en justifiant leur structure et leurs minéraux Les classes des roches (doc 1) ◦ Sédimentaires ◦ Magmatique (plutonique ou volcanique) ◦ Métamorphique Couleur Aspect (poreux, dense, friable, compact, lisse…) Réaction à l’acide Présence de fossiles Texture (doc 3) qui sera confirmée par observation lame Activité 2 : Observer au microscope les lames minces correspondant à chacune des roches Le microscope polarisant La lumière présente une double nature, à la fois particulaire (photons), mais également ondulatoire. Ces ondulations électromagnétiques se font dans toutes les directions de l'espace (Lumière non polarisée). Après être passée dans un polariseur, la lumière (lumière polarisée non analysée) n'est plus formée que par des ondes vibrant dans un seul plan. Il est possible de faire passer la lumière dans un deuxième filtre, l'analyseur, à nouveau seules les ondes vibrant dans un seul plan peuvent le traverser. Or, les plans du polariseur et de l'analyseur sont perpendiculaires: en l'absence d'échantillon, la lumière traverse le polariseur, ne conserve qu'un plan de vibration. Une fois polarisée ainsi, la lumière ne peut traverser l'analyseur. Sans lame, aucune lumière n'arrive à l'oeil de l'observateur. On place une lame (section de minéral) entre polariseur et analyseur. La lumière polarisée traverse l'échantillon dans lequel elle est déviée. A la sortie de l'échantillon, elle vibre à nouveau dans plusieurs directions. Enfin, si un minéral ne dévie pas le plan d'ondulation de la lumière, il sera "éteint" en lumière analysée. (Cas des minéraux du système cubique: Grenat) Consignes d’utilisation Comme un microscope normal! ◦ Positionner le polariseur sur la source de lumière (ou la petite platine sur votre propre platine!) ◦ Positionner l’analyseur sur l’oculaire Pour observer en LPA : laisser les deux éléments, en LPNA : enlever l’analyseur! Qu’est ce qu’une lame mince de roche? 1- Couper la roche… …pour obtenir un « sucre » Qu’est ce qu’une lame mince de roche? 3- La fragment de roche collé sur la lame est à 2- Collage du sucre sur une lame de verre nouveau découpé à la scie diamantée pour réduire son épaisseur à 2 mm environ. 4- Il faut ensuite amincir encore cette section par usure sur le plateau du tour à l'aide d'abrasifs. (30µm) Observation des 4 lames Reconnaître les minéraux ◦ Voir doc 5 pour observer les différents critères Observation de clivage (plan de débit préférentiel du minéral) Observation pyroxène en LPNA Observation en LPA Observation de mâcles (simple ou multiple) (liées à la croissance de minéraux dans plusieurs directions) Observation feldspaths en LPNA Observation en LPA Observation de relief Observation (pyroxène au centre – olivine autour) en LPNA Observation en LPA Observation d’extinction (quand on tourne l’analyseur ou la platine) Observation en LPA MICAS QUARTZ Observation de couleur en LPNA Observation (pyroxène au centre – olivine autour) en LPNA Observation en LPA Observation de craquelures Observation en LPNA Craquelures -Observer les lames -Retrouver les minéraux décrits - Utiliser les termes scientifiques définis dans le doc 3 (microlithe, phénocristal…) Activité 3 : Légender des photographies Hatier 2001 Activité 4 : Comparer la composition chimique des roches constitutives de la lithosphère (doc 7) Composition chimique Pourcentage massique d’éléments chimiques Granite Basalte Péridotite O 49.4 44.5 43.5 Si 32.4 23.6 21.1 Al 7.4 7.9 1.9 Fe 2 9.6 6.5 Mg 0.6 2.5 22.5 Ca 1 7.2 2.2 Na 2.6 1.9 0.5 K 4.6 0.1 0.02 Table 8-3. Chemical analyses of some representative igneous rocks Peridotite Basalt Andesite SiO2 42.26 49.20 57.94 TiO2 0.63 1.84 0.87 Al2O3 4.23 15.74 17.02 Fe2O3 3.61 3.79 3.27 FeO 6.58 7.13 4.04 MnO 0.41 0.20 0.14 MgO 31.24 6.73 3.33 CaO 5.05 9.47 6.79 Na2O 0.49 2.91 3.48 K2O 0.34 1.10 1.62 H2O+ 3.91 0.95 0.83 Total 98.75 99.06 99.3 Rhyolite Phonolite 72.82 56.19 0.28 0.62 13.27 19.04 1.48 2.79 1.11 2.03 0.06 0.17 0.39 1.07 1.14 2.72 3.55 7.79 4.30 5.24 1.10 1.57 99.50 99.23