Densité des roches
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Thème IB Chapitre 1 : Les caractéristiques du domaine continental Des reliefs continentaux Altitude et profondeur Répartition à la surface du globe Protocole d’estimation de la masse volumique d’une roche. • Peser un échantillon de roche; • Remplir une éprouvette graduée et noter le volume d’eau. • Déposer l’échantillon de roche dans l’éprouvette remplie d’eau • Noter le nouveau volume d’eau. • Évaluer alors le volume de la roche. • Calculer la masse volumique en g/cm3 • La densité est le rapport entre la masse volumique de la roche et celle de l’eau = 1g/cm3 Densité des roches: granite 2,4-2,8 basalte 2,7-3,2 gabbro 2,9-3,1 péridotite 3,2-3,4 gneiss 2,7-2,8 Méthode pour faire une coupe sur un dossier kmz , logiciel google earth • • • • • • • Ouvrir le dossier kmz ds google earth Repérer la coupe demandée, affichage du relief Affichage des isobathes du moho Repérage sur le coupe des points sur la coupe Utilisation d’une échelle Placer les points du moho sous la coupe Titrer, légender Modèle pour CC Dans le modèle d’Airy, la croûte présente une densité constante et repose sur des roches de densité supérieure. L’état d’équilibre de chaque colonne de roches dessus de la surface de compensation s’explique par des proportions différentes de chaque type de roches dans les colonnes. Dans le modèle de Pratt, chaque colonne de roches présente une densité différente. Plus cette densité est forte, plus la hauteur de la colonne de roches est faible au-dessus de la surface de compensation Datation abolue Radiochronologie ou datation absolue Les éléments radioactifs présents dans les roches se désintègrent spontanément, et se transforment en éléments stables. un élément radioactif « père » se transforme spontanément en un élément « fils » La désintégration de tout élément radioactif constitue une véritable« horloge » car elle se fait en suivant une loi mathématique immuable de décroissance exponentielle en fonction du temps quelle que soit la quantité d’élément père présente au départ, il faut toujours le même temps pour que cette quantité soit réduite de moitié par désintégration. Cette durée caractéristique d’un élément est sa demi-vie (t1/2). Elle varie d’un élément à l’autre et peut atteindre plusieurs milliards d’années. Datation par radiochronologie (datation absolue) avec le couple Rb/Sr, il est possible de dater des roches de plusieurs milliards d’années. Au cours du temps, 87Rb diminue au profit de 87Sr. Ceci pour chaque minéral constituant une roche Donc le rapport 87Rb/86Sr diminue et le rapport 87Sr/86Sr augmente. Le résultat est une droite isochrone Due à l ’alignement des points des minéraux La pente de la droite donne le temps qui s’est écoulé depuis la formation de la roche, donc son âge. Datation par radiochronologie (datation absolue) avec le couple Rb/Sr, • Repérer les valeurs de Rb et St pour chaque minéral. • Calculer les rapports : 87Rb/86Sr =X, 87Sr/86Sr =Y • Insérer les valeurs de X et de Y trouvées dans le logiciel. • La droite isochrone s’affiche automatiquement. • Changer l’échelle pour qu’elle apparaisse en entier (cliquer sur les axes, changer la valeur de l’échelle) • La pente (=coefficient directeur) s’affiche. • L’âge de la roche aussi!!! On retrouve une droite d’équation : Y= a X + B avec Expérimentalement cela donne : a = (e λt -1) Donc t = ln( a + 1) λ table de valeurs de la fonction Coefficient directeur de l'isochrone noté a Age du granite noté t en millions d'années 0,001 70,4 0,002 141 0,003 211 0,004 281 0,005 351 0,006 421 0,007 491 0,008 561 0,009 631 0,01 701 les roches parmi les plus anciennes sont trouvées au niveau de la croûte continentale terrestre. Le planisphère permet de situer les masses rocheuses les plus anciennes sur les différents continents. C’est au sein de ces ensembles rocheux que l’on trouve actuellement des roches âgées de plus de 4 milliards d’années, comme dans la région d’Acasta au Canada. L’âge de la croûte océanique n’excède pas 200 Ma, alors que la croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Cet âge est déterminé par radiochronologie Bilan : comparaison CO et CC CO CC Nature Basalte Gabbro (plagioclases, pyroxènes) Granite Granitodiorite (quartz, feldspaths, micas) Âge Au max 200Ma au max 4.5Ga Épaisseur (moyenne) densité 7km 35 km 3 2.7 Schéma bilan comparaison CC CO S N Pli de Saint clément E Faille inverse à St Rambert en Bugey Les roches claires sont datés du Jurassique (- 200 à - 145 Ma) Les roches recouvertes de végétation sont des marnes et des argiles du Trias (- 251 à – 200 Ma) W E T Cs T P Nappes de charriage dans le Briançonnais (Alpes). Les couches de calcaire et dolomies du trias (T) surmontent les calcschistes du crétacé supérieur (Cs). Le permien (P) affleure au fond des gorges du Guil W chevauchement granite gneiss Texture grenue foliée Minéraux Quartz felspath mica Quartz felspath mica Disthène, sillimanite, andalousite densité 2.5à 2.9 2.5à 3 LPNA Lames minces de granite au microscope LPA diagrammePT diagrammePT étude d’un graphique PPT : -Repérage des minéraux de la roche -Repérage des domaines de stabilité de ces minéraux dans le graphique -Bornage chiffré des domaines de stabilité des minéraux -Reconstitution du trajet de la roche en fonction des minéraux présents un épaississement de la croûte continentale s’accompagne de modifications des conditions de température et de pression à l’intérieur de celle-ci. Les roches sont alors modifiées et « enregistrent » ces nouvelles conditions. L’étude de ces roches dites métamorphiques permet de reconstituer les conditions de leur formation. Ces roches métamorphiques proviennent de roches sédimentaires appelées pélites ou du granite qui ont été soumises à des conditions de pression et de température différentes de celles dans lesquelles elles se sont formées. Elles ont subi des transformations à l’état solide sans modification de la composition chimique. C’est pourquoi on les qualifie de métamorphiques. Les minéraux sont indicateurs des conditions de pression et température par lesquelles sont passées ces roches. Ils racontent l’histoire de la roche.
