LE CYCLE DES ROCHES LES FAMILLES DE ROCHES

Extraits du dossier Pédagogique pour l’exposition GéoL’Ot créé par Carrefour des Sciences et des Arts, CCSTI du Lot
Espace Caviole, 118 rue du Président Wilson, 46000 Cahors
05 65 22 28 14 [e-mail] http://carrefour-sciences-arts.org
ACTIVITE n°2 : Ne m'appelez plus caillou
Objectifs :
• Utiliser le vocabulaire adapté
• Observer des échantillons de roches
• Classer les roches en fonction de caractéristiques communes
- Avoir une roche dans la main et demander aux élèves ce que c'est (caillou / pierre / roche…)
- Expliquer les différences entre ces termes et amener les élèves à utiliser le mot "roche".
- Où trouve-t-on des roches dans la nature ?
- Toutes les roches sont-elles identiques ?
- En quoi sont-elles différentes ? (couleurs, formes, toucher)
- jeux des associations : placer sur chaque carton coloré la roche de la même couleur
- jeux des présentations : Présenter une roche et demander aux enfants de la décrire (couleurs, formes, toucher)
- Donner le nom de cette roche
- Observer cette roche à la loupe puis au microscope
- Recommencer cet exercice jusqu'à avoir présenter au moins 6 roches différentes (granite, galet, talc, silex, ardoise, argile, calcaire, sable….)
- Jeux des boites à toucher : mettre les échantillons les plus reconnaissables dans les boites, et faire deviner aux enfants le nom de la roche
sans la regarder.
- Jeux'résume : Présenter une roche au hasard en décrivant ses caractéristiques puis demander aux enfants de trouver son nom (ex : J'ai trois
couleurs, je suis grise, blanche et noir, je suis rugueuse. Je m'appelle "Granite")
Matériel nécessaire : des échantillons de roches différentes / des loupes / des microscopes / des cartons de couleurs / 6 boites à toucher
ACTIVITE n°3 : Tester la dureté des minéraux
Objectifs :
• Observer / toucher des minéraux
• Utiliser l'échelle de Mohs
• Établir une classification hiérarchisée
L'échelle de dureté est graduée de 1 à 10. A chaque niveau de la règle correspond un minéral qui sert de référence. On peut estimer les duretés
facilement : les minéraux de dureté 1 et 2 se rayent facilement à l'ongle, celui de dureté 1 étant généralement onctueux au toucher. Un fil de cuivre
raye les minéraux de dureté 3, le canif les raye jusqu'à 5, une bonne lime à fer les entame jusqu'à 7. Les minéraux de dureté supérieure à 6 rayent
le verre.
LE CYCLE DES ROCHES
Les processus dynamiques affectant la croûte terrestre permettent le recyclage des roches. A la surface de la Terre,
l'altération chimique et l'érosion réduisent les roches préexistantes en sédiments, qui forment de nouvelles roches.
Celles-ci peuvent être enfouies sous la surface de la Terre. Sous l'effet de la chaleur, de la pression et des mouvements
tectoniques, elles se fracturent, se déforment ou même fondent. Par exemple, un grès se transformera en gneiss, et un
gneiss fondu cristallisera en granite. L'exhumation des zones profondes de la croûte terrestre remonte ces nouvelles
roches à la surface.
LES FAMILLES DE ROCHES
Une roche est une association naturelle de plusieurs minéraux. On distingue plusieurs types de roches : roches plutoniques, volcaniques,
sédimentaires et métamorphiques. Cette classification se base sur les phénomènes de formation des roches.
- Les roches plutoniques ou intrusives : se forment par refroidissement d'une lave sous la surface du sol. (ex : granite). Ces roches sont
formées de cristaux parfois disposés en lits, issues d'un magma solidifié en profondeur.
- Les roches volcaniques ou effusives résultent du refroidissement d'une lave à la surface du sol. (ex : basalte, obsidienne, bombe
volcanique). Ces roches sont formées par solidification de lave à la surface, elles peuvent contenir du verre, des bulles de gaz, ou montrer des
structures de flux.
- Les roches sédimentaires se forment à la surface de la terre. (ex : calcaire, grès, argile). Elles résultent de la consolidation de sédiments. On
distingue les sédiments formés de grains, déposées en strates (couches) par l'eau ou le vent et ceux formés de matériel biologique (calcaire
par exemple). Produites par le mouvement de l'eau ou du vent (érosion), les roches sédimentaires sont issues de l'accumulation de grains de
roche ou bien formées par dépôt de restes organiques et par des processus chimiques. Les rivière et les fleuves charrient de la boue, des
sables et des graviers, et aussi des sels minéraux que nous ne voyons pas : ce sont les alluvions. Quand les cours d'eau sont en crue, leur
puissance de transport devient très importante. Tous les matériaux charriés se déposent sur les berges, sur les plages ou en pleine mer et
donnent naissance à des roches de dépôt, les roches sédimentaires comme le sable, l'argile ou le calcaire. Si ces roches constituent nos
paysages actuels, alors que la plupart d'entre elles se sont formées en mer, c'est que les régions se sont soulevées, ce qui a chassé la mer
vers d'autres espaces.
1 : talc 2 : gypse 3 : calcite 4 : fluorine 5 : apatite
6 : orthose 7 : quartz 8 : topaze 9 : corindon 10 : diamant

- Les roches métamorphiques résultent de la transformation d'une roche sous l'effet de la chaleur, due à un contact avec de la lave ou à un
enfouissement à de grandes profondeurs. (ex : ardoise, marbre). Ces roches, produites par l'action transformante de la chaleur et la pression,
montrent souvent des figures de déformation (aplatissement, striation, plissement). Elles renferment des minéraux caractéristiques tel que le
grenat. Les roches métamorphiques de haut degré se forment dans la croûte terrestre profonde, à pression et chaleur élevées. Celles de bas
degré, telle l'ardoise, à plus faible profondeur.
QUELQUES ROCHES A LA LOUPE
Roches sédimentaires :
- Les calcaires : roches jaunes, blanches ou grises, composées essentiellement de calcite. Ils réagissent à l'acide dilué en provoquant une
effervescence caractéristique due au dégagement de dioxyde de carbone. La calcite peut se présente sous forme de boue, de grains
détritiques de petites sphères, de cristaux et / ou de fossiles. La combinaison de ces formes conduit à des variétés très diverses, chacune étant
caractéristiques d'un environnement de formation particulier.
- Le silex : est une variété de chert qu'on trouve dans la craie sous forme de nodules ou de rognons de forme arrondie irrégulière, souvent
disposées en bancs parallèles aux dépôts. Sa cassure est conchoïdale et sa couleur, grise, brun - jaunâtre ou noire. Il est parfois zoné. Plus
résistant à l'altération que la craie, il forme des plages de galets.
- Le charbon : est une roche noire et légère qui se forme par compression d'épaisses couches de végétaux, dont la tourbe est le premier stade
de transformation : on y voit encore très bien les restes de plantes. Dans le charbon, les plantes sont presque entièrement transformées en
carbone, mais quelques traces fossiles y sont conservées.
- L'ambre : est une roche organique constituée de résine fossile de conifère. Elle est douce, transparente à translucide, jaune orangé. De
densité proche de celle de l'eau, elle peut flotter. On y trouve parfois des fossiles de petits animaux ou de plantes. Le plus célèbre gisement
d'ambre du monde est celui de la mer Baltique.
Roches magmatiques :
- Le granite : est une roche courante et bien connue. Sa texture grenue permet d'identifier à l'œil ou à la loupe les minéraux qui la constituent.
Ce sont le quartz, le feldspaths et le mica. Le granite se forme par cristallisation lente d'un magma sous la surface terrestre.
- L'obsidienne : est un verre volcanique noir, à belle cassure conchoïdale. Formée par refroidissement rapide d'une lave acide, elle
accompagne souvent la ponce. Pendant la préhistoire, les fragments d'obsidienne, très acérés, étaient très recherchés pour servir d'outils
tranchants.
- Le basalte : est la roche volcanique la plus connue à la surface de la Terre. Il forme la quasi-totalité du plancher océanique, et de grands
épanchements sur les continents. C'est une roche à grain fin, noire, qui s'altère en vert sombre ou marron. Les bulles de gaz forment des
vésicules, parfois remplies par des minéraux plus tardifs. La surface d'une coulée de basalte peut être lisse et douce ou rugueuse et
anguleuse.
- Ponce : cette roche volcanique vitreuse claire, grise ou jaune est criblée de trous sphériques ou étirés. Extrêmement légère (elle peut flotter
sur l'eau), elle est produite par une lave mousseuse acide, et est parfois associée à la rhyolite et a l'obsidienne. la ponce peut être transportée
loin de sa source par les courants, voir par le vent.
- Bombe volcanique : cette roche pyroclastique résulte du refroidissement d'un morceau de lave expulsé dans les airs. Elle s'arrondit au cours
du trajet, prenant une forme elliptique, peut aussi être pointue et tordue. D'ordinaire brune ou rouge, elle s'altère en brun jaune. Sa surface peut
être grenue lisse ou craquelée.
Roches métamorphiques :
- Le gneiss : est une roche métamorphique commune à texture litée, montrant une alternance de lits clairs, à feldspath et quartz, et de lits à
minéraux sombres : micas, amphiboles… les grains, de moyens à grossiers, sont bien visibles. Selon les minéraux accessoires, on distingue
les variétés : gneiss e grenat, à sillimanite à cordiérite…
- Le schiste : est une roche à texture schisteuse, c'est à dire qui se délite en feuille plus ou moins épaisses, ondulées ou irrégulières. Le mica
est souvent abondant mais on y trouve beaucoup d'autres minéraux faisant varier la couleur. Le schiste se forme par métamorphisme de
moyen degré de sédiments a grain fin, et forme souvent de grandes unités régionales en zone montagneuse.
- L'ardoise : est une roche familière, très utilisée pour les toitures et les sols. Grâce à son très bon clivage bien plan, on peut la débiter en
plaques très minces. Sa couleur est sombre : gris ou noir, parfois vert, pourpre ou rouge. La France est le premier consommateur mondial
d'ardoise.
Voir activité en pièce jointe intitulée "tester les propriétés des roches" et utiliser la clef de détermination.
ACTIVITE n°4 : Qui suis-je ?
Objectifs :
• Observer des roches
• Utiliser une clef de détermination
• Classifier les roches en fonction des grandes familles
• Utiliser une démarche scientifique
Utiliser les fiches :
- granite "qui suis-je ?"
- calcaire "qui suis-je ?"
- argile "qui suis-je ?
- schiste "qui suis-je ?"
- "qui suis-je questionnaire à trou"
- les clefs de détermination