L2 - Géologie 2

L2 - Géologie 2
TD
2016-2017
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L2 - Géologie 2
Exercice 1 : Gradients de métamorphisme
a) On s'intéresse aux schistes lustrés alpins de la région du Chenaillet. Parmi les minéraux
indicateurs des conditions (P,T) subies par ces roches, on trouve des phengites, micas blancs
complexes formés de solution solide de muscovite et de céladonite. Le passage muscovite→
céladonite est caractérisé par une diminution de la substitution de Si par Al dans les tétraèdres
de silice, donc un enrichissement relatif en Silicium ; cet enrichissement dépend surtout de la
pression et accessoirement de la température (cf. doc 1.b), c'est donc un barothermomètre.
Le document 1.a) est une carte montrant les occurrences des minéraux index dans les schistes lustrés
de cette région ; on figure en grisé les isogrades Carpholite/Chloritoïde et Lawsonite/Epidote.
L'état de la carpholite (fraîche ou déstabilisée) est également indiqué. Les pointillés accompagnés
d'une valeur (ex. 3,25) correspondent à la quantité relative de Si dans la phengite : le long d'une ligne
le taux est constant.
Le document 1.b) est un diagramme (P,T) montrant les domaines de stabilité des minéraux
mentionnés ainsi que les taux de substitution de Si dans les phengites.
On cherche à connaître le gradient de métamorphisme ayant affecté ces schistes.
Q1 : Sur le diagramme (P,T) déterminer les conditions (P,T) correspondant aux quatre points de
prélèvement notés de A à D.
Q2 : En considérant que dans ce diagramme les points A à D puissent être alignés, déduire le type de
gradient de métamorphisme et donc le contexte géodynamique auquel est associé le métamorphisme
des schistes lustrés.
On rappelle les gradients suivants :
- HP-BT : environ 10°C /Km
- MP-HT : env. 20°C /Km
- BP-HT : env. 50°C /Km
b) On s'intéresse aux roches métamorphiques du massif de l'Agly, situé dans la haute chaîne des
Pyrénées.
Le document 2.b présente en coupe (le profil topographique est supposé horizontal, pour simplifier) la
répartition des couches géologiques métamorphisées, ainsi que les isogrades (notées de 1 à 5) et six
points de prélèvement d'échantillons, notés Za à Zf.
Le document 2.c présente la minéralogie des micaschistes de l'Agly.
On cherche à connaître le gradient de métamorphisme ayant affecté ces roches.
Q1 : Comment qualifier le pendage des surfaces géologiques de ce massif?
Q2 : En utilisant le diagramme (P,T) joint (doc. 2.a), et sachant qu'un gradient est représenté par une
ligne droite dans un diagramme (P,T), placer les points Za à Zf et déterminer ainsi le gradient
métamorphique du massif de l'Agly.
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Exercice 2 : QROC
 Les évaporites : pourquoi est-il fréquent d’en rencontrer plusieurs types différents en un même
affleurement ? Citez toutes les évaporites que vous connaissez.
 Quels microorganismes aquatiques peuvent sédimenter pour donner respectivement des roches
carbonatées et siliceuses ? A quelles conditions la diagenèse a-t-elle lieu ? Soyez précis dans vos
réponses.
 Définir la subsidence.
La mise en place en période glaciaire d’un inlandsis (calotte glaciaire) sur un continent entraîne un
enfoncement de la lithosphère. Expliquer le phénomène et expliquer ce vieux dicton scandinave :
« Le norvégien laboure là où son grand-père a pêché »
 Pourquoi la sédimentation de la matière organique peut-elle donner naissance, selon les cas, à des
composés du type graphite ou bien à des hydrocarbures ?
Exercice 3: Paragenèses
On étudie la roche grenue ci-dessous (en lame mince), caractérisée par 3 paragénèses
distinctes, notées G1, G2 et G3.
Identifiez le protolithe à partir de la paragénèse G1. Justifiez.
Expliquer pourquoi la paragenèse G1 est la plus ancienne et précisez la chronologie entre
les paragénèses G1, G2 et G3 ? Justifiez.
Placez-les sur le diagramme P, T (à recopier en version simplifiée sur votre copie)
Quelle est l’histoire de cette roche ? Dans quel(s) contexte(s) géodynamique(s) s’est-elle
formée ?
Si on avait trouvé des traces de silicates d'alumine (Al 2SiO5) dans des paragenèses de
cette roche, quels polymorphes associerait-on à chacune des paragenèses ? Justifier
en ajoutant les domaines de ces minéraux sur votre diagramme.

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DOCUMENTS ANNEXES :
Doc. 1.a
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Doc 1.b
Doc 2.a
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Doc 2.b
Doc. 2.c
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Doc.3
Exercice 4 : FOSSILES, MARQUEURS DE DEFORMATION.
A la surface d’un schiste primaire prélevé dans le Massif Armoricain, on peut
observer deux trilobites disposés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre
par les hasards de la fossilisation.
Au Carbonifère moyen (-320 MA), des déformations les ont affectés.
Le schéma ci-après représente, en taille réelle, ces deux fossiles déformés en
place à la surface du schiste.
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1- Préciser grâce à ces fossiles, le type de déformation subi par la roche et
l’intégrer dans l’histoire tectonique de la région.
On suppose pour simplifier que :
- les 2 animaux étaient, à leur mort, de même taille.
- la déformation s'est faite à volume (et surtout à surface visible) constant(e).
2- Une comparaison avec des trilobites de la même espèce retrouvés non
déformés suggère que l’échantillon de gauche est 1,5 fois plus long et 0,7 fois
plus large que la normale (Rq : inverse pour celui de droite : 1,5 fois plus large et 0,7 fois plus
long).
Construireprécisémentl’ellipsoïdededéformationparrapportà unesphère
initialederayon1 cm.
3- Quelleseraitl’alluredel’ellipsoïdedescontraintescorrespondant
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?