Les transformations minéralogiques subies par les roches alpines
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05_I5_G_Num_08.doc I5- la convergence lithosphérique et ses effets Fiche sujet - élève LES TRANSFORMATIONS MINERALOGIQUES SUBIES PAR LES ROCHES ALPINES L’observation de la composition minéralogique des roches de la vallée du Guil, dans les Alpes a permis d’émettre l’hypothèse suivante : la subduction d'une lithosphère océanique est une des étapes de l’histoire de la formation des Alpes. On recherche dans ces échantillons, qui sont tous d’anciens gabbros océaniques, des arguments en faveur de cette hypothèse. Matériel : - microscope à platine tournante avec dispositif de polarisation (dont un analyseur amovible), - lame mince d'éclogite (LM1), - photographie de lame mince de métagabbro en lumière polarisée sans l'analyseur (LM2 – LPNA, document élève 2/2), - fiche technique d’utilisation du logiciel de traitement d’image, - ordinateur, logiciel de traitement d’image « MESURIM», - planche des caractéristiques des minéraux principaux de ces deux roches (document élève 1/2), - diagramme pression - température (fiche réponse - élève) à rendre à l'issue de l'épreuve. Activités et déroulement des activités 1- Rechercher et retrouver au microscope polarisant un cristal de grenat et un cristal de jadéite sur la lame LM1 à l'aide de la planche des caractéristiques des minéraux. Les placer successivement au centre du champ du microscope. Capacités et critères d'évaluation Utiliser le microscope pour retrouver des minéraux Barème 6 Appeler l'examinateur pour vérification. 2- A partir de l'image numérique de la lame LM2, qui montre les relations entre un pyroxène Représenter une relique et du glaucophane, le tout dans une matrice incolore à légèrement verte (épidote et observation par un schéma chlorite) correspondant à d’anciens plagioclases transformés, réaliser, à l'aide du logiciel, un en utilisant un logiciel schéma d'interprétation qui mette bien en évidence la transformation minéralogique observée. pour mettre en évidence des relations entre minéraux Appeler l'examinateur pour vérification. 3- Placer LM1 et LM2 dans le diagramme pression – température de la fiche réponse, puis compléter le diagramme afin d'exprimer les transformations subies par le gabbro océanique initial (déjà placé sur le schéma). On rappelle qu'un gabbro océanique se met en place au niveau d'une dorsale, subit une expansion océanique pendant des millions d'années avant d’entrer éventuellement en subduction. Traduire des informations par un schéma 4- A partir des données reportées sur le diagramme précédent, indiquer des arguments en faveur de l’hypothèse d’une subduction. Adopter une démarche explicative 7 3 pour exprimer des relations 4 05_I5_G_Num_08.doc I5- la convergence lithosphérique et ses effets Au microscope avec le plus faible grossissement En lumière polarisée et En lumière polarisée En LPA non analysée (avec analysée (avec analyseur) (sans analyseur) analyseur) En LPNA (sans analyseur) Fiche document – élève (1/2) LES TRANSFORMATIONS MINERALOGIQUES SUBIES PAR LES ROCHES ALPINES Planche des caractéristiques des minéraux Pyroxène relique Glaucophane Epidote Quartz Jadéite Grenat Sections à bords diffus de couleur beige clair. Nombreuses fissures parallèles fines dans le sens de la longueur. Teintes vives de polarisation : jaune rouge magenta bleu. Sections allongées + ou – rectangulaires de couleur vert pâle. Deux séries de fissures fines parallèles (clivages). Minéral bleu à violet plus ou moins pâle dont la couleur varie selon l'orientation. Deux séries de fissures parallèles. Contours irréguliers très marqués (fort relief). Légère couleur vertjaune. Aspect craquelé. Incolore et parfaitement limpide. Sections irrégulières comblant les interstices. Teintes vives : jaune rouge magenta à bleu, légèrement atténuées par la couleur naturelle. Teintes vives de polarisation : jaune rouge magenta bleu (manteau d'Arlequin). Teinte de Teintes vives de polarisation gris clair polarisation : jaune à blanc. orange ou magenta, rarement bleue. Sections hexagonales ou pentagonales de couleur légèrement rosée. Craquelures et limites bien marquées (fort relief). Teinte noire (=éteint) quelle que soit l'orientation du cristal. 05_I5_G_Num_08.doc I5- la convergence lithosphérique et ses effets Fiche document - élève (2/2) LES TRANSFORMATIONS MINERALOGIQUES SUBIES PAR LES ROCHES ALPINES Photographie d'une lame mince de métagabbro (lumière polarisée sans analyseur ou LPNA) 05_I5_G_Num_08.doc I5- la convergence lithosphérique et ses effets Fiche réponse - élève LES TRANSFORMATIONS MINERALOGIQUES SUBIES PAR LES ROCHES ALPINES Diagramme pression-température (Gabbro = gabbro océanique initial) Nom: Prénom: Classe : Document à rendre à l'examinateur à l'issue de l'épreuve 05_I5_G_Num_08.doc I5- la convergence lithosphérique et ses effets Fiche technique d’utilisation du logiciel « MESURIM » LES TRANSFORMATIONS MINERALOGIQUES SUBIES PAR LES ROCHES ALPINES Récupérer une image Fichier / ouvrir / Préciser à l’élève le dossier dans lequel se trouve l’image à récupérer. Pour réduire l’image : Image / redimensionner / sélectionner un pourcentage et entrer. Créer schéma dans Mesurim Outils / schéma une fenêtre schéma s’affiche à côté de la photo. En travaillant directement sur la photo avec les différents outils, les tracés effectués s’affichent automatiquement dans la fenêtre schéma. Les outils : La fonction de chaque icône apparaît dans une bulle, quand on place le curseur de la souris sous l’icône. Le crayon permet de faire des contours, des dessins ; La ligne permet de tracer des droites ; La gomme permet d’effacer mais uniquement sur le schéma ; La flèche bleue permet d’annuler la manœuvre précédente ; L’icône verte et blanche permet d’effacer la totalité de ce qui est sur le schéma. Un conseil : pour augmenter la largeur du trait flèche du haut Transférer le schéma dans la partie principale de MESURIM (menu Fichier – Transférer) avant de le légender et de l’imprimer. Légender le schéma Sélectionner l’icône « A ». Positionner le curseur de la souris et cliquer à l’endroit où l’on veut indiquer la légende, un rectangle de rédaction. Pour une nouvelle légende, repositionner le curseur, cliquer et effacer avant d’écrire à nouveau. 05_I5_G_Num_08.doc I5- la convergence lithosphérique et ses effets Fiche laboratoire LES TRANSFORMATIONS MINERALOGIQUES SUBIES PAR LES ROCHES ALPINES Ce sujet ne sera sélectionné par l’établissement que si les élèves sont familiarisés avec l’emploi de MESURIM Matériel à prévoir : - microscope à platine tournante avec dispositif de polarisation (dont un analyseur amovible), lame mince d'éclogite (LM1), photographie de lame mince de métagabbro en lumière polarisée sans l'analyseur (LM2 – LPNA, document élève 2/2), en planche à imprimer ou à afficher à l’écran (fichier 05_I5_G_Num_08pl2.doc), et en image seule (fichier 05_I5_G_Num_08.jpg), fiche technique d’utilisation du logiciel de traitement d’image, ordinateur, logiciel de traitement d’image « MESURIM», planche des caractéristiques des minéraux principaux de ces deux roches (document élève 1/2), en planche à imprimer ou à afficher à l’écran (fichier 05_I5_G_Num_08pl1.doc) Précisions quant au matériel nécessaire : Le laboratoire doit disposer d'échantillons d'éclogite non rétromorphosée et de lames minces de la même roche dans lesquelles la jadéite et le grenat soient facilement identifiables. Pour l'identification, voir site de l'académie de Lyon : http://www2;ac-lyon.fr/enseigne/biologie/index.html prendre la rubrique Nouveautés et chercher l'article sur les transformations minéralogiques du gabbro. Le logiciel de traitement d’images MESURIM, téléchargeable sur le site SVT d'Amiens, permet de réaliser un schéma à partir d’une photographie. http://www.ac-amiens.fr/pedagogie/svt/info/logiciels/Mesurim2/Telecharge.htm La photographie de l’auréole de glaucophane (05_I5_G_Num_08.jpg) doit être disponible pour l’élève sur disquette ou dans un dossier identifié de l’ordinateur. Elle est également disponible en planche séparée (05_I5_G_Num_08pl2.doc). Elle montre très clairement l'auréole de glaucophane bleutée autour du pyroxène. 05_I5_G_Num_08.doc I5- la convergence lithosphérique et ses effets Fiche barème d'évaluation LES TRANSFORMATIONS MINERALOGIQUES SUBIES PAR LES ROCHES ALPINES Noms des élèves Capacités et critères d’évaluation (en gras, pendant la séance) 1- Utiliser le microscope : - réalisation des réglages et utilisation des objectifs - utilisation du dispositif de polarisation - remise du microscope dans l’état initial recherche, identification puis centrage d’un cristal de grenat et d'un cristal de jadéite 2- Représenter une observation par un schéma en utilisant un logiciel : - utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel à partir de la fiche technique - traitement des données (= réalisation du schéma et écriture des légendes correctes) - présence d’un titre et d'un figuré clair indiquant la transformation du pyroxène relique en glaucophane 3- Traduire des informations par un schéma : - traduction graphique des informations (LM1 et LM2 correctement placées, flèche correctement placée et orientée) - exactitude des légendes (expansion océanique, subduction) 4- Adopter une démarche explicative : transformations minéralogiques traduisant des conditions de pression et de température indiquant un enfouissement des roches Note - Barème 4 2 3 2 2 3 4 /20
