TP 1 : Comment appréhender la structure interne du globe terrestre?

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