Présentation - Université d`Orléans
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2012>2020 Un continuum du lycée à l’université Présentation des projets de recherche Mardi 20 mai 2014 2 ISTO et Lycée Benjamin Franklin Doctorant : Kévin FRÉVILLE Lycéens : Solène ALBAR, Billel BEZGHICHE, Nina GENDRONNEAU, Harold PASQUET, Melissa THOUVENIN 2 Structure et Evolution de la chaine Varisque dans les Massifs cristallins Externes des Alpes Laboratoire : ISTO Par : Nina GENDRONNEAU, Harold PASQUET, Billel BEZGHICHE, Mélissa THOUVENIN, Solene ALBAR Sous la tutelle de : Kévin FRÉVILLE 3 - Convergence N-S . . - Fermeture de l’Océan Rhéique - Collision Gondwana-Laurussia - Formation de la Pangée . . 4 . Démantèlement de la chaîne Varisque 5 Morceaux de socle Varisque disséminés en France notamment dans les Alpes , la Corse… 6 ? La chaine Varisque est bien connue en Europe sauf dans sa branche Sud Est 8 En France le socle cristallin est majoritairement d'âge Varisque Il affleure : Massif Armoricain Massif Central Pyrénées Alpes Corse … 9 Massifs cristallins Externes des Alpes sont d’âge Varisque Massifs de Belledonne et du Pelvoux Laboratoire naturel Facile d’accès Mais encore mal compris !!!! 11 Analyse cartographique Analyse cartographique régionale 12 Analyse cartographique Extraction des roches du socle Varisque 13 Analyse cartographique Schéma structural en fonction des lithologies et des unités 14 Géologie structurale A l’échelle de la roche A l’échelle de l’affleurement 15 Géologie structurale Nord Niveau Clinomètre α O N Couche inclinée Boussole O ’ α Figure A Flèche de visée Figure B Mesure des foliations et des linéations 16 Géologie structurale Analyse des microstructures Plis d’entrainement Plan de cisaillement Cinématique 17 Géologie structurale Analyse statistique sur diagramme stéréographique Différencier les différentes familles de schistosités/foliations 18 Géologie structurale Analyse spatiale en 2D des mesures effectuées Géochronologie et thermo-barométrie quantitative Merci pour votre attention 23 ISTO et Lycée Benjamin Franklin Doctorant : Anne-Aziliz PELLETER Lycéens : Marcia DAVID-DAVEAU, Manon GARNIER, Albina LICINA, Louis MALASSENET, Yavuz YOLDASER 24 Présentation par : Albina LICINA Marcia DAVID-DAVEAU Manon GARNIER Louis MALASSENET Yavuz YOLDASER Encadrement : Anne-Aziliz PELLETER Gaëlle PROUTEAU Bruno SCAILLET 26 27 Qu’est ce qu’une zone de subduction ? Zone de recyclage de la lithosphère océanique 28 Constitution de la plaque lithosphérique plongeante : Sédiments Croûte océanique Manteau lithosphérique ~ 200 – 700 m 5 – 7 km ~ 80 km Fusion des sédiments subductés ? Présence de 10Be dans certains magmas d’arc Similarités entre la composition chimique des sédiments entrant en subduction et des magmas de l’arc volcanique 30 Volcanisme essentiellement explosif Coulées pyroclastiques, panaches de cendres, émission de ponces, … Émission d’importantes quantités d’éléments volatils (H2O, CO2, H2S, …) Roches volcaniques (basaltes, andésites, rhyolites) : roches qui refroidissent rapidement en surface 31 Tout le magma ne remonte pas à la surface ! Roches plutoniques (granodiorites, granites, …) : roches qui refroidissent et cristallisent lentement en profondeur Mise en place sous forme de dykes, sills, batholithes, …. 32 En TP, nous avons pu observer différents types de roches : Basalte (roche volcanique) : olivine, pyroxène, plagioclase et oxydes dans matrice vitreuse 33 Andésite (roche volcanique) : pyroxène, plagioclase, amphibole et oxydes dans matrice vitreuse 34 Granite (roche plutonique) : quartz, biotite, muscovite, feldspath bien cristallisés 36 On rappelle les problématiques de la thèse : Les sédiments fondent-ils pour les conditions P-T (pression – température) des zones de subduction ? Si oui, quelle est la contribution des sédiments dans la genèse des magmas d’arc ? Quelle pourrait être l’influence du soufre sur la fusion des sédiments et sur la nature des produits formés ? Pour répondre à ces questions, on réalise des expériences à l’aide d’une presse piston cylindre. Cet outil permet de simuler les conditions P-T au niveau des zones de subduction. 37 Au laboratoire : Expériences sur un sédiment pélitique venant de la Barbade (Petites Antilles) . Pélite sans ajout de soufre Pélite avec 1 wt. % de soufre Pélite avec 2 wt.% de soufre On commence par couper les capsules en or. Puis, on prépare les produits de départ et on pèse les quantités de poudre à mettre dans les capsules. Après avoir rempli les capsules de poudre, on les soude. 38 Lancement de la manip’ sur la presse piston cylindre (conditions de l’expérience : 1000 C et 3 GPa) Les capsules ont été mises dans un assemblage talc/pyrex/graphite. L’assemblage a été placé dans une des enclumes de la presse piston cylindre. Il faut pomper pour monter la pression sur l’échantillon. 40 Observations au microscope électronique à balayage (MEB) sulfures sulfures verre pyroxène verre grenat verre grenat Pélite sans soufre ajouté Pélite + 1 wt. % S Pélite + 2 wt. % S Présence de verre dans les 3 capsules : le sédiment a fondu ! On observe des phases minérales différentes en fonction des capsules (grenat pour 0 et 1 wt. % S – pyroxène pour 2 wt. % S ; présence de sulfures pour 1 et 2 wt. % S) Les minéraux n’ont pas la même taille et ne sont pas présents dans les mêmes proportions selon les capsules. l’ajout de soufre a un impact sur la nature et la taille des minéraux formés ! 41 Perspectives Faire une expérience du début à la fin Faire des mesures sur microsonde électronique pour obtenir la composition chimique des produits expérimentaux Merci pour votre attention 43 ISTO et Lycée Benjamin Franklin Doctorant : Alexandre BEAUDOIN Lycéens : Tikida DIAKITE, Sylvain GULLAUD, Borhane HASSANI, Mohamed KANDRY, Cyprien TRASSARD Apport des datations 40Ar/39Ar sur le timing du processus de localisation de la déformation sous les détachements crustaux Roches granitiques Roches métamorphiques Roches sédimentaires Beaudoin et al., in prep. Laurent et al., in prep. Stade 0 : pas de déformation pas d’orientation des minéraux Quartz Feldspath Biotite Muscovite Stade 1: Apparition d’une foliation et d’une linéation Linéation = axe d’étirement Foliation = Plan d’aplatissement Etirement N-S du granite lors de la déformation Carte des linéations d’étirement Stade 2: Apparition de bandes de cisaillement Cisaillements = plans de déformation postérieurs à la foliation Déformation top-N S N Cisaillement Foliation Stade 2 Stade 1 Stade 0 N Gradient d’intensité de déformation Stade 0 Stade 1 Stade 2 Apport des datations 40Ar/39Ar sur le timing du processus de localisation de la déformation sous les détachements crustaux Le processus de localisation de la déformation Déformation délocalisée Déformation localisée 1) Foliation relativement délocalisée dans le volume 2) Cisaillement relativement localisé selon des plans Localisation de la déformation au cours du temps Gradient d’âge de déformation ? C’est ce qu’on verra en seconde année grâce aux datations 40Ar/39Ar! Le but est de comprendre en combien de temps se localise la déformation Cela peut permettre une meilleure compréhension de comment se forme un séisme, qui est la forme la plus localisée de la déformation: un mouvement sur un plan de faille Merci pour votre attention 65 ISTO et Lycée Pothier Doctorant : Maxime DUCOUX Lycéens : Honorine BROYON, Hugo, BRUNETEAU, Nathan KERSAUDY, Patrick MBUNGIRA, Prune RUMEN, Thomas TRAVAILLARD 2012>2020 Géologie de la Presqu’île de Crozon : les roches témoins du passé 20 Mai 2014 BRUNETEAU Hugo MBUNGIRA Patrick TRAVAILLARD Thomas DUCOUX Maxime Laboratoire ISTO Massif Armoricain Une ancienne chaîne de montagne Hercynienne Les Grès Armoricains de la pointe de Pen-Hir 71 Les Grès Armoricains de la pointe de Pen-Hir E O 72 Rides de courants ou « ripple marks » de Corréjou 73 Rides de courants ou « ripple marks » de Corréjou Rides fossiles Rides actuelles E Plage de Corréjou O Grès armoricain ordovicien inférieur –480Ma à -470Ma 74 Bioturbations dans les Grès Armoricains à Corréjou E Bioturbations • Traces d’organismes vivants • Contemporaines du dépôt sédimentaire O 75 Pillow-lavas de la pointe de Lostmarc’h 76 Pillow-lavas de la pointe de Lostmarc’h O E Éruption volcanique sous-marine O - 445Ma E Discordance angulaire de l’anse de Porz Naye Discordance angulaire de l’anse de Porz Naye NO Paléozoïque -670 à -540 Ma Discordance Briovérien -542 à -251 Ma SE Illustration de la formation d’une discordance angulaire Discordance : Dépôt d'une strate sur des couches géologiques plus anciennes qui ne lui sont pas toujours parallèles. Elle indique une interruption de la sédimentation pendant une période donnée (différence d’âge entre les couches inférieures et supérieures) 4 1 2 3 Sédimentation Déformation Erosion Merci pour votre attention 83 2012>2020 Description de la coupe du Veryarc’h Laboratoire ISTO Doctorant : Maxime DUCOUX 20 mai 2014 Élèves de Pothier : Honorine BROYON Nathan KERSAUDY Prune RUMEN 85 Presqu’île de Crozon • Bretagne • Finistère 2 86 Falaises de la plage du Veryarc’h 3 Image Google Earth 88 Présentation de la coupe Photo de la coupe du Veryarc’h NO SE Interprétation de la coupe du Veryarc’h Schistes de Postolennec O E Caractéristiques : -Schistes noirs bleutés -Epoque de l’Ordovicien, Daréwillien -Entre -470 et -480 million d’années - N150E, 50°N 6 Schistes de Postolennec Nodules silico-alumineux Présence de fossiles : - Trilobites - Brachiopodes - Redonias E O Contact Schistes-Grès Grès Contact normal entre les Schistes de Postolennec et les Grès de Kermeur. Schistes 8 Grès de Kermeur O - Grès micacés - Bancs décimétriques E 9 Déformation des Grès de Kermeur O E Compression pendant l’Orogenèse Hercynienne. 10 Schistes de Cosquer Exemples de Slump O E OSO ENE 11 Schistes de Cosquer Niveau plus grèseux O E O E Formation de la Tavelle Zoom sur un pli, marqué par des niveaux quartzitiques 13 Formation de la Tavelle Niveaux de Pyrite Chevauchement des Grès Armoricain sur les Grès de Landevennec O E Grès Armoricain Grès de Landevennec 15 Merci pour votre attention 100 ISTO et Lycée Pothier Doctorant : Valentin LAURENT Lycéens : Louis BRACQUEMOND, JeanDamien DEROUET, Marceau ELOI, Adrien LE DUC, Florian THOMAS, Melchior TRELA Les roches métamorphiques : exemple de l'île de Groix Melchior TRELA Louis BRACQUEMOND Marceau ELOI Sous la direction de Valentin LAURENT 2012>2020 Un continuum du lycée à l’université Présentation des projets de recherche Laboratoire ISTO Introduction • Plaque tectonique: fragment de lithosphère en mouvement à la surface de la Terre. • Dorsale océanique: frontière de divergence entre deux plaques tectoniques qui s'écartent l'une de l'autre. • Subduction: frontière de convergence entre deux plaques tectoniques qui se rapprochent l’une de l’autre. Géodynamique de la Terre Dorsale Atlantique Amérique du sud Afrique Subduction Andes Dorsale Est Pacifique Dorsale de Carlsberg Subduction Tonga-Kermadec Subduction Indonésie Introduction Roches métamorphiques • Définition: recristallisation à l’état solide sous l’action de la température et de la pression. • Cas des zones de subduction: roches métamorphiques de haute pression et basse température. Grenat Omphacite Glaucophane Ici on mettra une photo de roche métamorphique qu’on verra sur le terrain. I) Cas de l’île de Groix : contexte géologique Quinquis,1980 I) Cas de l’île de Groix : contexte géologique Quinquis,1980 I) Cas de l’île de Groix : contexte géologique • L’île s’enfonce lors de la subduction. • A 60km : transformations métamorphiques. • Métamorphisme haute pression : 20 kbar mais à faible température, 400-450°C. • Cette pression est égale à 20 000 fois la pression atmosphérique. Philippon et al., 2009 II) Cas de l’île de Groix: roches métamorphiques Schistes bleus à lawsonite de l’île de Groix • Ile de Groix: préservation des assemblages minéralogiques de haute pression et basse température. Lws II) Cas de l’île de Groix: roches métamorphiques Eclogite de l’île de Groix • Ile de Groix: préservation des assemblages minéralogiques de haute pression et basse température. Grenat Omphacite Glaucophane Ici on mettra une photo de roche métamorphique qu’on verra sur le terrain. III) Discussion • Les roches métamorphiques permettent de comprendre une partie de l’histoire géodynamique de l’île de Groix. Schistes bleus à lawsonite Déformation ductile/fragile : exemple de l'île de Groix Jean-Damien DEROUET Florian THOMAS Adrien LE DUC Sous la direction de Valentin LAURENT 2012>2020 Un continuum du lycée à l’université Présentation des projets de recherche Laboratoire ISTO Introduction http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/deform.html Introduction Déformation fragile http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/deform.html Introduction http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/deform.html Introduction Déformation ductile http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/deform.html Introduction http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/deform.html I) Cas de l’île de Groix Quinquis,1980 Déformation ductile : foliation dans les schistes bleus Déformation ductile : Plis Déformation ductile : Plis Déformation fragile: Faille 2 cm Conclusion générale • • • • Ile de Groix: Présence de roches métamorphiques HP/BT Enfouissement maximum de 60 km. Déformation des roches: pendant le chemin prograde et rétrograde Déformation ductile principalement : foliation et plis. • Nos observations permettent de retracer l’histoire des roches de l’île de Groix. Philippon et al., 2009 Merci pour votre attention!
