Structure, composition et dynamique de la Terre

Détermination de la composition chimique d’une roche à
partir d’une lame mince.
Place dans la démarche explicative
Place dans le programme de première S
Composition chimique de la Terre : des échantillons naturels aux matériaux inaccessibles.
Objectif notionnel
Les enveloppes de la Terre, accessibles par échantillonnage, ont des compositions chimiques
différentes que l'on détermine à partir de l'étude de roches représentatives. La composition
chimique des roches, présentée en % massique, est dominée par un nombre limité d'éléments
dits "majeurs" (Si, O, Mg, Fe, Ca, Na, K, Al).
Objectifs méthodologiques
Utiliser un microscope avec dispositif de polarisation.
Réaliser une manipulation d’après un protocole.
Utiliser des logiciels pour une capture et un traitement de données.
Représenter des données sous forme de tableau.
Prérequis
La Terre est structurée en enveloppes concentriques (croûte continentale ou océanique, le
manteau et le noyau). L’examen des roches échantillonnées en surface montre une très grande
variabilité, mais en première approximation, il suffit de prendre en compte trois pôles
principaux organisés autour de « roches représentatives » : les péridotites du manteau, les
granitoïdes de la croûte continentale et les basaltes ou gabbros de la croûte océanique.
Supports
Lame mince de granite en LPA
Lame mince de gabbro en LPA
Lame mince de péridotite en
LPA
Images numérisées de lames minces de granite, gabbro, péridotite ou Lames minces de
granite, gabbro, péridotite ; Filtres polarisants ; Scanner numérisant les diapositives
- Fiches de détermination des principaux minéraux
- Ordinateur
- Logiciel Mesurim à télécharger sur le site de l’académie d’Amiens :
http://www.ac-amiens.fr/svt/info/logiciels/Mesurim2/Index.htm
- Tableur (Excel ou autre)
-
Feuille de calcul de la composition chimique d’une roche :
Voir le document
Fiche protocole
Consignes
Résultats attendus
1° - Numériser à l’aide du scanner et de la fiche Image nette d’une définition suffisante pour une
bonne reconnaissance des minéraux.
protocole fournie, une image de la lame mince
fournie (granite ou gabbro ou péridotite) en LPA. Respect du protocole
Enregistrer l’image.
Bonne mise au point.
Remarque : la numérisation peut également être Choix du grossissement approprié.
Image nette et exploitable.
réalisée par l’élève à l’aide d’un microscope
Respect du protocole
muni d’un dispositif de polarisation et d’une
webcam.
2° - Lancer le logiciel mesurim et ouvrir l’image
numérisée. La redimensionner si elle est trop
grande.
Déterminer la composition minéralogique de
la roche en utilisant les planches de
reconnaissance fournies.
Appeler le professeur pour vérification
3° - Réaliser un schéma de l’image de la lame
mince en utilisant la fiche protocole.
Enregistrer le schéma obtenu au format BMP.
4° - Mesurer la composition minéralogique de
la roche observée en appliquant le protocole
indiqué.
5° - Lancer le logiciel Excel. Ouvrir la feuille de
calcul de la composition d’une roche.
Renseigner le tableau en utilisant les mesures de
composition minérale réalisées.
Noter la composition chimique de la roche
observée en lame mince.
6° - Indiquer les principaux éléments
constituants, la croûte continentale (dont le
représentant est le granite), la croûte océanique
(dont le représentant est le gabbro), la partie la
plus superficielle du manteau (dont le
représentant est la péridotite)
Composition minéralogique correcte.
Détourage correct des minéraux avec fermeture
de tous les contours.
Transfert correct du schéma et enregistrement
au format et dans le dossier indiqué.
Respect du protocole.
Utilisation correcte du logiciel.
(Le verrouillage des cellules permet d’éviter les
erreurs si l’élève entre la valeur dans la
mauvaise cellule).
Saisie des données du tableau pour
montrer que :
La croûte continentale est riche en Si, Al, Na et
K et possède peu de Fe et Mg.
La croûte océanique est plus pauvre en Si, Na et
K mais possède plus de Ca, Fe et Mg.
Le manteau superficiel : encore moins de Si,
très peu de Na et K, beaucoup de Fe et surtout
de Mg.
Schématisation d’une image de lame mince à l’aide de Mesurim