TP 1 Les caractéristiques de la croute continentale

TP 1 Les caractéristiques de la croute continentale
Rappel : compléter le schéma simplifié de la structure verticale du globe.
Objectif : déterminer les caractéristiques du domaine continental.
Materiel :
- logiciel excel
- fichier RB/Sr
- échantillons de granite et de gneiss
- microscope polarisant + fiches détermination des minéraux
En 1ère vous avez étudié la mise en place de la théorie de la Tectonique des plaques, vous vous êtes en particulier
intéressé au domaine océanique (dorsale, plancher océanique…). Aujourd’hui vous vous intéresserez u domaine
continental.
Lister les caractéristiques des continents qui vous semblent importantes de connaitre.
1. La nature de la croute continentale
Observer la carte géologique de France et déterminer les principales roches de la cc.
– Observer un échantillon de granite.
– Identifier sa texture et ses minéraux.
– Donner alors sa composition chimique (éléments
chimiques abondants et peu abondants)
– Observer au microscope une lame mince de granite.
– Faire un schéma de votre observation.
– Observer un échantillon de gneiss.
– Identifier sa texture et ses minéraux.
– Donner alors sa composition chimique (éléments
chimiques abondants et peu abondants)
– Observer au microscope une lame mince de gneiss.
– Faire un schéma de votre observation.
2. La densité de la croute continentale
On se propose d'évaluer la densité d'un échantillon de granite.
– À l'aide matériel à votre disposition, établissez un protocole pour calculer la densité de l'échantillon proposé.
Aide : Calcul de la densité d’une roche :
Rappel : la masse volumique ρ (g/cm3) = m / v
La masse volumique de l’eau est égale à 1g/cm3.
La densité d = ρ corps / ρ eau
3. Âges les plus anciens de la croûte continentale
D’après « l’environnement de la Terre primitive » de M. Gargaud, D. Despois et JP Parisot, Éditions presses
universitaires de Bordeaux
Bilan : regrouper l’ensemble des données en complétant le tableau ci-dessous.
À partir du tableau, comparer les caractéristiques de la croute océanique et continentale.
Roches constitutives
croûte
océanique
densité Epaisseur
nom
Aspect de la roche
(couleur, texture)
Minéraux
constitutifs
basalte
Roche sombre à texture
microlitique (quelques
gros cristaux baignant
dans une pâte où les
cristaux sont non visibles
à l’œil nu)
plagioclases
(microlites),
Pyroxène (gros
cristaux)
Olivine (gros cristaux)
Verre ou pâte amorphe
2.7
3.2
Roche claire à texture
grenue
plagioclases
Pyroxène (gros
cristaux)
Olivine (gros cristaux)
2.9
3.2
gabbro
Age des
plus
vieux
terrains
à
200 Ma
7 km en
moyenne
à
4. L’âge de la croute continentale
1 – Principe de la datation par la méthode Rubidium/strontium
L’isotope 87 (87Rb) du rubidium est radioactif, il se désintègre en strontium 87Sr. La demi-vie est de
48,8 milliards d'années.
87Rb → 87Sr + énergie
Evolution dans le temps de la quantité d'élément père et d'élément fils
Ce cas correspond au cas le plus général de
datation. Il s'agit de trouver l'âge de la roche alors que
les quantités initiales d'isotope père et d'isotope fils sont inconnues. Pour cela, il faut des mesures
provenant d'au moins deux échantillons de même origine. L'utilisation d'un isotope de référence est
alors indispensable pour comparer les mesures des différents échantillons. C'est l'isotope 86Sr qui est
stable (comme 87Sr) et qui n'est pas radiogénique (contrairement à 87Sr) qui sert de référence dans ce
cas. Les échantillons sont choisis suivant des critères géologiques qui permettent de supposer qu'ils
ont la même origine.
Ces échantillons sont :
soit des roches magmatiques géographiquement proches, dont la composition chimique et la
disposition sont compatibles avec une différenciation magmatique.
soit différents minéraux d'une même roche.
Les mesures sont faites au spectrographe de masse pour différencier les isotopes.
On mesure alors deux rapports de concentration isotopique dans plusieurs échantillons : 87Sr/86Sr
(que l’on mettra en ordonnée) et 87Rb/86Sr (que l’on mettra en abscisse). A partir de ces mesures
on trace une droite (droite isochrone) dont la pente est proportionnelle à l’âge de l’échantillon.
La formule donnant le temps t (en années) en fonction de la pente A de la droite isochrone est :
2 – Applications
Note : dans ces exercices les roches datées sont des roches magmatiques.
- On commence simple : Quel est l'âge d'une roche dont la droite isochrone a une pente de
0,0143 ?
- A partir du tableau ci-dessous et du tableur Excel :
Représentez les 11 points sur un graphique judicieusement choisi.
aberrants.
Ou