LES ROCHES (Travaux Personnels Encadrés – SVT - Enseignements Pratiques Interdisciplinaires)

« • !:altération superf icielle est chimique (notamment par les eaux de pluie ) ; mécanique (gel/ dégel, racine s des arbres) ou biologiques (par exemp le liche ns).

Les sédiments sont donc des roches détritiques .

• La destruction chimique des liaisons entre minéraux de la roche et les composés des êtres vivants met ces éléments en solubilisation dans l'eau en circu lation (rivières, g laciers).

• !:eau s'écoule vers la mer et les particules en suspension se déposent au gré des courants , ce qui fait que la plupart des roche s sédiment aires sont d 'origine sous- mar ines ou sous-lacustres.

• Le dépôt de sédiments en surface se fait souvent par l'act io n du vent.

lE FACIES DES ROCHES SÉDIMENTAIRES • Selon le mode (eau, vent, glace) et l'éne rgie du tran sport , le sédiment se stratifiera de manière différent e ( mode dépôt.

position des divers bancs l'un par rapport à l 'autre).

• Dan s un m ême lieu, il se produit un granoclassement vertica l : les éléments grossier s sont rempl acés par des éléments de plus en plus fins.

• O n distingue différents types de faciè s des dépôts sédimentaires : -les dépôts conti nentaux qui sont déposés par le vent, comme les limons quaternaires des plateau x ; -les dépôts d'eau douce, ou lacustres, qui sont le résultat de l a sédimentation dans les rivières ; - les dépôts lagunaires qui ont eu lieu en bord de mer ; - les dépôts marins, qui se présentent sous trois forme s de dépôts : néritique (proche de la côte : sables, vases, argiles et calcaires) ; bathyal (de 200 rn à 2 000 rn de la côte : diminution des calibres ) ; abyssa l ( plus de 2 ooo m : argiles rouges des grand s fonds , riches en oxydes de fer).

• Les roch es à grains cime ntés regroupent des brèches (grains angu laires ) e t des poudingue s (grains arrondis) .

• Les grès sont formés de grains fins homo gènes, liés par un ciment.

Le plus souvent composés de grains de quartz , ils peuv ent également être faits d e feldspath , ou tout autre élément minéral.

• Le processus de cimentation fait que les solut io ns liquides déposent de la matière autour des grains, bouchant les vides entre ceux -ci.

• Le calcaire fixé dans les coquilles d'invertébrés ou les squelettes de vertébrés provient d u calcium et de l'hydroxyde de calcium dissous dans les eaux qui " lessivent >> les continents.

• La molas se est un grès calcaire jaunâtre résultant de la destruction de la chaîne alpine .

• En fonction des mouv eme nts de l'écorce terrestre , les calcaires sont parfoi s plissés , de m anière assez forte .

lA DIA,ENEsE • La transformation des sédiments en roches sédi mentaire s s 'appelle la diagen èse.

Ce proce ssus complexe est physique et mécanique (compaction ), chimique (cimentation , dissolu tion) e t biolo gique.

• Le proce ssus principal est la cimentation .

!:eau chargée de sédiment soude les grains entre eux.

Plus la cimentation est faible, plus la roche est friab l e .

• La compaction permet l'expulsion de l'eau sous l'effet du poid s des couches empilées (parfo is plus de 500 rn d e sédi m ents).

LES ROCHES MÉTAMORPHIQUES • Les calcaires sont des carbonates • Les roches qui ont subi une de chaux (CaC0 3) qui sont amorphes transformation partielle sont appelée ou cristallisés (à l'exemple du calcite) .

métamorphiques car de nouveaux • Le carbonate de chaux est peu soluble minéraux, appelés blastes, prennent dans l 'eau pure, mais très soluble naissance.

dans l 'eau chargée d'acide carbonique ·Cette tran sformation est le résultat (eau chargée de gaz carbonique d e chaleurs et de pressions élevées, dans le sol).

dans le cas de proximité du magma • Ce phénomène de dissolution ou d'un enfouissement à grande défait la roche calcaire et met profondeur (+ 300 •c et le carbonate en solution.

250 atmosphères pour 1 000 rn).

• Le relief particulier lié au calcaire • Sous l'effe t d 'une élévatio n d e porte le nom de" karst» .

la température (de 50 à 700 •c) Les différents types de calcaires ouf et de la pression (de quelques • La m eulière est un calcaire siliceux atmosphères à quelques millier s extrêmement résistant.

la silice s'étant d'atmo sphères), les minéraux mélan gée au CaC0 31ors de ses phases présents dans les roches sédi ment aires de dissolution .

et magmatiques (granite, basalte, • La dolomie est une roche calcair e calcaire , etc.) se transforme nt composée de 55 % de CaCO 3 et de plus ou moins avec le temp s.

45 % de MgCO (magnésium), raremen t • Le nom des roche s métamorphiques LEs ROCHES SÉDIMENTAIRES homogène et souve nt poreuse .

comprend celui de la roche originelle DÉTRITIQUES À UAINS • Con stituée en grande partie de débris précéd é de " méta » (par exemp le, La plupart des roches détritique s de micro -organ ismes, la craie est une « métagr anite »).

sont composées de grains séparés, roche à grains fins, tendre et poreuse • Selon que le métamorphisme affecte liées ou non par un ciment mais compacte (nord de l'Europe).

des roches sédimentaires , magmatique s Les roches à grains non cimentés • Le flysch présente une alternance ou (déjà ) métamorphiques, les • Les roches à grains non cimentés de calcaires et de m arnes.

nouvell es roches sero nt des roch es sont classées en fonction de la grosseur 1--------------1 para -, ortho- ou polymétamorp hiques .

des grains allant du bloc {> 200 mm) • Elles sont classées en ectini tes a u x argiles{< 0,002 mm ) en passan t LES ROCHES SÉDIMENTAIRES (transformat ion minéralogique par les galets (200 mm> 20 mm) , CARBONÉES sans apport extérieur) et en migmatites les sables grossiers (2 mm > 0,2 mm), (apports extérieurs produisant les sables fins (0,2 mm > 0,02 mm) • Tourbe, lignite, houille, anthracite, une modification de la composition et les limons {0,02 mm > 0,002 mm).

schistes bitumeux, pétrole et gaz chimique de la roche).

• Les sables sont généralement naturels sont des roches sédimentaires • Les roches métamorphique s perméables et présentent des faciès qui contiennent plus de 50% les plus courantes (entre parenthèses , différents en fonction de leur teneur de carbone , utilisables comme la roche d'origine) sont: en eau et des conditions climatiques .

combustibles .

- le schiste (granite s, argiles), • Les argiles sont rarement seules • La tourbe est un ensemble de -le gneiss (granites , argiles), dans la nature.

Elles sont généralement végétaux décomposés durant l 'ère -l'amphibolite (basa ltes), mélangées à des é léments plus quaternaire (combustib le médiocre ) .

-l 'ardoise (argiles), grossiers (les marnes sont des argiles • La lignite provient de la -la quartzite (grès), qui contiennent une proportion décomposition de bois (ère secondaire -le marbr e (calca ire).

de calcaire).

et tertiaire) et est un moins bon • Le métamorphi sme produit • Cette classification granulométrique combustible que la houille qui des textures diverses : n e doit pas masquer le fait qu'il existe contient plus de carbone {68 à 90 % ) -la schistosité (débit de la roche des argiles chimiques, résultant de à cause d 'un temps de décomposition en feuillets ), la décomposition de la roche (argiles plus long (ère primaire) , de matières - la foliation (litage litholo gique à silex).

Ces argiles sont capables de organiques piégées dans des résultant de ségrégations minérales), stocker de l'eau (fort pouvoir abso rbant) sédiments et se décomposant - le boudinage, ou en restituer (craquèlement ).

sous l 'effet de certaines bactéries .

-la struct ure œillée (des gneiss), Les minéraux argileux y sont organisés • Le pétrole est un hydrocarbure , - des microplissements .

en lamelles ou fibres .

produit des gaz de décomposition les roches à grains cimentés de la matière organique en composés • Le conglomérat est un ensemble de carbone et d'hydrogène.

cimenté composé de grains de Le plus simple de ces composés diverses tailles, allant jusqu'aux blocs.

est le méthane (CH 4 ) .

lES TROIS TYPES DE MÉTAMORPHISME • Le m étamorph isme de contact, qui se produit au voisinage d'une masse érupt ive, crée des roches cornéenes.

C'est l'exe mple du granite de Flamanville (Cotentin ).

• Le dynamométamorphi sme, que l'on observe le long des failles (mylonites ) .

• L e métamorphi sme général , ou régional , qui couvre des surfaces bien plus grandes que les précédents et créent des massifs cristallins .

ROCHES ET GÉOLOGIE • Plusieurs sciences , dont les principales sont la minéralogie, la pétrographie ou lithologie et la stratigra phie , concourent à la connaissance des roches.

LA MINÉRALO"E • La minéralogie étudie les minérau x, particules solides qui forment les roches .

• La connaissance chimique des minérau x a permis de créer des catégories de roche s selon leurs composés minérau x (granite, diorite, gabbro , etc.).

PÉTRO,RAPHIE OU LITHOLO"E • Le terme d e pétrographie est utilisé pour l'étude de s roches ignées (roc hes qui viennent du feu de la Terre ) et métamorphiques (roche ayant acquis une autre forme sous l 'effet de la température et/ou de la pression ).

• Le terme de lithologie est utilisé pour les roches sédimentaires (roches dépo sées issues de l'alté ration de roches préexistantes).

LA STRATI,RAPHIE • Cette science étudie la r elation des diver ses couches de roches entre elles, ce qui permet de retracer l'histo ire des phénomènes ayant modifié le globe terrestre.

LES MÉTHODES D'OBSERVATION DES ROCHES • Avant tout expérimentale, la science de la connaissance des roche s passe donc par des méthod es d'observation (caracté ristiqu es, comportements, localisations , etc.) .

• Le géologue fait avant tout du "terrain » avec son matériel : marteau de géologue, loupe , clinom ètre (mesure de la pente ) , boussole, altimètre et code couleur .

Un peu d'acide chlorhydrique servira à identifier les calcaires .

• Les roches sont rarement visibles à la surface (affleurante s).

Elle se dégradent avec le temps et se mélangent au sol.

• Le géolog u e profite donc des roches mises à nu par des mouvements de terrain ou par l'action de l'homme (mine, tracé d'autoroute , etc.).

• !:observation des fossiles permet souvent de déterminer leur âge.

LA 'ÉOPHYS IQUE • L a géop hysique étudie les caractères des roches : tran smission des ondes (vibr ation mécanique des tremblements de terre et conductivité électrique), radioactivit é et parfois magnétisme.

La gravim étrie • La gravit é terrestre est la force d'attraction du globe vis-à-vis d 'un objet.

• La gravité n 'est pas la m ême en tout point du globe.

Ses variations se mesurent avec un gravimètre, outil extrêmement précis qui perme t de détecter des anoma lies rocheuses locales .

La séismique • !:onde séismiqu e est une somme d e vibrations mécaniques dont le mod èle théorique est connu.

• Les résu ltats observés qui s'écartent du modèl e théorique traduisent l'existe nce d'une anoma lie.

C'est avec cette méthode que l'on a pu estimer la composition de la croûte terre stre.

la magn étique indique le nord magnétique .

• La boussole de géologue se tourne vers le sol et mesure la déclinaison .__._ • ., magnétique.

Celle- c i est de 90• a ux pôles et" plate » (sans inclinaison) à l'équateur.

C'est le champ « dipôle », c'est-à-dire le champ généré par les deux pôles de la Terre .

• Au-del à de ce champ majeur, il existe des " champ s non dipôle s » qui traduisent l'inten sité magnétique d'un amas de roches (montagne ) ou trahi ssent la présence de minerais.

C'est la grande conductivité électrique des méta ux composant le noyau terrestr e qui est à l'orig ine des phénomènes magnétiques .

L'électr ique • Chaqu e roche possède sa propre conductivité .

La mise en terre , par carottage , d 'un instrument de mesure électrique permet de déterminer la nature des roches en sous-sol.

lA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ • La m esure de la radioact ivité mise en œuvre pour dater des objets se nomme la radiochronolo gie.

Elle repo se sur le f ait que les é léme nts radioactifs se modifient dans le temp s par la permu tation de leurs noyau x, perdant une partie de leur activité radioactive : c'est la " demi-vie » .

• L a d atatio n au carbone 14 est la plus connue .

Sa période est de 5 568 années, ce qui permet des data tion s précises à l'éch elle humaine .

La méthode est fiable pour des objets ayant moins de 50 000 ans.

• On mesure d'autres isotopes comme le tritium , d'une période de 12,26 années, le rubidium 87 {60 milliards d'années), le potassiu m 40 ( 1,3 milliard d'années) ou le thorium 232 {13,9 milliards d'années ).

LA CARTO,RAPHIE • La c arte géologique offre une image des couches de roches, qu'on distin gue à l'aide de symboles et de couleurs .

Elle p ermet d'avoir une vue d'ensemble d'un terrain étudié .

• La carte géologique est la plupart du temps à l'échelle du 1/80 000 ' ou du 1 /50 000 '.. »