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TP de pétrographie 6:
Les roches métamorphiques.
Pierre Beck, Laboratoire de Planétologie de [email protected]
TUE 233
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Le métamorphisme: définitions.
Roche métamorphique: Modifications des roches à l’état solide sous l’effet de la pression ou de la température.
Ortho: roche dérivée d’une roche magmatiquePara: roche dérivée d’une roche sédimentaire.
3 types de métamorphismeMétamorphisme de contact: Hautes température liées à la mise en place d’un pluton par exemple.Métamorphisme régional: ex: chaine de montagne.Métamorphisme de choc: cratères d’impact et météorites.
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Le métamorphisme= transformations minéralogiques.
•1 minéral donne un autre minéral.Ex: quartz → coésite
•1 minéral donne plusieurs minéraux.Ex: albite → jadéite+quartz
•Plusieurs minéraux donnent 1 minéralEx: Jadéite+Quartz → albite
•Plusieurs minéraux donnent plusieurs minéraux.
Phlogopite+Almandin→ annite+pyrope
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Les diagrammes de phase
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Les chemins P-T
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Le métamorphisme: pourquoi arrive t-on à l’observer?
Silicates d’alumines: SiAl2O5
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Le Grenat
Lumière naturelle:Forme: Section globuleuse, parfois polyhédriques.Clivages: aucun.Couleur: incolore à rosé.Réfringence: très fort (nm~1,7)Altération: Parfois en chlorite, biotite et épidote.
Lumière polarisée:Biréfringence: nulle (isotrope).
Minéral caractéristique du métamorphisme à haute pression.
Classe: nésosilicatesSystème: cubiqueLPNA
LPA
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Le disthène (SiAl2O5)
Lumière naturelle:Forme: Prisme allongés à section longitudinale tabulaires.Clivages: 1 clivage sur les sections longitudinales et 2 clivages à 74° sur les sections transversales.Couleur: incolore.Réfringence: très fort (nm~1,73)
Lumière polarisée:Biréfringence: Moyenne (0,012 à 0,015).Teinte: Gris jaunatre de fin de 1er ordrerExtinction: Oblique à 60°C.Macles: parfois.
Classe: nésosilicatesSystème: tricliniqueLPNA
LPA
LPNA
LPA
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Les felsdpaths
Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4
Alcalins: KAlSi3O8-NaAlSi3O8
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Les felsdpaths plagioclases
NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8
Lumière naturelle:Forme: Sections allongées sub-rectangulaires ou aciculairesClivages: 2 très difficiles à observerCouleur: incoloreRéfringence: faible (nm~1,53 à 1,58)Altération: Souvent en paillettes incolores biréfringentes (séricite)
Lumière polarisée:Biréfringence: faible (Ng-Np~0,007 à 0,013). Teintes grises à blanc 1er ordre.Extinction: angle variable en fonction de la composition chimique.Macles: polysynthétiques (de l’albite). Macles de Carlsbad possible.
Classe: tectosilicatesSystème: triclinique
LPNA
LPA
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Les felsdpaths plagioclases
Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4 •Aligner suivant l’axe de la macle. •Tourner de 45°. Le cristal doit être gris de façon homogène.•Tourner de chaque coté jusqu’à extinction et mesurer l’angle.•Angle maximum=.Si vers la gauche, est négatif.Si vers la droite, est positif.Reporter a sur le diagramme.
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Les felsdpaths alcalins
NaAlSi3O8-KAlSi3O8
Lumière naturelle:Forme: Sections allongées sub-rectangulaires.Clivages: 2 dont un parfois visible+cassuresCouleur: incoloreRéfringence: faible (nm~1,53)Altération: Souvent en petit minéraux brunatres non biréfringents (argiles,…). Rare pour la sanidine.
Lumière polarisée:Biréfringence: faible (Ng-Np~0,007). Teintes grises 1er ordre.Extinction: Faible (0-10°) par rapport au clivage ou a l’allongement.Macles: orthose et sanidine: simple de Carlsbard fréquente; microcline: moirage (macles de l’albite et de la péricline).
Classe: tectosilicatesSystème: monoclinique
LPNA
LPA
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La biotite (mica noir)
K(Fe,Mg)3[AlSi3O10](OH, F)2
Lumière naturelle:Forme: Sections basales sub-hexagonales, autres sections sub-rectangulaires aplatie fibreuseClivages: Très fin et régulier, // à l’allongement. Section basales sans clivages.Couleur: bruns à rougeatre.Pléochroïsme: intenseRéfringence: moyenne (nm~1,60-1,65)Lumière polarisée:Biréfringence: forte. Teintes très vives 2eme/3eme ordre souvent atténuées par la couleur brune du minéral.Extinction: Droite //allongement et clivage.
Classe: phyllosilicatesSystème: monoclinique
LPNA
LPA
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L’hornblende: amphibole calcique et alumineuse.
(Na,Ca)2(Mg,Fe2+ et 3+, Al)5[(Si,Al)8O22](OH)2
Lumière naturelle:Forme: Sections basales sub-losangiques, autres sections prismatiques.Clivages: 2 clivages à 120° sur les sections basales.Couleur: coloré brun ou vert.Pléochroïsme: très net.Réfringence: moyenne (nm~1,65)Lumière polarisée:Biréfringence: Assez faible (Ng-Np~0,02). Teintes de fin du 1er ordre jusqu’au bleu 2ème ordre.Extinction: oblique sur les sections allongées (~15-25°).Macles:simples fréquentes.
Classe: inosilicatesSystème: monoclinique
LPA
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Le tableau récapitulatif des observations
Minéral 1 Minéral 2 Minéral 3LPNA
Taille
Couleur
Forme
Relief/indice
Clivages
Pléochroïsme
LPA
TeinteBiréfringence
Macle
Angle d’extinction
Conclusion
Nom
Formule
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Observations en lumière naturelle
•Taille des minéraux: à préciser même si elle n’est pas un critère d’identification•Forme des cristaux (xénomorphe, automorphe, …): renseigne sur l’histoire de cristallisation•Clivages: familles de plan selon lequel le minéral à tendance à se débiter= « famille de « traits » parallèles. A ne pas confondre avec les..•Cassures: surfaces non planes donnant des courbes quelconques= liées à l’histoire de la roche, au refroidissement•Couleur et pléochroïsme: -minéraux opaques (oxydes) ou incolores (quartz)
-minéraux colorés non pléochroïques: pas de changement de couleur à la rotation de
la platine-minéraux pléochroïques: variation de teinte
entre un pôle foncé et un pôle clair.•Réfringence (ou indice de réfraction)= relief : faible pour les tectosilicates (quartz, feldspaths) fort pour l’apatite ou le grenat.•Altération et inclusions: destabilisation des cristaux en phases secondaires. Le long de la bordure ou selon les cassures ou clivages.
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Observations en lumière polarisée et analysée
•Angle d’extinction: -les milieux isotropes (non biréfringents) et les sections cylindriques restent toujours éteintes. -Toute autre section s’éteint 4 fois par tour et l’éclairement maximum a lieu a 45° des positions précédentes. -angles d’extinction évalué après positionnement en NS d’une direction cristallographique remarquable (clivage, …) -observer plusieurs sections, seule la valeur MAX est caractéristique du minéral étudié.•Biréfringence: -a l’éclairement maximum d’une section, essayer de situer la teinte observée dans l’échelle de Newton. -observer plusieurs sections: seule la valeur MAX est caractéristique du minéral étudié. n=ng-np
-certains minéraux ont des teintes anormales (minéraux très colorés,…)•Macles: associations de deux réseaux cristallins appartenant au même cristal: différentes positions d’extinction, de teinte de birefringence.
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Réalisation d’un schéma descriptif
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Réalisation d’un schéma descriptif
Faire deux schémas de la même zone, un en LPA et un en LPNA.
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Les textures microlitique
En genéral mélange de petits cristaux (partie aphanitique) et de phénocristaux.
-microlitique porphyrique: beaucoup de phénocristaux.
- microlitique fluviale: l’orientation des minéraux traduit un écoulement de la lave pendant la cristallisation.
- trachytique: beaucoup de phénocristaux, orientés et appuyés les uns sur les autres.
Les textures des roches volcaniques
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Les textures des roches volcaniques
Les textures holohyalines (ou vitreuses)
• Minéraux trop petits pour être vu au microscope: cryptocristaline-texture hyaline: espéce de globules.-texture vitroclastique: présence de clastes.
Le Verre peut se dévitrifier (recristalliser): - texture felsitique (golfes de quartz, poly) - texture sphérolitique (dévitrification, baguettes radiales)