Cours de géologie

Ce cours d'introduction à la pétrographie explore la description, l'identification et la classification des roches. Les étudiants apprendront à observer les roches à l'œil nu et au microscope, à comprendre les différences entre les roches magmatiques, sédimentaires et métamorphiques, ainsi qu'à reconnaître les minéraux essentiels et accessoires. Les concepts de texture et de structure pétrographique seront également abordés, fournissant une base solide pour l'analyse géologique.

La zone TAMMAR est un segment de la dorsale médio-atlantique que nous avons exploré avec le submersible Nautile. Ce segment a été choisi par Pascal Gente, structuraliste de Brest et chef de mission durant la campagne TAMMAR, comme exemple type de segment «chaud» sur bases structurale et géophysique (présence de lacs de laves, ce qui est exceptionnel en contexte d’expansion lente, fortes épaisseurs crustales déduites de la gravi, …).

Une étude de longue haleine de la répartition des différents types pétrologiques de structures de migration magmatique affleurant dans le manteau d’Oman (un millier d’échantillons analysés à la microsonde et prélevés le long des 400 km de l’ophiolite, en particulier dans le cadre de la thèse de Marie Python) a débouché sur des résultats originaux et solidement établis concernant la genèse et la mise en place des magmas en contexte d’expansion océanique (nature des magmas alimentant la section crustale, mélanges des fractions magmatiques dans le réseau de draînage, tamponnage de la composition des MORBs par les processus de migration, fractionnements profonds, focalisation du magmatisme à l’axe des dorsales, …).

En Patagonie, au Cénozoïque, des laves alcalines charriant des nodules ultramafiques se sont mises en place à l’est de l’arc andin dans une région s’étendant du nord de l’Argentine (34°S) jusqu’au champ volcanique de Pali Aike à la frontière sud Chili/Argentine (52°S).

Le Spitzberg, avec une surface de 40 000 km2, est la plus grande des îles de l’archipel de Svalbard. Les roches du socle composées de matériel de croûte continentale sont constituées par des séries protérozoïques et paléozoïques.

Le but de ce travail est de caractériser les processus de métasomatisme mantellique probablement archéen qui affecte le manteau supérieur sous les zones cratoniques.

Les kimberlites sont des roches volcaniques (voir hypovolcaniques) ultrabasiques potassiques qui se rencontrent au niveau des terrains cratoniques anciens. Elles sont subdivisées en deux groupes (Group I and Group II) et sont toutes riches en volatils (CO2: Groupe I and H2O: Groupe II).

Les Iles Kerguelen montrent la plus grande diversité d’enclaves ultramafiques et mafiques remontées par des laves alcalines dans un contexte océanique. Elles ont été remontées au cours de l’activité volcanique la plus récente du point chaud de Kerguelen.

Les roches magmatiques regroupent les roches éruptives ou volcaniques et les roches endogènes ou plutoniques. Le magma, qui est un mélange de cristaux et d’un liquide, se forme à l’intérieur du globe, à la limite de la lithosphère et de l’asthénosphère (entre 70 et 120 km de profondeur) par une fusion partielle du manteau supérieur.

Les roches métamorphiques sont issues de la transformation de roches ignées ou sédimentaires sous l'effet de température et/ou de pressions élevées. Deux grands types de métamorphisme produisent la majorité des roches métamorphiques : le métamorphisme de contact et le métamorphisme régional. Un troisième type est plus restreint : le métamorphisme de choc.

Si les roches ignées forment le gros du volume de la croûte terrestre, les roches sédimentaires forment le gros de la surface de la croûte. Quatre processus conduisent à la formation des roches sédimentaires: l'altération superficielle des matériaux qui produit des particules, le transport de ces particules par les cours d'eau, le vent ou la glace qui amène ces particules dans le milieu de dépôt, la sédimentation qui fait que ces particules se déposent dans un milieu donné pour former un sédiment et, finalement, la diagenèse qui transforme le sédiment en roche sédimentaire.

Les magmas originent tous du manteau. Les roches magmatiques, issues de la cristallisation des magmas, devraient donc avoir toutes la même composition. Ça n'est pas le cas. Pourquoi? Pour bien répondre à cette question, il est essentiel de connaître deux processus importants: la cristallisation fractionnée et la fusion partielle.