Cours de Géologie

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Magmas : origine et évolution

Le gradient géothermique est de 30°C / km : le manteau supérieur peut fondre entre 100 et 250 kilomètres de profondeur. On parle ici de fusion partielle (asthénosphère) des péridots et du pyroxène. On a alors un liquide de type basaltique appelé pyrolite (comme la lherzolite).

Cette fusion partielle peut venir des points chauds (bien localisés). L’augmentation de la concentration en eau aide la fusion ; au contraire, l’augmentation de la pression freine la fusion. La baisse de pression dans la zone de rift permet la remontée des fluides de quelques centimètres par an. Les fluides comme l’eau jouent un rôle essentiel en diminuant le point de fusion. En profondeur (à plus de 250 km), sans eau empêche la fusion.

Pétrographie

La différenciation magmatique

À partir d’un magma basaltique de composition moyenne, on obtiendra plusieurs types de roches : on parle de cortège de roches. Cette variété de roches montre la présence de plusieurs types de liquides.

À partir d’un liquide de composition moyenne, il y aura formation, à partir de ce magma (primaire), de magmas différents.

Pétrographie

Caractéristiques des formations magmatiques

Le volcanisme est une formation en dessous de la surface avec une arrivée en surface.

Le plutonisme est une formation en dessous, mais qui reste en profondeur.

Ces roches se forment par fusion de « pains fondus ». Les cristallisations correspondent à certaines conditions de température et de pression. Les études de ces roches renseignent sur les conditions de température et de pression dans couches externes de la Terre.

Pétrographie

Diagrammes de Phases

Un diagramme de phase, ou diagramme de phases, est une représentation graphique utilisée en thermodynamique, généralement à deux ou trois dimensions, représentant les domaines de l'état physique (ou phasenote) d'un système (corps pur ou mélange de corps purs), en fonction de variables, choisies pour faciliter la compréhension des phénomènes étudiés.

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Notions de thermodynamique

Un minéral cristallin est un solide homogène et constitue en chimie physique une phase. Une roche est une association de minéraux (donc, une association de phases) et forme donc un Système.

Pétrographie

Composition de la croûte terrestre : Du minéral a la roche

Les niveaux d'organisation des roches et des minéraux sont différents (différence entre cristal, minéral et roche). Une roche est constituée par la juxtaposition de grains minéraux (la même espèce de minéral ou des espèces différentes) présentés, eux-mêmes, sous forme de cristaux. Le cristal est un individu alors que le minéral est l'espèce à laquelle appartient l'individu. La roche est la population regroupant les différents individus appartenant à une ou plusieurs espèces.


Géodynamique

Composition de la croûte terrestre : Substances minérales

Un minéral est une substance naturelle de composition chimique et de structure atomique bien définie qui se présente souvent sous forme de cristaux. On connaît 1500 à 1800 espèces minérales. 200 sont relativement connues. On trouve dans ces minéraux 8 éléments chimiques fondamentaux, produisant des assemblages distincts.

Géodynamique

Composition de la croûte terrestre : Les cristaux

Un cristal est un solide minéral, naturel, homogène, ordonné à l'échelle atomique et défini par une composition chimique précise. Ce cristal est limité par ses faces généralement planes, faisant entre elles des angles parfaitement définis. Les cristaux se forment à partir de liquides fondus et de vapeurs.

Géodynamique

Composition de la croûte terrestre : Substances chimiques

La majorité des roches constituant la croûte terrestre sont des silicates qu'on a l'habitude de décrire par leur composition en oxydes, l'oxygène étant l'élément chimique de loin le plus abondant ; parmi les éléments pouvant prendre une forme réduite, seuls le chlore, le soufre et le fluor sont susceptibles de créer des minéraux. De fait, leur quantité totale dans n'importe quelle roche dépasse rarement 69 %.
Géodynamique

Structure sismologique de la Terre

Les ondes P ont une augmentation régulière jusqu'au Moho puis marquent un palier. Elles restent constantes jusqu'à présenter une chute de leur vitesse : elles marquent ainsi la zone de faible vitesse (= LVZ : Low Velocity Zone).

Les ondes S : elles confirment ce qui est montré par les ondes P ; une augmentation de la vitesse, présence de la LVZ puis à nouveau trois paliers et enfin le manteau. Elles s'annulent dans le noyau externe et réapparaissent dans la graine.

Géodynamique
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