Durée: environ 2h Visite en extérieur. Accompagnement à la visite du Jardin de Roches. Terminale S. Livret ENSEIGNANT

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1 Durée: environ 2h Visite en extérieur #jaimelageol Accompagnement à la visite du Jardin de Roches Terminale S Livret ENSEIGNANT

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6 AVANT LA VISITE Objectifs Permettre l'exploitation pédagogique d'un espace extérieur présentant de manière monumentale des échantillons de roche de la région. Illustrer le programme avec un exemple régional : l'histoire géologique des Pays de la Loire, par l'observation et la comparaison de roches métamorphiques et magmatiques et en associant leur formation à des événements géologiques. Préparation préalable à faire par l'enseignant Prendre connaissance de ce document, notamment du déroulement de l'activité (p.1 0). En classe : - faire un rappel du fonctionnement d'une dorsale - introduire le fonctionnement d'une zone de subduction et le processus de formation d'une chaîne de montagne - rappeler les objectifs d'une observation microscopique en LPNA et LPA. Matériel à prévoir par les participants crayons de papier ou stylo, vêtements en fonction de la météo 6

7 AVANT LA VISITE Compétences visées Recenser, extraire et organiser des données de terrain Repérer à différentes échelles, de l'échantillon macroscopique à la lame mince, des minéraux témoignant de transformations liées à la subduction. Observer à différentes échelles, de l'échantillon macroscopique à la lame mince, les roches mises en place dans un cadre de subduction et comprendre les différences de structures et leur particularités minéralogiques (abondance en minéraux hydroxylés). Relation entre roches à observer et notions abordées : Attention: Cette visite ne s'intéresse qu'à une partie du jardin, de la roche n 7 à la roche n 1 8 (voir plan du jardin p.4). rhyolite 8 basalte 1 4 gabbro magmatisme - accrétion océanique 9 gneiss (orthogneiss) (chaos) 1 6 granite altération - érosion - pénéplanation volcanisme au niveau d'un rift et en zone de subduction magmatisme - accrétion océanique métamorphisme du granite lors d'une collision 11 micaschiste métamorphisme éclogite métamorphisme HP - subduction 7 rétrométamorphisme - collision 1 7 granite magmatisme 18

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9 PENDANT LA VISITE 9

10 PENDANT LA VISITE Proposition pour un bon déroulement de la visite 10

11 PENDANT LA VISITE Description de l'activité ( à lire avec les élèves) Bienvenue dans le Jardin de Roches du Centre Beautour. Cet espace dédié à la géologie présente les roches du soussol de la Région Pays de la Loire. Votre Mission : Le temps de la visite, devenez enquêteur géologue et retracez l'histoire géologique de la Région grâce aux roches du Jardin. Votre arme secrète : l'observation. Comment faire? Par groupe, vous allez observer différentes roches, sous forme de blocs dans le Jardin, d'échantillons dans les boîtes et de lames minces dans les documents. Chaque groupe a un morceau de l'histoire géologique des Pays de la Loire à reconstituer. C'est en mettant en commun vos recherches en fin de séance que vous arriverez à comprendre ce que racontent les roches du Jardin. Comment l'observation des roches nous renseigne-t-elle sur l'histoire de la Terre? Votre livret vous accompagnera étape par étape pour répondre à cette question. 11

12 PENDANT LA VISITE Les différentes équipes 12 Liste des équipes Etape 3 (travaille avec:) Equipe 1 : granite Equipe 3 : gabbro Equipe 2 : granite Equipe 8 : gneiss Equipe 6 : rhyolite Equipe 3 : gabbro Equipe 1 : granite Equipe 4 : gabbro Equipe 5 : éclogite Equipe 7 : basalte Equipe 5 : éclogite Equipe 4 : gabbro Equipe 7 : basalte Equipe 6 : rhyolite Equipe 2 : granite Equipe 8 : gneiss Equipe 7 : basalte Equipe 4 : gabbro Equipe Equipe 57 :: éclogite basalte Equipe 8 : gneiss Equipe 2 : granite Equipe 6 : rhyolite

13 PENDANT LA VISITE Découverte de la sacoche (à faire avec les élèves) Dans la sacoche, il y a tout le matériel nécessaire à votre mission. A remettre à la fin de la séance: un badge d'enquêteur géologue par élève 1 échantillon de roche à observer Attention, le numéro inscrit sur la roche correspond au numéro du groupe qui l'observe et pas au numéro des roches sur le plan. une loupe 1 photo A4 d'un affleurement (lieu dont est extraite la roche observée) 1 livret d'accompagnement (merci de ne pas écrire dessus!) 1 fiche A4 recto verso avec "selfies des minéraux" et "selfies des lames minces " : des photos pour aider à l'identification A conserver: des fiches de terrain avec supports pour prendre des notes à chaque étape. - fiche de terrain n 1 : OBSERVATIONS - fiche de terrain n 2 : PROFILS & COMPARAISONS - fiche de terrain n 3 : CONCLUSIONS A chaque étape correspond une page du livret d'accompagnement avec les consignes et les explications et une partie des fiches de terrain à remplir. Les différentes étapes sont indiquées par des numéros : 1 Salut c'est Jade #lageekdegeol =D Je suis là pour aider les élèves pendant la séance en leur donnant des infos dans leur livret. 13

14 PENDANT LA VISITE Eléments de correction des fiches terrain 1 3 Observation de la roche Rhyolite à Commune de collecte : Vairé (Vendée) Âge : 480 millions d'années (paléozoïque - ordovicien) Catégorie : magmatique volcanique Minéraux présents : Quartz, Feldspath orthose et plus rarement Biotite, verre Structure : hémicristalline microlithique Source : AVG 85 X 1 00 Lame mince observée au microscope en Lumière Polarisée Analysée La carrière de Vairé exploite un massif de roches volcaniques paléozoïques. Ces paléovolcanites offrent la particularité d avoir conservé un débit dit en orgues. Ces prismes de grandes dimensions sont visibles sur les parois nord et ouest de la carrière. 14

15 Eléments de correction des fiches terrain 1 à 3 Observation de la roche Basalte (métabasalte) Commune de collecte : La Meilleraie Tillay (Vendée) Âge : 370 millions d'années (paléozoïque - dévonien) Catégorie : magmatique volcanique Minéraux présents : Feldspath plagioclase, Pyroxènes Les recristallisations métémorphiques amènent la formation de séricite (au dépens des feldspaths) et d'amphibole verte (au dépens des pyroxènes). Des vacuoles de dégazage peuvent être remplies de chlorite et autres minéraux secondaires. Structure : hémicristalline microlithique Source: Banque nationale de photos de SVT - Académie de Lyon Lame mince observée au microscope en Lumière Polarisée Analysée Ce métabasalte appartient à un complexe basique, comprenant des coulées sous-marines, pillow-lavas, des brèches, des hyoloclastites, des tufs, des cénérites et des sills. 15

16 Eléments de correction des fiches terrain 1 à 3 Observation de la roche Gabbro Commune de collecte : Gorges (Loire Atlantique) Âge : 370 millions d'années Ère et période de formation : paléozoïque - dévonien Catégorie : magmatique plutonique Minéraux présents : Feldspath plagioclase, Pyroxènes, Amphibole (hornblende ) Structure : holocristalline grenue s ource : AVG 85 X 1 00 Lame mince observée au microscope en Lumière Polarisée Analysée 16

17 Eléments de correction des fiches terrain 1 à 3 Observation de la roche Eclogite Commune de collecte : Saint Philbert de Bouaine (Vendée) Âge : 360 millions d'années Ère et période de formation : paléozoïque - carbonifère Catégorie : métamorphique (métamorphisme HP) T = 650 C c et p = 20 kbar soit 50/60 km de profondeur Protolithe: un gabbro d'âge inconnu (ordovicien - dévonien?) Minéraux présents : Grenats rouges souvant automorphes + matrice foliée verdâtre composée principalement d'un Pyroxène: l'omphacite, d'une Amphibole: l'hornblende verte et de quartz Accesoirement : zoïcite, rutile, ilménite, pyrite, calcite Structure : holocristalline avec phénocristaux de grenat s ource : AVG 85 X 1 00 Lame mince observée au microscope en Lumière Polarisée Analysée 17

18 Eléments de correction des fiches terrain 1 à 3 Observation de la roche Granite Commune de collecte : La Ferrière (Vendée) Âge : 335 millions d'années Ère et période de formation : paléozoïque - carbonifère Catégorie : magmatique plutonique Minéraux présents : Quartz, Feldspath orthose et plagioclase, Biotite et muscovite Structure : holocristalline grenue + phénocristaux d'orthose s ource : AVG 85 X 1 00 Lame mince observée au microscope en Lumière Polarisée Analysée 18

19 Eléments de correction des fiches terrain 1 à 3 Observation de la roche Gneiss (orthogneiss) Commune de collecte : La Haie Fouassière (Loire Atlantique) Âge : 330 millions d'années Ère et période de formation : paléozoïque - carbonifère Catégorie : métamorphique Protolithe = granite (âge inconnu) Minéraux présents : Quartz, Biotite et Muscovite, Feldspath orthose Structure : holocristaline foliée source: Banque nationale de photos de SVT - Académie de Lyon Lame mince observée au microscope en Lumière Polarisée Analysée 19

20 Eléments de correction des fiches terrain 1 à 3 Observation de la roche Micaschiste Commune de collecte : Talmont (Vendée) Âge : 360 millions d'années Ère et période de formation : paléozoïque - carbonifère Catégorie : métamorphique Protolithe = argiles Minéraux présents : Quartz, Biotite et Muscovite, Feldspath orthose Structure : holocristaline foliée source: Banque nationale de photos de SVT - Académie de Lyon Lame mince observée au microscope en Lumière Polarisée Analysée 20

21 Eléments de correction des fiches terrain 4 Où et comment s'est-elle formée? Cas des roches magmatiques Les élèves repèrent sur un de ces schémas la zone de formation de leur roche grâce à la structure observée sur les photos de lames minces et à leurs connaissances. Source: Editions Didier Source: Source: 21 Source: Bull. Soc. géol. minéral. Bretagne, , (D), , 5-96

22 Eléments de correction des fiches terrain 4 Où et comment s'est-elle formée? Cas des roches métamorphiques Etude de l'éclogite: Les élèves comparent 2 types d'éclogites: "normale" et rétromorphosée. Grâce à la composition minéralogique, ils placent les deux éclogites sur le diagramme pression-température et déduisent ainsi les conditions de formation de chacune d'entre elles. Diagramme pression-température (source: livre Bordas TS ) Etude du gneiss: Schéma d'une zone de subduction (source : livre Ed. Didier TS) Les élèves observent un "oeil" de felspath. Grâce à la structure générale de la roche et à leurs connaissances, ils réfléchissent aux conditions de formation du gneiss. Puis avec le bloc et une photographie de lame mince, ils comparent la structure du micaschiste et du gneiss. 22

23 Eléments de correction des fiches terrain 5 Profils et comparaisons Les élèves remplissent le profil de leur roche en notant leurs observations sous forme de mots clé #. Puis ils complètent le second profil en questionnant une autre équipe. Regroupement des équipes p.12 Nom de la #Âge #Catégorie #NomsDesMinéraux #Structure #CroûteOcéaniqueouContinentale? #ConditionsDeFormation Granite (équipe 1 ) et gabbro (équipe 3) : 2 roches magmatiques plutoniques, même structure (refroidissement en profondeur) mais composition minéralogique différente. Granite (équipe 2) et gneiss (équipe 8) : composition minéralogique identique (quartz, biotite et muscovite, feldspath plagioclase et orthose) mais structures différentes Ce gneiss œillé est le résultat du métamorphisme d'un granite. 23

24 Eléments de correction des fiches terrain Eclogite (équipe 5) et gabbro (équipe 4) : 2 roches de la lithosphère océanique : une magmatique et une métamorphique Compositions minéralogiques différentes L'éclogite est le fruit du métamorphisme d'un gabbro à une profondeur et une pression élevée. Rhyolite (équipe 6) et granite (équipe 2) : 2 roches de la lithosphère continentale, même composition minéralogique (quartz, biotite et muscovite, feldspath plagioclase et orthose) mais structures différentes : grenue pour le granite qui a refroidi lentement en profondeur et microlithique pour la rhyolite qui a refroidi plus rapidement à la surface ou proche de la surface. Basalte (équipe 7) et gabbro (équipe 4) : 2 roches de la lithosphère océanique, même composition minéralogique mais structures différentes : grenue pour le gabbro qui a refroidi lentement en profondeur et microlithique pour le basalte qui a refroidi rapidement à la surface. 24

25 Eléments de correction des fiches terrain 6 Conclusion: Que nous apprennent ces roches sur l'histoire géologique des Pays de la Loire? Les élèves font le lien entre la formation des roches étudiées et plusiuers évènements géologiques en justifiant. Basalte et Gabbro ma (antérieur à ceux Subduction 3 Ouverture d'un océan et expansion 2( ( 4 ( métamorphisme de la croûte océanique et magmatisme ) observés dans le Jardin) Eclogite : ma "normale" rétromorphosée Granite ma Rhyolite ma et Gneiss ma ( magmatisme : création de lithosphère océanique = accrétion océanique) Collision et formation d une chaîne de montagne ( métamorphisme général et magmatisme : formation de granite ) Etirement de la croûte continentale ( magmatisme ) Erosion et pénéplanation de la chaîne de montagne ( Rétromorphisme lié à l'érosion: remontée de roches par orogénèse )

26 Eléments de correction des fiches terrain 6 Conclusion: Que nous apprennent ces roches sur l'histoire géologique des Pays de la Loire? Puis ils placent ces évènements sur l'échelle des temps géologiques. 26

27 Eléments de correction des fiches terrain 6 Conclusion: Que nous apprennent ces roches sur l'histoire géologique des Pays de la Loire? Evolution de la paléogéographie de à -350 millions d'années 27 Source: AVG 85

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