CHAPITRE 9: LES MATERIAUX DE LA LITHOSPHERE L. BENSLAMA. COURS GEOLOGIE GENERALE 1 ère Année Licence GAT/SNV

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1 CHAPITRE 9: LES MATERIAUX DE LA LITHOSPHERE L. BENSLAMA COURS GEOLOGIE GENERALE 1 ère Année Licence GAT/SNV

2 GENERALITES : Les roches, les minéraux, les cristaux Les matériaux constitutifs de la lithosphère, et notamment de la croûte, sont représentés essentiellement par des roches. Les roches sont des matériaux naturels généralement solides et formés, essentiellement ou en totalité, par un assemblage de minéraux, comportant parfois des fossiles (notamment dans les roches sédimentaires), du verre résultant du refroidissement rapide d'un magma (volcanisme) ou des agrégats d'autres roches. L étude des cristaux est la cristallographie, des minéraux est la minéralogie celle des roches est la pétrographie.

3 LA CRISTALLOGRAPHIE La cristallographie est l étude des formes, des structures et des propriétés des cristaux. Un cristal: est un solide dont les atomes sont disposés de manière régulière, selon une disposition fondamentale. La disposition fondamentale signifie: la première forme géométrique du cristal. On parle également de maille élémentaire. La répétition à l infini, de la maille élémentaire aboutit à 7 systèmes cristallins qui sont les suivants: Cubique, Quadratique, Orthorhombique, Rhomboédrique, Hexagonal, Monoclinique, Triclinique.

4 Définition d un minéral Un minéral est une substance inorganique solide qui se présente sous forme d un cristal ou d un solide cristallin. cristaux de Quartz Pyrite cristaux bipyramidaux d'anatase noir-bleuté portant des stries de croissance Le gypse, composé de sulfate dihydraté de calcium(caso 4 2H 2 O) cristaux d'azurite bleu nuit et des feuillets de Malachite verte

5 Il existe plus de 4000 variétés de minéraux dans la nature, mais seulement une douzaine de minéraux sont les plus abondants. La majorité des minéraux qui constituent la croûte terrestre sont composés uniquement de huit (8) éléments chimiques : Oxygène (O) : 46,5 % Silicium (Si) : 28 % 82,5 % de la croûte terrestre Aluminium (Al) : 8 % Fer (Fe) : 5 % Calcium (Ca) : 3,5 % Sodium (Na) : 3 % Potassium (K) : 2,5 % Magnésium (Mg) : 2 % Un minéral est caractérisé par ses propriétés physiques et chimiques.

6 Propriétés physiques des minéraux Forme cristalline (système cristallin): La forme géométrique des cristaux est définie par leur structure cristalline: minéraux dans la nature sous forme de polyèdres Dureté: Résistance du minéral à se laisser rayer Couleur: En général, les minéraux présentent une grande diversité de couleur Éclat: Aspect de la surface du minéral lorsqu il réfléchit la lumière : éclat métallique ou non métallique (vitreux, nacré, mat, gras, )

7 Propriétés physiques des minéraux Transparence: Propriété du minéral à laisser passer la lumière : minéraux transparent, translucide ou opaque Gypse Quartz translucide Grenat Densité: Rapport entre le poids du minéral et le poids du volume d eau qu il déplace: poids par unité de volume Clivage: Propriété du minéral de se casser selon des plans déterminés: plans de faiblesse dans la structure cristalline du minéral Cassure: Propriété du minéral de se casser, de se briser en donnant des surfaces irrégulières : cassure conchoïdale Clivage: cassures selon des plan Cassure conchoïdale

8 Propriétés chimiques des minéraux Composition chimique: Éléments chimiques qui composent le minéral Solubilité: Propriété d un minéral à se dissoudre dans l eau ou dans un autre liquide (acide) Effervescence: Propriété de minéraux de la classe des carbonates à réagir avec certains types d acide (acide chlorhydrique). Cette réaction produit du gaz carbonique

9 CLASSIFICATION DES ROCHES Trois grands types de roches forment la croûte terrestre. Le schéma qui suit présente ces trois grands types, ainsi que les processus qui conduisent à leur formation. Ainsi présenté, il véhicule l'idée de la cyclicité des processus.

10 LES ROCHES ENDOGENES Les roches magmatiques ou ignées (du feu) : ces roches proviennent de la cristallisation après refroidissement d un magma. Quand cette cristallisation a lieu en profondeur elle donne des roches plutoniques par contre, si le magma arrive à l air libre on a des roches volcaniques. Les roches métamorphiques : résultent de la transformation à l état solide de roches préexistantes sous l action de la température et/ou de la pression. On peut avoir des métamorphismes: haute température et haute pression (HT HP), haute température et basse pression (HT BP) et enfin de basse température et basse pression (BP BT) Ardoise Schiste Gneiss Marbre cipolin

11 LES ROCHES EXOGENES Les roches exogènes se forment à la surface terrestre dans des bassins sédimentaires qui sont généralement les bassins océaniques. Ce sont des roches sédimentaires issues de la transformation de dépôts sédimentaires résultant de l'érosion de roches préexistantes (roches détritiques), de l'activité biologique (roches biogènes) et physicochimique. Grès Poisson fossile Calcaire Conglomérat