TP de pétrographie 2: Les roches magmatiques plutoniques acides

1. TUE 233 TP de pétrographie 2: Les roches magmatiques plutoniques acides Pierre Beck, Laboratoire de Planétologie de Grenoble pierre.beck@obs.ujf-grenoble.fr

2. Roches magmatiques volcaniques et roches magmatiques plutoniques Refroidissement lent: gros cristaux. Gabbro Refroidissement rapide: petit cristaux. Refroidissement très rapide (trempe): verre Basalte Verre basaltique

3. Roches magmatiques volcaniques et roches magmatiques plutoniques Si le refroidissement est trop rapide, les cristaux n’ont pas le temps de se développer… Les roches ayant cristallisé en profondeur ont donc en général des gros cristaux (roches plutoniques), alors que les roches magmatiques de surface (roches volcaniques) ont des petits ou pas de cristaux.

4. Roches acides et roches basiques Roche magmatique= O, Si, Fe, Mg, Al, Ca, Na, K, H Une roche basique est une roche pauvre en SiO2 Elle est aussi en général riche en Fe et Mg Ex: basalte Une roche acide est une roche riche en SiO2 (silice) Elle est aussi en général riche en Ca, Na et K Ex: Granite

5. Roches acides et roches basiques De façon très schématique: La croute océanique est constituée de roches basiques. La croute continentale est constituée principalement de roches acides (ex: granite).

6. La minéralogie est un reflet de la composition chimique

7. Quelques repères à mémoriser Ultra-basique Péridotite: Olivine Pyroxène Intermédiaire Dacite/GRANODIORITE: Quartz Feldspath Alcalins Feldspath Plagioclase (Na) Mica ou/et amphibole. Basique Basalte/GABBRO: Feldspath plagioclase (Ca) Pyroxène. Acides Intermédiaire Rhyolite/GRANITE: Quartz Feldspath Alcalin Feldspath plagioclase (Na) Mica ou/et amphibole. Andesite/DIORITE: Feldspath plagioclase (Ca-Na) Pyroxène Amphibole. Trachyte/SYENITE: Feldspath Alcalins Mica ou/et amphibole.

8. Classification de Streckeisein Valable pour les roches avec moins de 90% de ferromagnésiens. Quartz F. Alcalins F. Plagioclases Il faut renormaliser à 100 % après avoir rétiré les ferro-magnésiens. Feldspathoïdes

9. Remarque Cette classification concerne uniquement la minéralogie primaire. Celle-ci peut être modifiée par: -l’altération aqueuse (pluie ou hydrothermalisme) -le métamorphisme (P ou T) Ex: mica se transforme en chlorite vers 600°C

10. Les textures des roches plutoniques Terminologie selon la taille des grains: Grains de taille homogène: Texture aplitique: taille des grains < 1cm (mais visible à l’œil nu) Texture pegmatitique: taille des grains > 1 cm Grains de taille variable: Texture porphyrique:taille des grains < 1cm (mais visible à l’œil nu) Texture porphyroïde: taille des grains > 1 cm Terminologie selon la forme des grains: Texture grenue: grains arrondis Texture doléritique: grains en baguettes Terminologie selon l’agencement des grains: Texture cumulative: accumulations d’1 ou plusieurs phases minérales Texture poecilitique: 1 phase est « incluse » dans une autre

12. Le quartz Classe: tectosilicates Système: subhexagonal Formule: SiO2 LPNA Lumière naturelle: Forme: sections automorphes hexagonales ou grandes plages de cristaux xénomorphes. Clivages: aucuns mais cassures Couleur: incolore Réfringence: faible (nm~1,55) Inclusions: petites inclusions fluides parfois Altération: inaltérable (cf sable) Lumière polarisée: Biréfringence: faible (Ng-Np~0,009). Teintes blanc 1er ordre. Extinction: droite mais très difficile à mettre en évidence. Extinction roulante parfois. LPA

13. Les felsdpaths Plagioclase: NaAlSi3O8-CaAl2Si2O4 Alcalins: KAlSi3O8-NaAlSi3O8

14. Les felsdpaths plagioclases Classe: tectosilicates Système: triclinique NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8 Lumière naturelle: Forme: Sections allongées sub-rectangulaires ou aciculaires Clivages: 2 très difficiles à observer Couleur: incolore Réfringence: 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. LPNA LPA

15. 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=a. • Si vers la gauche, a est négatif. • Si vers la droite, a est positif. • Reporter a sur le diagramme.

16. Les felsdpaths alcalins Classe: tectosilicates Système: monoclinique NaAlSi3O8-KAlSi3O8 Lumière naturelle: Forme: Sections allongées sub-rectangulaires. Clivages: 2 dont un parfois visible+cassures Couleur: incolore Réfringence: 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). LPNA LPA

17. La muscovite (Mica Blanc) Classe: phyllosilicates Système: monoclinique KAl2[AlSi3O10](OH)2 Lumière naturelle: Forme: Sections basales sub-hexagonales, autres sections sub-rectangulaires aplaties. Clivages: 1 excellent. Section basales sans clivages. Couleur: incolore, limpide. Réfringence: moyenne (nm~1,59) Inclusions: rares Altération: inaltérable. Lumière polarisée: Biréfringence: forte (Ng-Np~0,045). Teintes très vives 2eme ordre. Extinction: Droite //clivages. LPNA LPA

18. La biotite (mica noir) Classe: phyllosilicates Système: monoclinique K(Fe,Mg)3[AlSi3O10](OH, F)2 Lumière naturelle: Forme: Sections basales sub-hexagonales, autres sections sub-rectangulaires aplatie fibreuse Clivages: Très fin et régulier, // à l’allongement. Section basales sans clivages. Couleur: bruns à rougeatre. Pléochroïsme: intense Réfringence: 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. LPNA LPA

19. La chlorite Classe: phyllosilicates Système: hexagonal (Fe,Al,Mg)12(Si,Al)8020(OH)16 Lumière naturelle: Forme: Allure en lamelles allongées sub-automorphes (lames de parquet comme Mica) Clivages: 1 clivage net et fin. Couleur: vert jaunâtre +/- foncé. Pléochroïsme: net du vert foncé au vert jaune clair. Réfringence: moyenne (nm~1,58) Lumière polarisée: Biréfringence: Très faible (Ng-Np~0,001-0,003). Couleurs anormales, délavées: gris bleu cuivré, plus ou moins violacées. Extinction: droite. LPNA LPNA LPA LPA

20. L’hornblende: amphibole calcique et alumineuse. Classe: inosilicates Système: monoclinique (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. LPA

21. La pistachite (épidote) Classe: sorosilicate Système: monoclinique/ortho Ca(Fe,Al)Al2(SiO4)(Si2O7)(OH,F) LPNA Lumière naturelle: Forme: Sections basales sub-automorphes, ou xénomorphes. Nombreuses cassures. Clivages: 1 clivage parfois visible. Couleur: incolore ou parfois légèrement jaune/verdâtre. Pléochroïsme: +/- net. Réfringence: Très forte (1,70-1,73) Lumière polarisée: Biréfringence: Très forte (Ng-Np~0,010-0,050). Teintes du 2eme ordre. Manteau d’arlequin. Extinction: oblique (~25°). LPA

22. Consignes d’utilisation du micro Regarder la lame à l’œil nu Tourner la roue et non pas les objectifs. Faire attention lorsque l’on change d’objectif. Vérifier que polariseur et analyseurs sont bien croisés.

23. Le tableau récapitulatif des observations

24. 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.

25. 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. Dn=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.

26. Réalisation d’un schéma descriptif

27. Réalisation d’un schéma descriptif Faire deux schémas de la même zone, un en LPA et un en LPNA.