Fiche de révision : Tectonique et roches terrestres

📋 Plan du Cours

1. Tectonique des plaques
2. Microscope polarisant et minéraux
3. Observation des roches terrestres
4. Formation des roches superficielles
5. Transformation métamorphique des roches
6. Texture microlithique et roches volcaniques
7. Texture grenue et roches plutoniques
8. Structure interne et géotherme

📖 1. Tectonique des plaques

🔑 Notions clés & Définitions

• Plaque lithosphérique : Ensemble rigide en mouvement sur l’asthénosphère déformable.

★ À maîtriser

• Les grands reliefs associés aux limites des plaques sont :
  • les chaînes de montagnes continentales
  • les dorsales
  • les fosses océaniques

📌 Lors d’une convergence océanique, une lithosphère océanique s’enfonce dans l’asthénosphère en subduction, tandis que la convergence de deux lithosphères continentales produit une collision lente à l’origine d’une chaîne de montagnes.

📌 Au début d’une divergence continentale, un océan s’ouvre, tandis que la poursuite de la divergence entraîne l’expansion océanique au niveau d’une dorsale.

• La chaleur interne de la Terre est le moteur des mouvements des plaques.

Compléments

• Vers 1912, Alfred Wegener élabore la théorie de la dérive des continents, qui propose une mobilité horizontale de la surface terrestre.

• En 1968, la théorie de la dérive des continents est corrigée et devient la théorie de la tectonique des plaques.

• La subduction s’accompagne d’un volcanisme explosif.

• La convergence produit des plis et des failles associés à une intense activité sismique destructrice.

• La divergence s’accompagne d’une activité géologique peu intense mais continue, de séismes fréquents et d’un volcanisme effusif.

💡 Astuce mémo

Convergence : subduction ou collision ; divergence : rifting ou expansion.

📖 2. Microscope polarisant et minéraux

★ À maîtriser

📌 En lumière polarisée non analysée (LPNA), la lumière est polarisée par le polariseur sans passer par l’analyseur ; en lumière polarisée analysée (LPA), elle passe aussi par l’analyseur.

Compléments

• Le quartz est limpide et incolore en LPNA, sans forme géométrique particulière, et sa formule chimique est SiO₂.

• Le plagioclase présente souvent une section en baguette, un aspect sale ou poussiéreux en LPNA et un aspect zébré en LPA ; sa formule est Na/Ca [Al,Si₃O₈].

• L’orthose est un feldspath de formule K [Al,Si₃O₈] qui ne présente pas de zébrures en LPA.

• L’amphibole brune, ou hornblende, est brun-verdâtre, présente deux clivages à 120° et montre en LPA des teintes vives atténuées par sa couleur naturelle ; sa formule générale est (Na,K)₀–₁(Ca,Na)₂(Mg,Fe,Al)₅(Si,Al)₈O₂₂(OH,F)₂.

• La biotite, ou mica noir, est allongée, de couleur brun-rouge, verte ou bleue, avec un clivage longitudinal et parfois une auréole noirâtre associée à la désintégration de l’uranium et du thorium contenus dans une inclusion de zircon ; sa formule est K(Fe,Mg)₃ [AlSi₃O₁₀(OH)₂].

• L’olivine est incolore, présente un fort relief et un aspect craquelé et globuleux, avec des teintes de polarisation vives ; sa formule est (Fe,Mg)₂[SiO₄].

• Le grenat présente des sections hexagonales ou pentagonales aux limites bien marquées, des craquelures et un fort relief ; il apparaît noir quelle que soit l’orientation et sa formule est (Fe,Al)₃ [SiO₄]₃.

• Le pyroxène présente des sections allongées, plus ou moins rectangulaires à angles tronqués, et deux séries de fissures correspondant à un clivage de 87° ; sa formule est (Ca, Fe, Mg, Al) [Al,Si₂O₆].

💡 Astuce mémo

LPNA observe la lumière polarisée seule ; LPA ajoute l’analyseur.

📖 3. Observation des roches terrestres

★ À maîtriser

• L’étude pétrographique consiste à observer la roche à l’œil nu puis à la loupe, régler le microscope polarisant, distinguer LPNA et LPA, observer les minéraux dans les roches échantillonnées, puis consigner les résultats dans un tableau et un schéma.

Compléments

• Les roches à observer en lame mince sont :

  • le basalte
  • le gabbro
  • le granite

• Dans le granite, les minéraux à repérer sont :

  • le mica
  • le quartz
  • le feldspath

• Dans le basalte, les éléments à identifier sont :

  • un pyroxène
  • le verre
  • les microlites de feldspath

• La péridotite est présentée comme la roche principale du manteau, dans laquelle il faut repérer le pyroxène et l’olivine.

📖 4. Formation des roches superficielles

🔑 Notions clés & Définitions

• Roches sédimentaires : Résultent de phénomènes physiques, chimiques ou biologiques, notamment de l’altération, de l’érosion, du transport et du dépôt.

★ À maîtriser

📌 Les roches magmatiques volcaniques se mettent en place en surface et cristallisent rapidement, tandis que les roches magmatiques plutoniques se forment en profondeur et cristallisent lentement.

Compléments

• Les phénomènes physiques associés sont :

  • l’altération
  • l’érosion
  • le transport
  • le dépôt

• La formation des roches sédimentaires peut aussi impliquer des phénomènes chimiques de précipitation ou des phénomènes biologiques.

• Les roches magmatiques volcaniques présentent des cristaux non jointifs, tandis que les roches magmatiques plutoniques présentent des cristaux jointifs.

💡 Astuce mémo

Altération, érosion, transport, dépôt : la voie sédimentaire.

📖 5. Transformation métamorphique des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Roche métamorphique : Roche issue de la transformation à l’état solide d’une roche préexistante sous l’action de la température et de la pression pendant une très longue période.
• Métamorphisme de contact : Transformation d’une roche au contact d’un magma de température plus élevée.
• Métamorphisme hydrothermal : Transformation d’une roche sous l’action d’eau à température élevée.

📝 Points essentiels

• La pression et le temps et/ou la température et le temps jouent un rôle majeur dans la transformation des roches sédimentaires et magmatiques.

• Le métamorphisme d’enfouissement concerne des roches ayant subi des pressions importantes lors de collisions.

📖 6. Texture microlithique et roches volcaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure microlithique : Structure constituée de minéraux non jointifs et observée notamment dans les roches magmatiques volcaniques.

★ À maîtriser

• Une texture microlithique se forme lors du refroidissement rapide du magma en surface.

Compléments

• Dans un échantillon macroscopique à structure microlithique, quelques phénocristaux visibles sont dispersés dans une matrice dont les minéraux sont indistinguables à l’œil nu.

• En lame mince, une roche microlithique présente des phénocristaux, de petits minéraux en forme de baguettes appelés microlithes et une partie non cristallisée qui apparaît noire en lumière polarisée analysée, appelée verre volcanique.

💡 Astuce mémo

Refroidissement rapide en surface : microlithes et verre, à l’opposé des cristaux jointifs des roches plutoniques.

📖 7. Texture grenue et roches plutoniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure grenue : Structure constituée de minéraux jointifs, tous visibles à l’œil nu sur un échantillon macroscopique.

★ À maîtriser

• Une texture grenue se forme lors du refroidissement lent du magma en profondeur.

Compléments

• En lame mince, une roche à texture grenue présente de grands minéraux en contact étroit, sans matrice discernable entre eux.

• Les roches magmatiques formées en profondeur à texture grenue sont des roches magmatiques plutoniques.

💡 Astuce mémo

Cristaux jointifs et refroidissement lent en profondeur, à l’opposé de la texture microlithique.

📖 8. Structure interne et géotherme

★ À maîtriser

• La lithosphère comprend la croûte continentale, la croûte océanique et le manteau lithosphérique et se situe jusqu’à environ 120 km de profondeur.

• La lithosphère est solide et cassante, tandis que l’asthénosphère est solide et ductile.

• Le noyau externe est liquide et le noyau interne est solide.

Compléments

• Le manteau inférieur s’étend sous l’asthénosphère jusqu’à environ 2 900 km de profondeur et est solide et rigide.

• La limite entre le manteau et le noyau se situe à 2 900 km de profondeur, et celle entre le noyau externe et le noyau interne à 5 100 km.

📊 Tableaux de synthèse

Roches magmatiques