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5.2 : Identification des roches ignées - Géosciences

5.2 : Identification des roches ignées - Géosciences


Introduction

Les roches sont faites de minéraux. Si vous cassez un gros morceau de quartz en petits morceaux, vous avez toujours des morceaux de quartz.

Il existe trois types de roches de base : ignées, sédimentaires et métamorphiques.

Roches ignées

Les roches ignées (roches ardentes) sont formées lorsque la matière en fusion à l'intérieur ou à l'extérieur de la terre se refroidit et devient solide. Cette roche fondue s'appelle magma quand il est à l'intérieur de la terre. Lorsque le magma parvient à la surface à travers des fissures ou des volcans, il est appelé lave. Lorsque la lave se refroidit à la surface de la terre, elle forme une roche ignée extrusive ou volcanique parce qu'elle a été extrudée ou poussée à la surface. Parce qu'il refroidit rapidement, il n'a que le temps de faire de très petits cristaux. Les roches ignées extrusives ou volcaniques ont un aspect terne et ne brillent pas beaucoup parce qu'elles ont un grain fin.

Si le magma reste à l'intérieur de la terre et met des milliers d'années à se refroidir, il a le temps de former de gros cristaux. Ces cristaux forment une roche ignée à gros grains appelée roche ignée plutonique ou intrusive, car le magma a été introduit dans des fissures profondes sous la surface de la terre. Ces cristaux à gros grains donnent à la roche un aspect sucré car les faces de cristal plates reflètent la lumière dans des centaines de petites étincelles. Le nom de la roche ignée dépend des minéraux présents. S'il y a beaucoup de minéraux de couleur claire et que la roche est à gros grains, c'est du granit. S'il y a principalement des minéraux de couleur foncée et que la roche est à grain fin, il s'agit de basalte.

Cartes des roches ignées

Igné - Phanéritique (gros grain) ou aphanitique (fin [plus petit que la pointe du crayon])

Tableau des roches ignées
Texture VCouleur>Couleur claire : rose, blanc, gris, vert, lavandeCouleur moyenne à foncée : violet, verdâtreGris foncé à noirVert foncé à noir
" style="border : 1px solide rgba (0, 0, 0, 0,15) ; alignement vertical : milieu ; taille de police : 1em ; remplissage : 5px 5px 10px ;">">Minéraux >10 à 30 % d'orthose (potassium-feldspath)
10 – 40 % quartz
0-33% Na plagioclase
8-15% amphibole
et biotite
55-70% de feldspath plagioclase
15-40% biotite & amphibole
25-70% Ca plagioclase
25-75% de minéraux mafiques foncés (pyroxène, amphibole, olivine)
0-5% Ca plagioclase
65-100% olivine
0-25% pyroxène
0-10% de minerais (magnétite, ilménite, chromite)
Composition" style="border : 1px solide rgba (0, 0, 0, 0,15) ; alignement vertical : milieu ; taille de police : 1em ; remplissage : 5px 5px 10px ;">">–Felsique (sialique)IntermédiairemafiqueUltramafique
Bien = aphanitique" style="border : 1px solide rgba (0, 0, 0, 0,15) ; alignement vertical : milieu ; taille de police : 1em ; rembourrage : 5px 5px 10px ;">“>Extrusive volcaniqueRhyoliteAndésiteBasalteKomatite
Grossier = phanéritique" style="border : 1px solide rgba (0, 0, 0, 0,15) ; alignement vertical : milieu ; taille de police : 1em ; remplissage : 5px 5px 10px ;">">Plutonique intrusifGranitDioriteGabbropéridotite
Environnement" style="border : 1px solide rgba (0, 0, 0, 0,15) ; alignement vertical : milieu ; taille de police : 1em ; remplissage : 5px 5px 10px ;">">–Zones de subductionZones de subductiondorsales médio-océaniques, points chaudsdorsales médio-océaniques, manteau
Exemples de roches ignées
GrainCouleurNom du rocher
courslumière coloréeGranit
coursde couleur moyenneDiorite
courscouleur noire (foncée)Gabbro
biende couleur claire (pastel)Rhyolite
biende couleur moyenneAndésite
biencouleur noire (foncée)Basalte
particules de cendresfrêne à grain finTuf
un verrede couleur claire, mousseusePierre ponce
un verrecouleur foncée, verreObsidienne

Roches ignées intrusives

Comment se forment les roches ignées intrusives :

  1. En fusion, ils pénètrent (poussent dans) d'autres roches.
  2. Ils se refroidissent sous la surface de la terre, généralement en profondeur.
  3. Ils refroidissent progressivement et lentement.
  4. Les cristaux individuels ont le temps et l'espace pour grandir.
  5. Le feldspath (minéral polyédrique rose à blanc) cristallise à des températures élevées au début du processus de refroidissement et a donc des côtés cristallins droits.
  6. Le quartz (minéral clair et vitreux) cristallise plus tard et remplit les espaces.

Les caractéristiques:

  1. Gros grains – Les grains, ou cristaux, sont assez gros pour dire de quel minéral il s'agit. Les cristaux sont généralement plus gros que 1 millimètre (plus gros que la pointe d'un stylo ou d'un crayon). Ils mesurent généralement de 1/8 à 1 pouce de long.
  2. Les bords des cristaux s'emboîtent. Les cristaux sont des surfaces planes et brillantes qui s'emboîtent comme des pièces de puzzle, avec des bords droits sur certains cristaux.
  3. Les minéraux sont très durs et rayent le verre. Si la roche a été altérée par les éléments, elle peut être friable.
  4. La texture est généralement uniforme (la même dans toutes les directions).

Roches ignées extrusives

Comment se forment les roches ignées extrusives :

  1. En fusion, ils s'écoulent à la surface ou s'écoulent dans des fissures près de la surface de la Terre.
  2. Ils refroidissent rapidement sans que de gros cristaux ne se développent.
  3. Ils ont donc un grain très fin.
  4. La composition minérale ne peut être identifiée qu'au microscope à moins que des phénocristaux ne soient présents (voir ci-dessous).
  5. L'identification sur le terrain des spécimens de main est basée sur la couleur claire ou foncée, à moins que des phénocristaux ne soient présents.

Les caractéristiques:

  1. À grain fin – Les grains sont trop fins pour identifier les minéraux sans microscope.
  2. Certaines roches ignées à grain fin contiennent des cristaux rectangulaires.
  3. Très dur! Les spécimens rayeront le verre, même s'il sera friable s'il a été exposé aux intempéries pendant longtemps.
  4. Certaines roches volcaniques ont des vésicules, qui sont des trous causés par des bulles de gaz lorsque la lave a fondu.

Roches ignées porphyriques ont des cristaux grossiers dans un fond fin. Les cristaux font deux à trois fois la taille de la matrice, et moins de 10 % de la roche sont des cristaux.

  • Phanéritique porphyrique : Des cristaux plus petits entourent des cristaux plus gros (phénocristaux).
  • Aphanitique porphyrique : Une masse broyée massive et sans structure entoure les cristaux (phénocristaux).

Matrice, ou masse au sol, est le fond à grain fin.

Phénocristaux sont les cristaux entourés par la matrice ; ce sont généralement des minéraux volumineux, rectilignes et vitreux, à moins qu'ils n'aient été altérés.

Porphyrique est utilisé comme adjectif pour modifier le nom de toute roche ignée à grain fin qui contient moins de 50 % de phénocristaux. Exemple : Basalte porphyrique, andésite porphyrique. Le porphyre est utilisé comme nom après le nom de la roche si plus de 50% de la roche est constituée de phénocristaux. Exemple : Porphyre basaltique.

Roches volcaniques vésiculaires : Vésiculaire est l'adjectif utilisé pour modifier le nom de toute roche ignée (volcanique) à grain fin qui présente des vésicules (trous provenant de bulles de gaz), donnant une apparence semblable à de la cendre ou du clinker. Exemple : Basalte vésiculaire.

Scories: Basalte avec plus de 50% de vésicules. On dirait des cendres. Il est irrégulièrement poreux avec des surfaces rugueuses et des arêtes vives et est souvent brun rouge.

Verre volcanique

Comment se forment les roches de verre volcanique :

Formé par un refroidissement soudain sans le temps de former même de minuscules cristaux. Cette cristallisation rapide produit du verre avec un arrangement aléatoire d'atomes, par conséquent, ces roches sont légèrement moins denses. Les verres volcaniques proviennent généralement d'une lave plus visqueuse (plus difficile à couler) de composition chimique de rhyolite.

Vitrophère est une roche vitreuse contenant des cristaux (phénocristaux).

Obsidienne est un verre noir avec une fracture conchoïdale (circulaire).

Pierre ponce est une mousse de verre gris clair avec de nombreux trous de bulles de gaz. S'il y a suffisamment de trous qui ne sont pas connectés, la pierre ponce flottera. Il est très léger à cause de tous les trous.

Igné - Graphique vitreux
TextureCompositionLes caractéristiquesNom du rocher
Vitreux? n'est pas applicableVerre noir massifObsidienne
Vitreux? n'est pas applicableVerre gris mousseux de fibres de verre subparallèles avec de nombreuses bulles d'air écrasées - peut flotterPierre ponce
Vitreux? n'est pas applicableVerre gris, structures sphériques arrondiesPerlite

Roches fragmentaires volcaniques

Comment se forment les roches fragmentaires volcaniques :

Formé par des éruptions explosives de fragments solides et de cendres.

Tuf: Une cendre volcanique de couleur claire, contenant parfois des fragments de verre et de pierre ponce. Certains tufs sont légers s'ils n'ont pas été compactés. Certains sont des tufs soudés et ressemblent à de la rhyolite.

Agglomérer: Contient des fragments volcaniques de plus de 2 centimètres (environ 1 pouce de diamètre) qui ont été soufflés d'un évent volcanique. Elles sont plus grosses que les particules de cendres, mais ont la même origine.

Graphique igné - pyroclastique (fragmentaire)
TextureCompositionLes caractéristiquesNom du rocher
PyroclastiqueCendres volcaniques, fragments de pierre ponce, quelques fragments de roche ou de verreCendres volcaniques de couleur claire, parfois avec des fragments de verre et de pierre ponceTuf
PyroclastiqueCendres volcaniques, fragments de pierre ponce, quelques fragments de roche ou de verreÀ grain fin ou granuleux, léger s'il n'est pas compacté ; couleur claireTuf de chute de cendres
PyroclastiqueCendres volcaniques, fragments de pierre ponce, quelques fragments de roche ou de verreLes particules ou les grains sont fusionnés ou soudés, avec des lignes d'écoulementTuf de chute de cendres
PyroclastiqueCailloux ronds et bombes qui ont été soufflées d'un évent volcanique, avec de la cendreFragments volcaniques de plus de 2 millimètres (environ la taille d'une pointe de crayon)Agglomérer
PyroclastiqueBombes volcaniques, cailloux, cendres, fragments de pierre ponce, certains fragments de roche ou verreFragments volcaniques tranchants et anguleux de plus de 2 centimètres (1 pouce de diamètre) mélangés à d'autresBrèche volcanique

Caractéristiques des minéraux importants dans les roches ignées

  • Quartz: Se présente sous forme de grains vitreux irréguliers, généralement clairs à fumés sans clivage.
  • Moscovite: Éclats de laiton ou de couleur gris clair associés à du quartz ou du feldspath K. Clivage parfait dans 1 sens (couches)
  • Orthose (K-feldspath) : lustre de porcelaine; généralement de couleur rose, blanche ou grise. Le clivage dans 2 directions à angle droit peut être détecté par une réflexion de la lumière lors de la rotation de l'échantillon.
  • Plagioclase : Généralement gris ou blanc dans le granit, couleur bleu foncé dans le gabbro. Stries communes. 2 directions de clivage à angle droit peuvent être détectées.
  • Biotite : Petits flocons noirs au clivage parfait dans 1 sens (couches), réfléchissent la lumière.
  • Amphibole (Hornblende) : Cristaux longs et noirs dans une matrice de couleur claire. Clivage à 60 et 120 degrés.
  • Pyroxène (Augite) : Minéraux courts, ternes, noir verdâtre dans des roches plus foncées. Clivage dans deux directions à 90 degrés.
  • Olivier : Grains vitreux, vert clair à vert foncé.

5.2 : Identification des roches ignées - Géosciences

    Au début de la géologie, peu de roches étaient décrites et classées. À cette époque, chaque nouvelle roche décrite par un géologue pouvait avoir des caractéristiques différentes de celles des roches déjà décrites, il y avait donc une tendance à donner un nouveau nom à la roche nouvelle et différente. Parce que des facteurs tels que les conditions de refroidissement, la composition chimique du magma d'origine et les effets de l'altération, il est possible de voir une variété infinie de roches ignées, et donc un schéma de classification basé uniquement sur la description de la roche conduirait finalement à une pléthore des noms de rock. Pourtant, en raison de l'histoire de la science, beaucoup de ces noms de roches sont fermement ancrés dans la littérature, donc l'étudiant doit être conscient de tous ces noms, ou au moins savoir où chercher pour savoir ce que signifient les différents noms de roches .

    Minéraux présents dans la roche (les mode). Les minéraux présents dans une roche et leurs proportions relatives dans la roche dépendent en grande partie de la composition chimique du magma. Cela fonctionne bien comme schéma de classification si tous les minéraux qui pourraient potentiellement cristalliser à partir du magma l'ont fait - c'est généralement le cas pour les roches ignées plutoniques lentement refroidies. Mais, les roches volcaniques ont généralement leur cristallisation interrompue par une éruption et un refroidissement rapide à la surface. Dans de telles roches, il y a souvent du verre ou les minéraux sont trop petits pour être facilement identifiés. Ainsi, un système de classification basé uniquement sur les minéraux présents ne peut être utilisé.

On peut facilement constater l'insuffisance d'une classification minéralogique basée sur les minéraux présents si l'on regarde les schémas de classification des roches volcaniques donnés dans les manuels d'introduction à la géologie. Par exemple, la plupart de ces schémas montrent qu'une dacite est une roche qui contient de petites quantités de quartz, des quantités un peu plus grandes de sanidine ou de feldspath alcalin, de plagioclase, de biotite et de hornblende. le milieu du Crétacé) Je n'ai pas encore vu de dacite contenant du feldspath alcalin. Cela signifie-t-il que les manuels d'introduction à la géologie mentent ? Pas vraiment, ce sont les minéraux qui devraient cristalliser à partir d'un magma dacite, mais ne le faites pas car l'histoire de la cristallisation est interrompue par un refroidissement rapide en surface.

    La composition reflète généralement la composition du magma et fournit ainsi des informations sur la source de la roche.

  1. Sur le terrain, une simple classification basée sur le terrain doit être utilisée. Ceci est généralement basé sur le contenu minéralogique et la texture. Pour les roches plutoniques, le système de classification IUGS peut être utilisé. Pour les roches volcaniques, le tableau suivant peut être utilisé.
Notez qu'à chaque étape du processus, la classification peut changer, mais il est important de garder à l'esprit que chaque étape a des limites, et que la classification à chaque étape a pour but de décrire la roche, non seulement pour l'enquêteur individuel, mais n'importe qui d'autre. Ainsi, le système de classification doit être utilisé de manière cohérente afin que les enquêteurs ultérieurs puissent comprendre de quoi vous parlez à chaque étape du processus.

Classifications chimiques générales

SiO2 (Silice) Contenu

> 66 poids % - Acide

52-66% en poids - Intermédiaire

45-52 % en poids - De base

< 45 % en poids - Ultrabasique

Cette terminologie est basée sur l'idée ancienne que les roches avec un pourcentage élevé de SiO2 ont été précipités à partir d'eaux à forte concentration d'acide hydrosilicique H4SiO4. Bien que nous sachions maintenant que ce n'est pas vrai, la terminologie acide/base est bien ancrée dans la littérature.

Saturation de silice

Si un magma est sursaturé en silice, alors un minéral de silice, tel que le quartz, la cristobalite, la tridymite ou la coésite, devrait précipiter du magma et être présent dans la roche. D'autre part, si un magma est sous-saturé en silice, alors un minéral de silice ne devrait pas précipiter du magma, et donc ne devrait pas être présent dans la roche. Le concept de saturation en silice peut ainsi être utilisé pour diviser les roches en roches sous-saturées, saturées en silice et sursaturées en silice. Le premier et le dernier de ces termes sont les plus faciles à voir.

Roches sous-saturées en silice - Dans ces roches, nous devrions trouver des minéraux qui, en général, ne se produisent pas avec le quartz. Ces minéraux sont :

Néphéline- NaAlSiO4 Leucite - KAlSi2O6
Olivine forstéritique - Mg2SiO4 Sodalite - 3NaAlSiO4 . NaCl
Nosean - 6NaAlSiO4 . N / A2ALORS4 Hayne - 6NaAlSiO4 . (N / A2,Ca)SO4
Pérovskite - CaTiO3 Mélanite - Ca2Fe +3 Si3O12
Mélilite - (Ca,Na)2(Mg,Fe +2 ,Al,Si)3O7

Ainsi, si nous trouvons l'un de ces minéraux dans une roche, à une exception près que nous verrons dans un instant, alors nous pouvons nous attendre à ce que la roche soit sous-saturée en silice.

Si nous calculons une norme CIPW (nous verrons comment faire cela en laboratoire), les minéraux normatifs présents dans les roches sous-saturées en silice sont la néphéline et/ou la leucite.

Si nous calculons une norme CIPW, les roches sursaturées en silice contiendront du quartz normatif.

Alumine (Al2O3) Saturation

Après la silice, l'alumine est le deuxième constituant oxyde le plus abondant dans les roches ignées. Les feldspaths sont, en général, les minéraux les plus abondants qui se trouvent dans les roches ignées. Ainsi, le concept de saturation en alumine est basé sur l'existence ou non d'un excès ou d'un manque d'Al pour constituer les feldspaths. Notez qu'Al2O3 se produit dans les feldspaths dans un rapport de 1 Al à 1 Na, 1K ou 1 Ca :

    S'il y a un excès d'alumine par rapport à celui requis pour former des feldspaths, on dit que la roche est peralumineux. Cette condition est exprimée chimiquement sur une base moléculaire comme :

En peralumineux. roches nous nous attendons à trouver un Al2O3-minéral riche présent comme minéral modal - comme la muscovite [KAl3Si3O10(OH)2], corindon [Al2O3], topaze [Al2SiO4(OH,F)2], ou un Al2SiO5- des minéraux comme la kyanite, l'andalousite ou la sillimanite.

Les roches peralumineuses auront du corindon [Al2O3] dans la norme CIPW et pas de diopside dans la norme.

Ce sont les types les plus courants de roches ignées. Ils sont caractérisés par l'absence d'un Al2O3-riche en minéraux et manque de pyroxènes sodiques et d'amphiboles dans le mode.

Les roches peralcalines se distinguent par la présence de minéraux riches en Na comme l'aégérine [NaFe +3 Si2O6], riebeckite [Na2Fe3 +2 Fe2 +3 Si8O22(OH)2], arfvedsonite [Na3Fe4 +2 (Al,Fe +3 )Si8O22(OH)2 ], ou aenigmatite [Na2Fe5 +2 TiO2Si6O18] dans le mode.

Roches alcalines/subalcalines

Un dernier schéma de classification générale sépare les roches alcalines de celles qui sont subalcalines. Notez que ce critère est basé uniquement sur un diagramme alcali vs silice, comme indiqué ci-dessous. Les roches alcalines ne doivent pas être confondues avec les roches hyperalcalines, comme indiqué ci-dessus. Alors que la plupart des roches hyperalcalines sont également alcalines, les roches alcalines ne sont pas nécessairement hyperalcalines. D'autre part, les roches très alcalines, c'est-à-dire celles qui se situent bien au-dessus de la ligne de démarcation sur la figure ci-dessous, sont également généralement sous-saturées en silice.

Exemples de questions sur ce matériel qui pourraient faire partie d'un examen

    Définir les termes suivants : (a) Mode, (b) Norme, (c) saturation en silice (d) peralcalin, (e) peralumineux, (f) métallumineux, (g) roche ignée acide.


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1 Introduction et occurrence.

1.1 L'importance du travail sur le terrain.

1.2 L'image globale des roches ignées en relation avec la tectonique régionale.

1.3 Mode d'occurrence des corps ignés.

2 Compétences sur le terrain et structures d'affleurement.

2.2 Préparation des cartes et cartographie de base.

2.3 Bloc-notes et enregistrement des données.

2.4 Structures d'affleurement primaires.

2.5 Structures d'affleurement à un stade secondaire ou avancé.

2.6 Relations de contact avec les affleurements.

2.7 Résumé des descriptions des affleurements ignés.

3 Textures ignées et classification.

3.2 Couleur et composition.

3.3 Texture, granulométrie/forme et tissu.

3.4 Identification des minéraux.

3.5 Dénomination et classification.

4 Volcaniques 1 – Coulées de lave.

4.1 Mécanismes d'emplacement des coulées de lave.

4.2 Une division de composition pour les coulées de lave.

4.3 Coulées de lave mafique/basaltique.

4.5 Laves en coussin et hyaloclastites.

5 Volcanics 2 – Roches pyroclastiques.

5.1 Structures, textures et classification.

5.2 Écoulements pyroclastiques et Ignimbrites.

5.4 Interactions eau/magma et sédiments/magma.

6 Intrusions peu profondes.

6.2 Élaboration de l'historique des emplacements.

6.3 Bouchons volcaniques et diatrèmes.

6.4 Intrusions subvolcaniques de haut niveau.

7.2 Caractéristiques générales et occurrence.

7.4 Structures et textures internes.

7.7 Textures granitoïdes distinctives.

7.9 Résumé des caractéristiques de terrain des complexes granitiques.

8.1 Caractéristiques générales et occurrence.

8.2 Intrusions continentales mafiques-ultramafiques.

8.5 Résumé des caractéristiques de terrain des intrusions mafiques-ultramafiques.

9 Mélange et mélange de magma.

9.4 Dykes et seuils synplutoniques.

9.5 Mélange de magma dans des environnements subvolcaniques et volcaniques.

10 Minéralisation et propriétés géotechniques.

10.1 Minéralisation et minéraux clés.

10.2 Minéralisation dans les intrusions mafiques en couches.

10.3 Propriétés géotechniques des roches ignées.

10.4 Classification des masses rocheuses.


Evolution de la porosité et de la surface au cours de l'altération de deux roches ignées

Pendant l'altération, les roches libèrent des nutriments et stockent de l'eau vitale pour la croissance de la vie microbienne et végétale. Ainsi, la croissance de la porosité à mesure que l'altération progresse dans le substratum rocheux est un processus de maintien de la vie pour les écosystèmes terrestres. Ici, nous utilisons la diffusion de neutrons aux petits et ultra petits angles pour montrer comment la porosité se développe lors de l'altération initiale dans des conditions tropicales de deux compositions de roches ignées, l'andésite basaltique et la diorite quartzique. La diorite quartzique s'altère de manière sphéroïdale, contrairement à l'andésite basaltique. Les taux d'avance aux intempéries des deux systèmes diffèrent également, peut-être en raison de cette différence de mécanisme, de 0,24 à 100 mm kyr -1 , respectivement. Les données de diffusion documentent comment les surfaces à l'intérieur des roches dominées par le feldspath changent à mesure que l'altération progresse dans le protolithe. Dans les roches non altérées, les neutrons se diffusent à partir de deux types de caractéristiques dont les dimensions varient de 6 nm à 40 m : les pores et les bosses sur les surfaces pores-grains. Ces caractéristiques se traduisent par des données de diffusion pour les deux roches non altérées qui documentent un comportement multifractal : la diffusion est mieux décrite par une dimension fractale de masse (m) et une dimension fractale de surface (s) pour les caractéristiques d'échelles de longueur supérieures et inférieures à ∼1 m, respectivement. Dans l'andésite basaltique, m est d'environ 2,9 et s est d'environ 2,7. Le mécanisme de transport du soluté lors de l'altération de cette roche est la diffusion. La porosité et la surface augmentent de ∼1,5 % à 8,5 % et de 3 à 23 m 2 g -1 respectivement dans une tendance relativement cohérente à travers le front de réaction du plagioclase de mm d'épaisseur. Sur ce front, les deux dimensions fractales diminuent, ce qui correspond au développement d'un réseau de pores plus monodispersés avec des surfaces de pores plus lisses. Les deux changements sont cohérents en grande partie avec une connectivité croissante des pores sans rugosité de surface significative, comme prévu pour une altération limitée par le transport. En revanche, la porosité et la superficie augmentent de 1,3 % à 9,5 % et de 1,5 à 13 m 2 g -1 respectivement à travers un front de réaction de plusieurs cm d'épaisseur dans la diorite quartzique à altération sphéroïdale. Dans ce rocher, m est d'environ 2,8 et s est d'environ 2,5 avant l'altération. Ces deux fractales se transforment lors de l'altération en plusieurs fractales de surface, car la microfissuration réduit la taille des sous-zones limitées par la diffusion de la matrice. À travers le front de réaction du plagioclase dans la diorite quartzique, la surface spécifique et la porosité changent très peu jusqu'au point où la roche se désagrège en saprolite.

Les différents modèles de développement de la porosité des deux roches sont attribués à l'infiltration par advection et à la diffusion dans la roche qui se fracture de manière sphéroïdale par rapport à la diffusion uniquement dans la roche qui ne le fait pas. La fracturation diminue apparemment la taille des parties limitées par la diffusion du système rocheux à altération sphéroïdale pour favoriser l'infiltration des fluides météoriques, expliquant ainsi la vitesse d'avancement plus rapide de l'altération dans cette roche.


Roches ignées

Abstrait

L'étude de la pétrologie ignée est une nécessité fondamentale pour connaître les sciences géologiques. Les roches ignées sont les premières à se former sur la croûte terrestre par refroidissement, cristallisation et solidification du magma plutonique ou de la lave volcanogène. Les roches ignées, intrusives (plutoniques) et extrusives (volcaniques), sont des produits naturels de cristallisation, de refroidissement et de solidification du magma provenant des parties les plus profondes de l'intérieur de la Terre. Les roches ignées sont les sources originales et primaires des contre-composants sédimentaires et métamorphiques. La série de réactions de Bowen explique la séquence de cristallisation et de refroidissement pour former des minéraux distinctifs en fonction du type de fonte mère. Les roches ignées sont classées en fonction de la composition chimique de la mère mère, par exemple, felsique, intermédiaire, mafique, ultramafique, mode de formation, style et formes. Toutes les roches communes et importantes de chaque groupe classé de roches ignées sont discutées et représentées par des propriétés physiques et chimiques, la taille des grains, la texture et les structures, et l'identification par des études microscopiques de lames minces. Les usages majeurs de chaque roche sont mis en évidence.


5.1. Les roches sédimentaires sont formées par l'accumulation de sédiments.

5.1.1. Il existe trois types de base de roches sédimentaires : 1) les roches sédimentaires clastiques 2) les roches sédimentaires chimiques 3) les roches sédimentaires organiques

5.1.1.1. 1. Roches sédimentaires clastiques formées à partir de débris d'altération mécanique Ex. grès et schiste

5.1.1.2. 2) Roches sédimentaires chimiques qui se forment lorsque des matières dissoutes précipitent de la solution Ex : sel gemme et certains calcaires

5.1.1.3. 3) Roches sédimentaires organiques qui se forment à partir de l'accumulation de débris végétaux ou animaux Ex : charbon et certains calcaires


5. Discordance

Un sédiment est une masse de matière qui provient de l'altération et/ou de l'érosion des substances de surface de la terre qui, dans la majorité des cas, ont été transportées et déposées ailleurs. Naturellement, les agents de transport sont les mêmes que ceux qui provoquent l'érosion, c'est-à-dire le vent, la glace et l'eau. Ces différents agents de transport, agissant au sein de divers milieux, vont conférer aux sédiments des caractéristiques distinctives, appelées faciès. Ainsi, l'interprétation d'une succession sédimentaire consiste en l'identification de leurs milieux de dépôt respectifs et l'histoire des différentes étapes de sédimentation. Il est donc utile de regrouper les différentes parties d'une colonne stratigraphique en fonction des différents agents de transport et/ou des milieux de dépôt sous lesquels elles se sont déposées. Plus les différences entre les conditions de dépôt à travers une pile sédimentaire sont grandes, plus il est probable qu'un cycle sans dépôt les sépare. Ces cassures sont donc des repères idéaux pour les regroupements stratigraphiques.

Ces surfaces sont appelées discordances et le glossaire de l'American Geological Institute les définit comme la rupture dans les archives géologiques où une unité rocheuse est recouverte par une autre qui n'est pas la suivante dans la séquence stratigraphique. C'est-à-dire que la surface de cette cassure représente une interruption du cycle de sédimentation causée par un cycle d'absence de sédimentation et/ou d'altération ainsi que d'érosion.

Pour les études stratigraphiques approfondies, les discordances sont classées en fonction de la durée et de l'étendue géographique qu'elles couvrent. Une discordance interrégionale a tendance à couvrir de vastes zones, séparant des épisodes de dépôt distinctement différents, se produisant à des périodes significativement différentes. Les autres discordances qui ne couvrent que des zones limitées principalement au bord des bassins sédimentaires sont appelées discordances intra-formationnelles. Aux fins de cette présentation, les non-conformités seront simplement subdivisées en :

Lorsque la surface de la perturbation sépare des strates essentiellement parallèles, on a affaire à une discordance. C'est-à-dire que nous avons affaire à une courte pause dans le temps géologique, car il n'y avait pas suffisamment de temps pour que les roches plus anciennes soient perturbées tectoniquement. Je pense que les termes discordance et diastème sont équivalents car il y a peu de différence entre avoir eu une courte période d'érosion (disconformité) ou une période de non dépôt (diastème). Ce type de rupture de sédimentation est bien illustré dans la figure 81 où non seulement la surface séparant les deux horizons est nette, mais aussi les caractéristiques des sédiments de chaque côté sont considérablement différentes, avec l'horizon inférieur montrant un haut niveau de tri et celui ci-dessus, le contraire. Il y a donc un changement certain des caractéristiques de sédimentation à travers ce plan, indicatif d'un stade d'érosion, mais la pause temporelle n'était pas assez longue pour permettre des altérations supplémentaires.

Figure 81 – Contact très distinct, discordance, entre un grès blanc à grain fin bien trié en dessous, et un assemblage arénacé rougeâtre mal trié au-dessus (hauteur de la section verticale environ 3 m) Foz do Falcão, Portugal)

L'autre exemple montré à la figure 31B, bien que faisant référence à une séquence volcanique, est tout aussi bon puisque les principes sont exactement les mêmes. Dans ce cas, la coulée de lave la plus basse s'est altérée en paléosol. C'est-à-dire que la bande de lave la plus basse a été exposée à la surface pendant une période suffisamment longue pour être complètement altérée dans un sol. La couche ci-dessus consiste en une accumulation de fragments de lave perdue partiellement altérés, soit transportés depuis les environs, soit érodés « in situ ». Couvrant tout, il y a une effusion de lave fraîche plus jeune. Par conséquent, l'horizon rocheux est le plan de discordance indiquant clairement une période d'altération et d'érosion.

5.2 Discordance angulaire

Lorsque la surface de discordance sépare une ancienne strate inclinée ou plissée d'une strate plus jeune non perturbée ou moins perturbée, nous avons une discordance angulaire (fig. 82). Notez à quel point le plan de la surface d'érosion (discordance) est inégal, dans cet exemple. L'arkose au-dessus de la discordance appartient à la colonne sédimentaire récente de l'estuaire du Tage et du Sado et les schistes contorsionnés métamorphisés en dessous appartiennent au groupe Flysch inférieur de l'Alentejo, d'âge dévonien. Ainsi, bien qu'irrégulier, ce plan délimite un très long cycle d'érosion et, ces irrégularités peuvent être beaucoup plus profondément incisées, lorsqu'il y a un ravinement intense.

Figure 82 – Plan de discordance irrégulière séparant des sédiments de flysch fortement déformés d'âge dévonien ci-dessous, d'un grès arkosique posé horizontalement de l'estuaire du Tage-Sado (vue d'environ 3 m de haut) (Vale do Gaio, Portugal).

Maintenant, en s'éloignant du terrain montagneux vers des zones à la topographie plus régulière, des surfaces planes mieux définies et plus lisses commencent à apparaître, coupant à un angle distinct à travers la succession sédimentaire plus ancienne. La figure 83 est un très bon exemple de plan de discordance interrégionale. Il sépare les sédiments du Witwatersrand de l'épais tas de laves de Ventersdorp. Localement, un conglomérat se trouve le long de ce plan et il est appelé Ventersdorp Contact Reef. Remarquez sur le côté droit de la photo, comment le conglomérat devient plus épais à mesure qu'il passe d'un quartzite dur à une surface de schiste mou. En d'autres termes, c'est le même principe que dans Pénéplanation (item 4.4.2.2), mais à une échelle beaucoup plus petite.

Figure 83 – Cas typique d'une discordance angulaire (Ventersdorp Contact Reef, East Driefontein Gold Mine, Carletonville, Afrique du Sud).

Naturellement, il existe toutes sortes de variations sur le thème. Dans l'exemple illustré à la figure 84, en raison de la portée limitée de la photographie, il n'y a pas de différence angulaire apparente entre les sédiments au-dessous et au-dessus du conglomérat, mais il ne fait aucun doute qu'une discordance est présente, car en plus de la différence angulaire entre les grèves et les pendages des sédiments de chaque côté de la discordance, nous avons une différence marquée dans les caractéristiques des quartzites. De plus, il y a occasionnellement des cailloux épars et bien arrondis et, le plus important, le Carbon Leader, bien que très rarement épais, est l'un des horizons aurifères les plus riches du groupe Witwatersrand Supper. C'est-à-dire qu'il y avait suffisamment de temps d'érosion/sate pour que l'or se concentre.

Figure 84 – Plan de discordance très uniforme avec des cailloux épars disséminés – remarque une différence distincte entre les quartzites de chaque côté (l'épaisseur du conglomérat est de 3 cm) (Carbon Leader. East Driefontein Mine, Carletonville S. Africa).

Enfin, à ma connaissance unique dans le Carbon Leader, il existe localement des zones où la discordance est définie par un seul tapis algal, dépassant rarement 3 mm d'épaisseur qui, dans la majorité des cas, contient de l'or interstitiel abondant (fig. 85). Encore une fois, il doit y avoir eu une période d'érosion et/ou de non-sédimentation suffisamment longue pour que les algues se développent et capturent l'or en suspension dans l'eau de mer.

Figure 85 – Tapis d'algues avec de l'or interstitiel abondant (Carbon Leader. Mine East Driefontein, Carletonville S. Africa).

En revenant à la figure 82, notez la couche de flysch altérée définissant le contact inférieur de la discordance. Dans une occurrence de surface actuelle, il est très fréquent de rencontrer des roches altérées in situ, c'est-à-dire du sol, recouvertes par une autre couche de sol qui a été transportée. Étant donné que ces deux sols contigus peuvent avoir des textures et des résistances structurelles très différentes, celles-ci doivent être clairement déterminées par les ingénieurs civils, lors de l'évaluation de la résistance des fondations nécessaires pour les grandes constructions. Fortunately, to assist in the identification of these distinctly different elements, there is often an erosional period sufficiently long to allow the accumulation of a layer of larger clasts while the lighter material was washed away (fig. 86). In other words, we have the same principle as the desert pebble screen (fig. 49), but this time with water. This coarse clast layer separating in situ, from transported soil is termed the pebble marker.

Figure 86 – Poorly sorted beach horizon conglomerate separating weathered rock (in situ soil), below, from transported soil above – pebble marker (Simonstown, South Africa).

Another unique example of the weathering of outcropping rocks during the weathering/erosion cycle, is shown in figure 87, where an erosional period sufficiently long to allow the formation of a conglomerate, was “sealed” by an outpour of submarine lava with its pillows, which fell on top of an unconsolidated conglomerate, squeezing it between the pillows, not only the conglomerate pebbles, but also the underlying soil, soft due to the weathering.

Figure 87 – Lava pillows squashing Ventersdorp Contact Reef (VCR) and the underlying paleosol (East Driefontein Gold Mine S. Africa).

Present day examples of angular unconformities are the occurrence of shore line gravel beds (fig. 88), indicating a marine transgressive lag. The larger the boulders, the higher the energy of the erosional agent. In Southern Angola I saw some coastal conglomerates with no noticeable matrix and with boulders much larger than the ones shown in figure 88, but I did not have the opportunity of photographing them. Perhaps these southern Angolan coastal conglomerates are equivalent to those of the Cape Peninsula (fig. 86) and I think they are related to the isostatic uplift of the Southern African continental plate. The clast dimensions are identical, but the Angolan conglomerates are much more robust.

Figure 88 – Pebble beach (Brighton, England).

5.3 Non Conformity

A plane separating a strongly eroded plutonic, or a massive metamorphic body below, from a sedimentary body above, is termed a non conformity. I have seen very few of these and none could really be photographed. Even this one in Angola is not that clear, but for completeness sake and the fact that it represents a huge time gap, I am including it (fig. 88B).

Figure 88B – Non-conformity between Karroo age sandstone and basement granite (escarpment hight, over 100 m) (Leba Escarpment, Angola)

The very thick column of Karroo age sandstone, Triassic, is overlying basement granite of Precambrian age and the wavy contact is reasonably well noticeable. Thus, this is indeed an inter-regional unconformity in a grand scale.


5.2: Igneous Rock Identification - Geosciences

Question : Section 5.0 – Igneous Environments Which numbered feature this figure formed : 1468241

Section 5.0 – Igneous Environments

Which numbered feature on this figure formed by an explosive pyroclastic eruption?

a) Location 1, the Valles Caldera

b) Location 2, dark basalt flows along the Rio Grande

c) Location 3, the dark, basaltic volcanoes

Location 4, pegmatite in the northeastern part of the area

Section 5.1 – Igneous Textures

What texture is displayed by the igneous rock in this photograph?

What texture is displayed by the igneous rock in this photograph? h) vesicles

What texture is displayed by the igneous rock in this photograph? l) vesicles

What texture is displayed by the igneous rock in this photograph? p) vesicles

What does this texture indicate about the formation of this rock? t) It formed from an explosive pyroclastic eruption.

u) The rock solidified at great depth.

v) The magma formed some crystals before rising closer to the surface and solidifying.

The magma had abundant dissolved gas.

What does this texture indicate about the formation of this rock? w) It formed from an explosive pyroclastic eruption.

x) The rock solidified at great depth.

y) The magma formed some crystals before rising closer to the surface and solidifying.

The magma had abundant dissolved gas.

What does this welded texture indicate about the formation of this rock? z) It formed from an explosive pyroclastic eruption.

aa) The rock solidified at great depth.

bb) The magma formed some crystals before rising closer to the surface and solidifying.

The magma had abundant dissolved gas.

The site on the accompanying figure that would most likely form a rock with large crystals is: cc) A

The site on the accompanying figure that would mostly likely form a rock that is fine grained (has small crystals but is not glassy) is: gg) A

The site on the accompanying figure that would most likely form a rock that is glassy with no volcanic ash is: kk) A

The site on the accompanying figure that would most likely form a rock that has a nonwelded texture with many fine particles is: oo) A

The siteon the accompanying figure that would most likely form a rock that has a welded texture is: ss) A

2. A finely crystalline or glassy igneous texture indicates that:

a) there was a lot of gas in the magma

b) the rock cooled quickly

c) the rock broke apart as it flowed

e) the ash and pumice were hot and became compacted

3. A vesicular igneous texture indicates that:

a) there was a lot of gas in the magma

b) the rock cooled quickly

c) the rock broke apart as it flowed

e) the ash and pumice were hot and became compacted

4. Coarsely crystalline igneous textures indicate that:

a) there was a lot of gas in the magma

b) the rock cooled quickly

c) the rock broke apart as it flowed

e) the ash and pumice were hot and became compacted

5. A welded igneous texture indicates that:

a) there was a lot of gas in the magma

b) the rock cooled quickly

c) the rock broke apart as it flowed

e) the ash and pumice were hot and became compacted

6. A volcanic breccia texture indicates that:

a) there was a lot of gas in the magma

b) the rock cooled quickly

c) the rock broke apart as it flowed

e) the ash and pumice were hot and became compacted

7. An igneous pegmatite indicates that:

a) there was water in the magma

b) the rock cooled slowly and then quickly

c) the rock broke apart as it flowed

d) the rock cooled quickly

e) the ash and pumice were hot and became compacted

8. A porphyritic igneous texture indicates that:

a) there was water in the magma

b) the rock cooled slowly and then quickly

c) the rock broke apart as it flowed

e) the ash and pumice were hot and became compacted

9. Rock that has formed from cooling magma or lava is:

Section 5.2 – Igneous Rock Classification

10. Which of the following rock photographs depicts a felsic igneous rock?


Voir la vidéo: Hyvänmielen kivet