Matériaux de l’écorce Terrestre
Chapitre 1 : Pétrologie : Cristallographie et Minéralogie
Introduction :
En regardant la carte géologique du monde, on observe un patchwork de couleur dont la plus vieille
roche date de l’Archéen au Canada, en Australie, au Groenland … (4Ga), il s’agit des ISUA.
Les zones cratoniques ne sont pas localisées au niveau des dorsales car les dorsale sont le lieu de
formation continuelle des roches océaniques (les roches sont plus récentes, datent d’entre 0 et 180
Ma (jurassique)), elles se situent à l’affleurement de la croute continentale. Les roches de la croute
océanique ont de 0 à 180 millions d’années.
Dans la zone dite de « Jack Hills » en Australie donc en zone cratonique, on retrouve des roches
métamorphiques (= avec changement de condition de pression et de température) et les
scientifiques y ont observés des minéraux à l’intérieur de ses roches (=minéral de zircons, 4,2 – 4,4
Ma pour le plus vieux).
Les couleurs sur la carte géologique de la France indique à la fois l’âge et la nature des roches. En
métropole, on observe aussi un patchwork avec toutes les roches à l’affleurement : des roches
magmatiques (plutôt rouge) dans les chaînes de montagnes (Pyrénées, massif central…). Les tons
jaune orangé (tertiaire), vert (crétacé) et bleu (jurassique) correspondent à des roches sédimentaires.
On les trouve dans les bassins aquitains et parisiens. La France métropolitaine montre une grande
diversité de roche. On trouve des roches de 2Ga sur le territoire français (roches sur iles anglo-
normande).
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, Matériaux de l’écorce Terrestre
Chapitre 1 : Pétrologie : Cristallographie et Minéralogie
Si on regarde l’intégralité de la croute :
- Roches magmatiques 64,7 %
- Roches métamorphiques 27,4 %
- Roches sédimentaires 7,9 %
I. Moyen d’étude et Observation des Cristaux
Afin d’étudier les minéraux, on utilise divers instruments dont le diffractomètre. On place le minéral
dans l’appareil et on envoie des rayons X sur ce même minéral et on étudie la diffraction de ces
rayons réalisé par le minéral. Les rayon X vont venir exister les électrons des atomes du minéral qui
vont sortir de leur orbital puis vont y revenir. Chaque atome ne réagit pas de la même façon face aux
rayons X. Cela permet de déterminer la composition atomique du minéral.
II. Constitutions et Caractéristiques des Minéraux
Un minéral est un corps macroscopiquement homogène caractérisé par arrangement atomique
défini et une composition chimique précise. Dans une roche on a un certain nombre de minéraux.
Un cristal correspond à l’arrangement atomique du minéral.
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Chapitre 1 : Pétrologie : Cristallographie et Minéralogie
Exemple de l’olivine : dans l’olivines, on peut trouver du magnésium, du fer, de la silice et de
l’oxygène. On trouve des minéraux silicatés : dont la base de construction est de la silice avec quatre
oxygènes autour (SiO4-). Ils s’associent souvent avec des Mg2, ce qui donne du Mg2SiO4 (olivine
magnésienne). Dans l’espace l’olivine forme un prisme droit (cube pour le NaCl)
L’arrangement atomique de chaque minéral se fait de manière organisé et le plus petit motif
élémentaire d’un minéral correspond à une maille élémentaire. Un minéral correspond donc à une
maille élémentaire répétée dans l’espace. La répétition de cette maille élémentaire forme le réseau
cristallin. Cette maille est caractérisée par la longueur des arêtes et par l’angle entre différentes
arêtes selon le nœud formé.
Il existe 7 systèmes cristallins :
- La Maille Cubique (NaCl)
- La Maille Quadratique (olivine magnésienne)
- La Maille Orthorhombique
- La Maille Monoclinique
- La Maille Triclinique
- La Maille Rhomboédrique (base losangique)
- La Maille Hexagonal
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Chapitre 1 : Pétrologie : Cristallographie et Minéralogie
Il arrive très souvent que l’on ne retrouve pas le système exact, par exemple un cube tronqué.
On peut voir ces arrangements macroscopiquement. Si la cristallisation est faite dans des conditions
favorables la maille est bien reproduite en 3D (on voit à l’œil nu la maille élémentaire). Dans le cas
contraire cette maille n’est pas visible en 3D (et c’est souvent le cas).
- Les minéraux automorphes : minéraux qui ont la forme de la maille élémentaire.
- Les minéraux subautomorphes : minéraux qui ont presque la forme de la maille élémentaire.
- Les minéraux xénomorphes : minéraux qui n’ont pas la forme de la maille élémentaire.
Il existe différents axes de symétrie :
- Axe d’ordre 2 (A2) : succession de deux motifs.
- Axe d’ordre 3 (A3) : trois motif.
- Axe d’ordre 4 (A4) : quatre motifs.
- Axe d’ordre 6 (A6) : six motifs.
Les systèmes cristallins sont caractérisés par une formule de symétrie
Longueurs
Système Angles Éléments de symétrie*
des côtés
Système cubique
Système
hexagonal
Système
quadratique
Système
rhomboédrique
Système
orthorhombique
Système
monoclinique
Système
triclinique
III. Méthode optique d’observation des minéraux
Le microscope polarisant va polariser la lumière
(oriente la lumière). On trouve un platine sur
laquelle on va déposer un lame mince de roche. On
a une source lumineuse qui va passer par un
polariseur. La lumière polariser va traverser la lame
mince. L’analyseur est un autre polariseur (on
l’allume ou on l’éteint).
Fabrication d’une lame mince :
On prend un échantillon de roche. Puis un
létolamoneur va poncer une partie de la roche et va
en extraire la partie.
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Chapitre 1 : Pétrologie : Cristallographie et Minéralogie
Introduction :
En regardant la carte géologique du monde, on observe un patchwork de couleur dont la plus vieille
roche date de l’Archéen au Canada, en Australie, au Groenland … (4Ga), il s’agit des ISUA.
Les zones cratoniques ne sont pas localisées au niveau des dorsales car les dorsale sont le lieu de
formation continuelle des roches océaniques (les roches sont plus récentes, datent d’entre 0 et 180
Ma (jurassique)), elles se situent à l’affleurement de la croute continentale. Les roches de la croute
océanique ont de 0 à 180 millions d’années.
Dans la zone dite de « Jack Hills » en Australie donc en zone cratonique, on retrouve des roches
métamorphiques (= avec changement de condition de pression et de température) et les
scientifiques y ont observés des minéraux à l’intérieur de ses roches (=minéral de zircons, 4,2 – 4,4
Ma pour le plus vieux).
Les couleurs sur la carte géologique de la France indique à la fois l’âge et la nature des roches. En
métropole, on observe aussi un patchwork avec toutes les roches à l’affleurement : des roches
magmatiques (plutôt rouge) dans les chaînes de montagnes (Pyrénées, massif central…). Les tons
jaune orangé (tertiaire), vert (crétacé) et bleu (jurassique) correspondent à des roches sédimentaires.
On les trouve dans les bassins aquitains et parisiens. La France métropolitaine montre une grande
diversité de roche. On trouve des roches de 2Ga sur le territoire français (roches sur iles anglo-
normande).
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Si on regarde l’intégralité de la croute :
- Roches magmatiques 64,7 %
- Roches métamorphiques 27,4 %
- Roches sédimentaires 7,9 %
I. Moyen d’étude et Observation des Cristaux
Afin d’étudier les minéraux, on utilise divers instruments dont le diffractomètre. On place le minéral
dans l’appareil et on envoie des rayons X sur ce même minéral et on étudie la diffraction de ces
rayons réalisé par le minéral. Les rayon X vont venir exister les électrons des atomes du minéral qui
vont sortir de leur orbital puis vont y revenir. Chaque atome ne réagit pas de la même façon face aux
rayons X. Cela permet de déterminer la composition atomique du minéral.
II. Constitutions et Caractéristiques des Minéraux
Un minéral est un corps macroscopiquement homogène caractérisé par arrangement atomique
défini et une composition chimique précise. Dans une roche on a un certain nombre de minéraux.
Un cristal correspond à l’arrangement atomique du minéral.
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Exemple de l’olivine : dans l’olivines, on peut trouver du magnésium, du fer, de la silice et de
l’oxygène. On trouve des minéraux silicatés : dont la base de construction est de la silice avec quatre
oxygènes autour (SiO4-). Ils s’associent souvent avec des Mg2, ce qui donne du Mg2SiO4 (olivine
magnésienne). Dans l’espace l’olivine forme un prisme droit (cube pour le NaCl)
L’arrangement atomique de chaque minéral se fait de manière organisé et le plus petit motif
élémentaire d’un minéral correspond à une maille élémentaire. Un minéral correspond donc à une
maille élémentaire répétée dans l’espace. La répétition de cette maille élémentaire forme le réseau
cristallin. Cette maille est caractérisée par la longueur des arêtes et par l’angle entre différentes
arêtes selon le nœud formé.
Il existe 7 systèmes cristallins :
- La Maille Cubique (NaCl)
- La Maille Quadratique (olivine magnésienne)
- La Maille Orthorhombique
- La Maille Monoclinique
- La Maille Triclinique
- La Maille Rhomboédrique (base losangique)
- La Maille Hexagonal
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Chapitre 1 : Pétrologie : Cristallographie et Minéralogie
Il arrive très souvent que l’on ne retrouve pas le système exact, par exemple un cube tronqué.
On peut voir ces arrangements macroscopiquement. Si la cristallisation est faite dans des conditions
favorables la maille est bien reproduite en 3D (on voit à l’œil nu la maille élémentaire). Dans le cas
contraire cette maille n’est pas visible en 3D (et c’est souvent le cas).
- Les minéraux automorphes : minéraux qui ont la forme de la maille élémentaire.
- Les minéraux subautomorphes : minéraux qui ont presque la forme de la maille élémentaire.
- Les minéraux xénomorphes : minéraux qui n’ont pas la forme de la maille élémentaire.
Il existe différents axes de symétrie :
- Axe d’ordre 2 (A2) : succession de deux motifs.
- Axe d’ordre 3 (A3) : trois motif.
- Axe d’ordre 4 (A4) : quatre motifs.
- Axe d’ordre 6 (A6) : six motifs.
Les systèmes cristallins sont caractérisés par une formule de symétrie
Longueurs
Système Angles Éléments de symétrie*
des côtés
Système cubique
Système
hexagonal
Système
quadratique
Système
rhomboédrique
Système
orthorhombique
Système
monoclinique
Système
triclinique
III. Méthode optique d’observation des minéraux
Le microscope polarisant va polariser la lumière
(oriente la lumière). On trouve un platine sur
laquelle on va déposer un lame mince de roche. On
a une source lumineuse qui va passer par un
polariseur. La lumière polariser va traverser la lame
mince. L’analyseur est un autre polariseur (on
l’allume ou on l’éteint).
Fabrication d’une lame mince :
On prend un échantillon de roche. Puis un
létolamoneur va poncer une partie de la roche et va
en extraire la partie.
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