Composition chimique de la lithosphère
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- Connaitre l'organisation des couches du globe terrestre qui s'échelonnent jusqu'à 6 300 km de profondeur.
- Connaitre les caractéristiques du granite et du basalte.
- Savoir que seuls les matériaux de la lithosphère (croûte terrestre et manteau supérieur) sont accessibles à l'observation directe grâce aux chaînes de montagne et au volcanisme qui mettent au jour des roches « remontées » en surface.
- La lithosphère est essentiellement composée de granites et de basaltes, c'est-à-dire de roches grenues et microlitiques.
- L'analyse des roches lithosphériques qui nous parviennent montre qu'il faut distinguer la croûte continentale et la croûte océanique.
- La croûte continentale, riche en silice, se compose de roches grenues comme le granite ; la croûte océanique, plus pauvre en silice, est essentiellement formée de roches microlitiques comme le basalte.
- Au niveau inférieur aux deux précédentes croûtes, le manteau supérieur contient, en plus de la silice, du fer et du magnésium en quantité importante sous forme de péridotites.
Les nombreux bassins sédimentaires, comme le
bassin Parisien, ou les roches continentales qui
affleurent à la surface ne sont pas
représentatifs de la composition globale de la
croûte continentale. En effet, les roches
sédimentaires (2,5 km de profondeur en tout)
masquent un socle continental (30 à 65 km de
profondeur). Les sédiments comme le calcaire,
l'argile, le grès, accessibles par forage, sont
présents uniquement en couches minces. La
composition chimique du socle continental est en revanche
beaucoup plus représentative de la croûte
continentale.
Les principales roches recueillies sont des
granites et des diorites.
C'est une roche totalement cristallisée,
c'est-à-dire formée de cristaux visibles
ici à l'œil nu (mais de taille variable)
(cristal : minéral à structure
atomique ordonnée ; minéral :
composé naturel non organique de composition
chimique définie). On parle de roche à
texture grenue.
Il possède une composition chimique (ou
minéralogique) homogène : la silice
est présente de manière importante sous
forme de feldspaths (silicate d'aluminium) et de
quartz (silice pure cristallisée).
L'abondance de silice sert à la formation des
différents silicates et les excès se
retrouvent sous forme de quartz.
Il existe deux types de feldspaths : feldspath
potassique (l'orthose) et feldspath
plagioclase (riche en sodium et
calcium).
Des micas sont également présents
(silicate d'alumine) en quantité
limitée : mica noir seul
(biotite) ou associé au mica blanc
(muscovite).
En résumé, l'analyse précise du
granite donne la composition chimique suivante :
silice (70 %), alumine (14,5 %), alcalins
(8,6 %), fer (3 %), calcium (2,6 %) et
magnésium (1 %).
Seuls les forages des planchers océaniques permettent l'analyse d'échantillons : la roche caractéristique est le basalte.
Il est constitué de cristaux enchâssés dans une matrice amorphe de verre (substance non cristallisée issue du refroidissement rapide du magma).
Certains cristaux sont visibles à l'œil
nu : les phénocristaux ; d'autres
ne le sont qu'au microscope : ceux de forme
allongée sont les microlites. On dit alors
que le basalte possède une texture
microlitique.
Parmi les phénocristaux, on distingue le
pyroxène (silicate de fer, de
magnésium et de calcium) et les
péridots (minéraux
ferro-magnésien) comme l'olivine (silicate de
couleur vert).
Les microlites sont constitués de feldspaths
plagioclases.
Cette roche basaltique recouvre des roches grenues :
les gabbros (même composition
minérale que le basalte, mais entièrement
cristallisée). Gabbros et basalte ne
diffèrent donc que par leur texture.
Comparées au granite, ces deux roches sont plus
pauvres en silice. Celle-ci est entièrement
utilisée pour la formation des silicates, ce qui
explique l'absence de quartz.
Cette couche du globe est inaccessible directement, mais
on dispose d'échantillons provenant du manteau. En
effet, certains magmas, en remontant à la surface,
entrainent avec eux des fragments. Les
échantillons du manteau se retrouvent ainsi
emportés par les liquides basaltiques lors de leur
ascension, et se retrouvent dans les projections ou les
coulées de basalte.
Le manteau supérieur est composé de
péridotites, roches grenues à base
de pyroxènes et de péridots qui constituent
90 à 100 % de la roche.
L'analyse précise de la péridotite donne la
composition chimique suivante : silice (44 %),
magnésium (42 %), fer (8,5 %), calcium
(3 %), alumine (2 %) et alcalins
(0,3 %).
Ces roches se distinguent par leur richesse en fer et
magnésium.
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