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1B-Le domaine continental et sa dynamique
HISTOIRE DE DEUX GABBROS
Fiche sujet - candidat
Mise en situation et recherche à mener
On peut observer en Corse, au niveau du massif ophiolitique de Balagne, des métagabbros qui rappellent ceux du massif du
Chenaillet, dans les Alpes. Ils proviennent d'une ancienne croûte océanique, aujourd'hui disparue et désormais en vestiges au
niveau de la croûte continentale. On cherche à déterminer si le massif du Chenaillet a le même âge que celui de BalagneRessources
Composition minéralogique de quelques roches
MinérauxComposition chimiqueBasalteGabbroGraniteQuartzSiO+
Feldspaths
potassiqueKAlSi3O8Feldspaths
plagioclaseSi3AlO8Na - Si2Al2O8Ca+++Pyroxène(Ca,Fe)MgSi2O6++
BiotiteK(Mg,Fe)3(OH,F)2(Si3AlO10)+
MuscoviteKAl2[(OH,F)2AlSi3O10]+
Les rapports isotopiques des gabbros corses de Balagnedéterminent un âge = 181 Ma +/- 6 MaLe samarium (Sm) et le néodyme (Nd) sont des éléments qui peuvent servir d'horloge
géologique. Le 147Sm est un isotope radioactif qui se désintègre en 143Nd avec une période de 106 milliards d'années. Ils peuvent s'insérer dans les minéraux à la place d'éléments ayant les mêmespropriétés chimiques, en se substituant au calcium (Ca) pour le samarium et à
l'aluminium (Al) pour le néodyme.Principe de datation au
Sm/Nd à partir de
minéraux ou d'échantillons (petits fragments) de rocheDans le cas de la méthode
des droites isochrones, l'âge t d'une roche s'obtient en appliquant la formule suivante : t = ln(a+1)/ λ ln signifie " log népérien » a est le coefficient directeur de la droite isochrone reliant les points correspondant à des minéraux de même âge et d'une même roche, il permet de déterminer le temps écoulé depuis la cristallisation de la rocheλ = 6,54.10-12 an-1 est la constante de radioactivité du couple 147Sm/143NdDroite isochrone (y= ax+b)
Age de la roche t = ln(a+1)/Echantillons et/ou minéraux d'une même roche1B-Le domaine continental et sa dynamique
HISTOIRE DE DEUX GABBROS
Fiche sujet - candidat
Matériel et protocole d'utilisation du matérielMatériel
-Lames minces de roches -Rapports isotopiques mesurés pour différents échantillons de roches -Tableur et sa fiche technique -Microscope polarisant -Fiche d'identification des minéraux des roches Afin de déterminer si le massif du Chenaillet a le même âge que celui de Balagne : -Identifier dans une lame mince, des minéraux utiles à la datation -Dater des roches Sécurité (logo et signification)Précautions de la manipulation - Les écritures données tiennent compte de la syntaxe dans un tableur : les formules doivent être tapées sans espace - le symbole " E » doit être saisi pour les puissances de 10 dans le tableurDispositif d'acquisition et de traitement d'images (si disponible)1B-Le domaine continental et sa dynamique
HISTOIRE DE DEUX GABBROS
ÉTAPE A :
Protocole :
- Choisir la lame de gabbro à observer (on parle de métagabbros et d'une croûte océanique dans l'introduction donc inutile d'observer les
autres) à l'aide d'un microscope (d'abord sans analyseur puis avec pour colorer et le petit grossissement suffit). Identifier l'un des minéraux
à l'aide du tableau donné et de la fiche d'identification donc uniquement un qui se trouve dans le gabbro (un seul suffit pour permettre de
construire la droite isochrone) qui est composé d'Al et/ou de Ca.(Le plus simple si vous n'êtes pas fort en observation c'est de visualiser du pyroxène car il est de couleur rouge)
→ Attentes : on s'attend à identifier l'un des minéraux de la liste du tableau pour pouvoir dater cette roche par la suite.
→ Matériel en plus : une caméra, si vous voulez prendre en photo votre observation microscopique et non pas dessiner pour l'étape B.
- Pour la datation il faut utiliser un tableur et à l'aide de sa fiche technique et du tableau des rapports isotopiques donnés il faut construire
un diagramme avec en abscisses Sm/Nd et en ordonnées Nd/Nd (comme dans les ressources). Des points apparaissent alors et il faut
tracer (aidez vous de la fiche technique du tableur) une courbe des tendances, repérer son coefficient directeur " a ». Une fois le " a »
trouvé, il suffit de remplacer les deux inconnues dans l'équation t = ln(a+1)/ λ ( λ est donné dans les ressources) pour trouver t et donc
trouver l'âge de cette roche du massif de Chenaillet. (le calcul peut se faire à l'aide du tableur mais n'oubliez pas la forme " =(ln(a+1))/ λ »)
→ Attentes : on s'attend à trouver une droite isochrone et ainsi pouvoir déterminer l'âge de la roche en question
ÉTAPE B :
- Présentez vos résultats sur un document LibreOffice par exemple avec une photo de la roche observée (pensez à légender, par exemple
indiquer le minéral observé, et à donner un titre sans oublier de préciser la taille du grossissement utilisé) et le diagramme utilisé pour la
partie datation.-Conclure : on a pu observer l'un des minéraux que contenait notre roche (le gabbro) qui nous a permis de tracer la droite isochrone.
D'après nos résultats trouvés, on obtient une roche qui date de 182 Ma (tout dépend de votre résultat mais il doit rentrer dans l'incertitude ±
6 Ma). Donc nous pouvons conclure sur le fait que le gabbro observé du massif de Chenaillet est du même âge que les gabbros de la
Balagne.
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