CHAPITRE 6 • La composition de la Terre : observations et pétrologie expérimentale
2.1| Un modèle de composition minéralogique
de la croûte terrestre
• On dispose d’un échantillonnage varié de la croûte terrestre. La différence est
très marquée entre la croûte océanique et la croûte continentale, notamment dans
les signaux sismiques. Les roches des fonds marins, représentés principalement
par des basaltes et des gabbros, sont moins riches en silice que les roches des
continents par exemple, représentées eux par des granodiorites.
■ Granodiorite
Définitions
Une granodiorite est une roche claire parsemée de minéraux sombres. Elle est composée à
63-69 % en masse de silice (SiO2), et d’oxydes d’aluminium (A12O3), de sodium (Na2O) et de
calcium (CaO) pour le complément. Les minéraux présents sont principalement des plagioclases, des feldspaths, du quartz et de quelques minéraux accessoires parfois riches en eau
comme la biotite et l’amphibole. La granodiorite est utilisée sous forme de graviers pour la
construction et pour les routes. La pierre de Rosette qui a servi à déchiffrer les hiéroglyphes
est une granodiorite. On observe des granodiorites entre autres à Port-Béni en Bretagne, où
se trouvent les plus anciennes roches en France (1,8 milliards d’années).
• Lorsque l’on mesure les vitesses des ondes sismiques traversant les gabbros et
les granodiorites, on obtient au premier ordre des vitesses cohérentes avec les
temps d’arrivées des ondes parcourant la croûte océanique et continentale. La
croûte continentale profonde a tendance à avoir des vitesses sismiques proches
de celles des gabbros, tandis que la croûte continentale de surface est plus proche
des roches sédimentaires.
2.1.1 La croûte océanique
La croûte océanique est relativement peu épaisse (en moyenne 7 km). Elle est plutôt
jeune par rapport aux continents et semble formée par un processus magmatique
assez homogène sur la surface du globe. On pourrait donc penser que proposer une
composition chimique modèle serait simple : avec un échantillonnage de quelques
milliers de roches, on proposerait une moyenne, et la croûte océanique serait un
basalte/gabbro dit tholéïtique. C’est une approche raisonnable, mais elle néglige le
fait que les fonds marins sont difficiles à échantillonner (campagnes en mer depuis
les années 1950 notamment), et que nous avons donc une vue très limitée. Une des
manières dont on modélise la chimie de la croûte océanique est l’étude des ophiolites,
ces morceaux de lithosphère océanique ayant chevauché les continents (l’obduction
- voir chapitre 10), souvent pris dans des chaînes de montagnes. La comparaison
de ces domaines géologiques avec les forages océaniques a permis d'identifier leur
origine. Avec une bonne paire de chaussures de randonnées, on peut ainsi avoir accès
à l’air libre à des segments entiers de lithosphère, comme celui du Chenaillet dans
les Alpes (figure 6.9), et utiliser ce qu’on observe des processus à l’œuvre. Mais la
formation des ophiolites n’est pas encore élucidée, et il est possible que ces morceaux
représentent des lithosphères océaniques très particulières.
La composition d’une roche modèle de type basaltique/gabbroïque est une bonne
approximation au premier ordre de la croûte océanique (tableau 6.1). Il ne faut
133
2.1| Un modèle de composition minéralogique
de la croûte terrestre
• On dispose d’un échantillonnage varié de la croûte terrestre. La différence est
très marquée entre la croûte océanique et la croûte continentale, notamment dans
les signaux sismiques. Les roches des fonds marins, représentés principalement
par des basaltes et des gabbros, sont moins riches en silice que les roches des
continents par exemple, représentées eux par des granodiorites.
■ Granodiorite
Définitions
Une granodiorite est une roche claire parsemée de minéraux sombres. Elle est composée à
63-69 % en masse de silice (SiO2), et d’oxydes d’aluminium (A12O3), de sodium (Na2O) et de
calcium (CaO) pour le complément. Les minéraux présents sont principalement des plagioclases, des feldspaths, du quartz et de quelques minéraux accessoires parfois riches en eau
comme la biotite et l’amphibole. La granodiorite est utilisée sous forme de graviers pour la
construction et pour les routes. La pierre de Rosette qui a servi à déchiffrer les hiéroglyphes
est une granodiorite. On observe des granodiorites entre autres à Port-Béni en Bretagne, où
se trouvent les plus anciennes roches en France (1,8 milliards d’années).
• Lorsque l’on mesure les vitesses des ondes sismiques traversant les gabbros et
les granodiorites, on obtient au premier ordre des vitesses cohérentes avec les
temps d’arrivées des ondes parcourant la croûte océanique et continentale. La
croûte continentale profonde a tendance à avoir des vitesses sismiques proches
de celles des gabbros, tandis que la croûte continentale de surface est plus proche
des roches sédimentaires.
2.1.1 La croûte océanique
La croûte océanique est relativement peu épaisse (en moyenne 7 km). Elle est plutôt
jeune par rapport aux continents et semble formée par un processus magmatique
assez homogène sur la surface du globe. On pourrait donc penser que proposer une
composition chimique modèle serait simple : avec un échantillonnage de quelques
milliers de roches, on proposerait une moyenne, et la croûte océanique serait un
basalte/gabbro dit tholéïtique. C’est une approche raisonnable, mais elle néglige le
fait que les fonds marins sont difficiles à échantillonner (campagnes en mer depuis
les années 1950 notamment), et que nous avons donc une vue très limitée. Une des
manières dont on modélise la chimie de la croûte océanique est l’étude des ophiolites,
ces morceaux de lithosphère océanique ayant chevauché les continents (l’obduction
- voir chapitre 10), souvent pris dans des chaînes de montagnes. La comparaison
de ces domaines géologiques avec les forages océaniques a permis d'identifier leur
origine. Avec une bonne paire de chaussures de randonnées, on peut ainsi avoir accès
à l’air libre à des segments entiers de lithosphère, comme celui du Chenaillet dans
les Alpes (figure 6.9), et utiliser ce qu’on observe des processus à l’œuvre. Mais la
formation des ophiolites n’est pas encore élucidée, et il est possible que ces morceaux
représentent des lithosphères océaniques très particulières.
La composition d’une roche modèle de type basaltique/gabbroïque est une bonne
approximation au premier ordre de la croûte océanique (tableau 6.1). Il ne faut
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