Sommaire et contenu du livre "Mini manuel de géologie - Roches et Géochimie - Cours et exercices corrigés"
Table des matières
1 États physiques, liaisons chimiques 1
1.1
États physiques, phases 1
La Terre dans tous ses états 1
États et phases, équilibre ou évolution 4
Diagrammes de phase température-pression 5
1.2
Cortèges électroniques 9
Chimie et cortèges électroniques 9
Orbitales atomiques: la règle de Madelung 12
Électrons célibataires et doublets: la règle de Hund 15
Exceptions et états excités 16
Hybridation des orbitales 17
1.3
Liaisons chimiques 18
Liaison ionique 19
Liaison covalente 21
Liaison covalente polaire, ionicité 22
Électrons délocalités :aromaticité, liaison métallique 23
Liaisons de Van der Vaals 23
Points clefs 24
Exercices 24
Solutions 25
2 Minéralogie 27
2.1
Classification 27
2.2
Les silicates 29
Silicates à tétraèdres isolés (nésosilicates) 31
Silicates à tétraèdres groupés (sorosilicates et cyclosilicates) 34
Silicates à tétraèdres polymérisés en chaînes (inosilicates) 36
Silicates à tétraèdres polymérisés en feuillets (phyllosilicates) 36
Silicates à tétraèdres polymérisés en réseau tridimensionnel
(tectosilicates) 44
2.3
Les non-silicates 47
Ëléments natifs 47
Oxydes et sels simples 49
Sels composés 52
Points clefs 53
Exercices 53
Solutions 54
3 Cristallographie 57
3.1
Le réseau cristallin 57
Motif et réseau, nœuds et mailles 57
Mailles élémentaires, mailles multiples, maille conventionnelle 58
Rangées et plans réticulaires 59
Réseau réciproque 62
Symétries d'orientation, groupes ponctuels 62
Systèmes cristallins et réseaux de Bravais 65
Symétries de position, groupes d'espace 65
3.2
Propriétés des cristaux 67
Forme des cristaux 67
Anisotropie des propriétés physiques 68
Défauts cristallins 69
Points clefs 71
Exercices 71
Solutions 72
4 Thermodynamique, états monophasés 77
Différentes facettes de la thermodynamique 77
4.1
Fondements de la thermodynamique classique 79
Premier principe 80
Deuxième principe, entropie 82
Troisième principe 84
Évolution ou équilibre? 84
Évolution et équilibre d'un système fermé 85
Évolutions réversibles 86
4.2
Éléments de thermodynamique chimique 86
Entropie et énergie interne d'un système à l'équilibre 87
Équilibre local, équilibre interne, équilibre mutuel 89
Équations d'état d'un système à l'équilibre 90
Équilibres métastables et équilibres potentiels 91
Évolutions réversibles infinitésimales 92
Relations de Maxwell 94
Grandeurs molaires partielles 94
Grandeurs extensives et intensives, relations d'Euler 95
Grandeurs molaires et molaires partielles, relations de Darken 97
Coefficients thermodynamiques 98
4.3
Modèles de solution 99
Solutions idéales 99
Solutions non idéales: activités 100
Gaz parfaits et pressions partielles, gaz réels et fugacités 101
Modèles de solution non idéale 102
Choix des constituants 103
Solutions cristallines: mélanges sur site 106
Points clefs 107
Exercices 108
Solutions 109
5 États polyphasés, géochimie 113
5.1
Équilibres polyphasés 113
Taille et composition des phases 114
Règle des phases 114
Équilibres chimiques 116
Diagrammes x-T 121
Systèmes ternaires, quaternaires, etc. 125
5.2
Géochimie 127
Géochimie des éléments majeurs 127
Géochimie des éléments traces 128
Géochimie des isotopes radiogéniques 135
Géochimie des isotopes stables 139
Points clefs 145
Exercices 146
Solutions 147
Planches couleurs
6 Pétrologie 151
6.1
Pétrologie magmatique 152
Modes de formation et principes de classification 152
Basaltes (et dolérites, gabbros), picrobasaltes, komatites 155
Andésites, dacites, rhyolites 157
Trachytes, phonolites 160
Néphélinites, carbonatites 162
Kimberlites 163
Granite et granitoïdes, aplites et pegmatites 165
Péridotites, pyroxénites 167
6.2
Pétrologie sédimentaire 167
Roches détritiques silicoclastiques 168
Roches chimiques carbonatées 170
Autres roches chimiques: évaporites, cherts, phosphorites,
roches ferrifères, latérites 171
Roches carbonées 174
6.3
Pétrologie métamorphique 175
Gradients métamorphiques, origines du métamorphisme 176
Protolithes, séquences métamorphiques, faciès 178
Texture et structure 182
6.4
Le cycle de Wilson 184
Points clefs 187
Exercices 188
Solutions 189
7 Géochronologie 193
7.1
La radiochronométrie 193
Les réactions de désintégration radioactive 194
Datation par le carbone 14 197
Datation par le couple Rb-Sr 200
Radioactivité éteinte: un exemple 202
7.2
La datation relative 203
L'échelle magnétostratigraphique 204
Les principes de la stratigraphie 205
L'échelle (bio)stratigraphique 207
Points clefs 212
Exercices 213
Solutions 216
Légendes des planches 219
Index 223