Thème 1 Partie B 0T1BC1_007 Utilisation d’un radiochronomètre pour dater des granites.

« Thème 1 Partie B 0T1BC1_007 Utilisation d’un radiochronomètre pour dater des granites. Les géologues s’interrogent sur la chronologie de mise en place à l'ère primaire de deux granites du Massif Central. Les granites de Saint-Mathieu (leucogranites à deux micas) et le granite de Piégut-Pluviers (granodiorite à biotite dominante) sont au contact l'un de l'autre.

Pour certains auteurs, le granite à biotite de Piégut-Pluviers semble postérieur au granite de Saint-Mathieu.

Pour d'autres, ces deux granites seraient contemporains.

Des zircons contenus dans ces granites sont radioactifs. On cherche à déterminer si ces granites se sont mis en place lors d’un seul ou de deux épisodes magmatiques successifs. Ressources Le rubidium (Rb) et le strontium (Sr) sont des éléments qui peuvent servir d’horloge géologique.

Le 87Rb est un isotope radioactif qui se désintègre en 87Sr avec une période de 48,8 109 ans.

Le 86Sr est un isotope stable du strontium. Ils peuvent s’insérer dans les minéraux à la place d’éléments ayant les mêmes propriétés chimiques : le strontium à la place du calcium (Ca) et le rubidium à la place du potassium (K). Minéraux Composition chimique Pyroxènes (SiAl2O3)2Ca(Fe, Mg, Al) Amphiboles (Si8Al2O22)(Mg,Fe)4(Al,Ca2)Na(OH)2 Feldspath calco-sodique (plagioclase) Si3AlO8Na - Si3AlO8Ca Mica noir (biotite) K(Mg,Fe)3[Si3AlO10(OH)2] Feldspath potassique (orthose) Si3AlO8K Mica blanc (muscovite) KAl2[Si3AlO10(OH)2] Matériel envisageable : - de laboratoire (verrerie, instruments…) - d’observation (microscope, loupe, binoculaire…) - ordinateur, logiciel tableur et sa fiche technique, - de mesure et d’expérimentation (balance, chaîne EXAO…) Mise en situation et recherche à mener Étape A : Proposer une stratégie et mettre en œuvre un protocole pour résoudre une situation problème Proposer une démarche d’investigation qui permet de déterminer si ces deux granites correspondent à deux épisodes magmatiques différents ou au même. Mettre en œuvre le protocole permettant de déterminer l’âge absolu des deux granites par la méthode du Rb/Sr. Étape B : Communiquer et exploiter les résultats pour répondre au problème Sous la forme de votre choix, traiter les données obtenues pour les communiquer. Exploiter les résultats pour répondre au problème en justifiant l’utilisation du zircon pour dater les granites. Matériel disponible et protocole d’utilisation Tableur avec sa fiche technique https://drive.google.com/file/d/1bAH4 Tf024CFZZxoil1HcKl4kztrCOljv/view?u sp=sharing - Fichier tableur « Granites_du_Massif_Central » https://docs.google.com/spreadsheets/d/1S oGumd3ewMrHbId4p22y0C3X2qjrZjC3 à télécharger au format ods Protocole de réalisation de la datation 1.

Réalisation de la droite isochrone pour chaque granite - Réaliser le graphique représentant - Tracer la droite de régression de la représentation graphique obtenue et afficher l’équation de cette droite de régression : son coefficient directeur doit comporter 4 décimales. Planche minéraux https://drive.google.com/drive/folders /14AFCW2gXNxDwyZFtznKpyjMdT7t4b nyI Sr/86Sr = f(87Rb/86Sr) 2.

Calcul de l’âge - Il fournit les rapports isotopiques des deux granites. 87 L’âge t s’obtient en appliquant la formule suivante : = LN(a+1)/ λ LN signifie « log népérien » a = coefficient directeur de la droite de régression noté précédemment λ = 1,42 E-11 est la constante de radioactivité du couple 87Rb/87Sr NB : les écritures données tiennent compte de la syntaxe dans un tableur : les formules doivent être entrées sans espace. Paolo et Justin STRATÉGIE: - Problématique: Pour ce second TP géologique nous allons étudier deux granites du massif central: le granite de Piégut-Pluviers et le granite de Saint-Mathieu. Plus précisément nous allons déterminer: Comment est-il possible d’affirmer que deux granites soient issus du même ou de deux épisodes magmatiques différents ? - Ce qu’on va faire: Nous avons décidé de nous servir de la datation absolue grâce aux atomes strontium Sr et rubidium Rb qui sont d’après le document 1, des éléments qui peuvent servir d’horloges géologiques ( isotopes ) et qui sont aussi présents dans les granites.

Ainsi nous pourrons dater les granites afin de déterminer s' ils se sont mis en place lors d’un seul ou de deux épisodes magmatiques successifs. - Comment: Les granites datent de l’air primaire (-530 Ma à -250Ma), le choix des atomes de Strontium et de Rubidium est donc le plus judicieux de par leur domaine de datation de plus de 100 Ma.

Ensuite nous avons appris de par le document 1 que les atomes de Strontium et de Rubidium pouvaient s’insérer dans les minéraux à la place des atomes de calcium et de potassium.

Etant donné que nous étudions des granites nous allons rechercher dans ces derniers des minéraux qui contiennent des atomes de potassium et de calcium hébergeant eux même des atomes radioactifs.

D’après nos connaissances il.... »