bac S 2017 Polynésie

Partie 2.2 : Enseignement obligatoire (5 points) Le domaine continental et sa dynamique

Le second Cheval chinois, dans la grotte de Lascaux, peinture pariètale datée du paléolithique supérieur.
Source: artbite.fr/Grotte-de-Lascaux.html
La goethite est un minéral brun-noir à l'état massif, et jaune ocre à l'état de poudre. C'est sous cette dernière forme qu'elle fut utilisée comme pigment dès la Préhistoire, pour la réalisation de peintures rupestres.

La goethite se trouve sous la forme de cristaux pouvant atteindre les 50 cm, dans les sols riches en fer. Elle résulte de l'altération de massifs granitiques.

A partir de l'utilisation des documents et de l'utilisation des connaissances, montrez comment l'altération du granite peut être à l'origine de la goethite, oxyde de fer riche en fer III (Fe3+).

document 1 : analyses chimiques comparées d'un granite sain et de son arène

L'arène granitique est un sable issu de l'altération d'un massif granitique.

d'après une photographie de Pierre Thomas (ENS Lyon).


Na2O + K2O + CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3
Granite sain 100 100 100 100
Arène granitique 66 83 95 100
Le tableau ci-contre pésente le pourcentage relatif de différents oxydes dans l'arène granitique par rapport au granite sain. Ces nombres traduisent le pourcentage d'éléments chimiques (Na, K, Ca, Si, Al et Fe(III)) présents dans l'arène granitique par rapport à ceux présents dans le granite sain.

d'après Géologie tout-en-un, Dunod.


Quartz SiO2
Orthose (feldspath potassique) KAlSi3O8
Plagioclase (feldspath calco-alcalin CaAl2Si2O8 ou NaAlSi3O8
Biotite (mica noir ferromagnésien) K(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)Si3O10(OH,F)2
Muscovite (mica blanc) KAl2(AlSi3O10)(OH)2

document 2 : formules chimiques des minéraux silicatés constitutifs du granite

On appelle minéral silicaté un minéral dont les structures anioniques associent principalement le Silicium (Si) et l'Oxygène (O).

document 3 : altération et érosion d'un granite

document 3a : équation-bilan simplifiée d'une réaction d'hydrolyse

La principale réaction chimique de l'altération des minéraux silicatés est l'hydrolyse. Dans son schéma général, elle peut s'écrire:

minéral silicaté + eau (d'origine) → minéral nouvellement formé (argile) + ions (sous forme soluble)

document 3b : évolution de la composition minéralogique au cours de l'altération d'un granite.

Ce document représente l'évolution des proportions des composants d'un granite lors de son altération.

d'après Gourlaouen et coll. 1982.

document 4 : diagramme de Goldschmidt

Le diagramme de Goldschmidt permet d'évaluer la solubilité de différents ions (cations et oxyanions) en fonction de leur charge Z et de leur rayon ionique.

* Les cations précipitants sont trés peu solubles. Certains d'entre eux peuvent se combiner à l'oxygène et sédimenter sur place sous forme solide. L'oxyde ainsi formé est appelé précipité.

d'après www.u-picardie.fr/beauchamp/mst/alter.htm.


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