1er partie (a 10h) - site mirroir tgrohando.free.fr

Thème 2
Enjeux planétaires contemporains
1er partie
Tectonique des plaques et géologie appliquée
Le modèle de la tectonique des plaques présente un intérêt appliqué. Ce modèle permet
(parfois) de comprendre les conditions d’existence d’une ressource exploitable.
L’exemple sera choisi de façon à introduire quelques idées concernant une histoire
sédimentaire compréhensible dans le cadre du modèle de la tectonique des plaques (par
une approche locale ou globale).
Problème : comment trouver des gisements de pétrole ?
Chapitre 1
La tectonique globale et la recherche d'hydrocarbures :
Une ressource locale ?
1 - La marge passive : aspect tectonique régional
1S-tp-p-2A-15 et 1S-tp-p2A-14-afar2010
Histoire d'un océan et de ses marges passives
Activité 4 p. 222
1 Le principe d’actualisme permet de reconstituer un paléoenvironnement.
La surface d’aspect irrégulier (doc 1b3) ressemble au modelé du plateau calcaire érodé
par la pluie dans le Jura (doc 1b4).
L'application du principe d’actualisme permet donc de supposer que ces deux surfaces,
de même nature (carbonatées) et de même modelé, ont été façonnées dans les mêmes
conditions et par le même agent d’érosion.
Le calcaire rose renferme des fossiles d’ammonites (doc 1b1). La coquille des
ammonites est similaire à la coquille des nautiles.
Or, les nautiles ont un mode de vie pélagique. On peut donc supposer que les
ammonites vivaient dans un environnement similaire à celui des nautiles. Le calcaire
rose correspond donc à une ancienne boue déposée en milieu océanique profond.
2 Le principe de superposition permet de dater une couche par rapport à une autre.
Sur le doc 1a, le calcaire rose recouvre la surface irrégulière qui est donc plus ancienne.
Au Jurassique, il y a donc eu succession de deux paléoenvironnements différents. Le
milieu, continental au Jurassique inf et moy est devenu océanique au Jurassique sup.
3 Le doc 2 montre qu’au Jurassique sup, la bordure continentale située à l’ouest de
l’océan Alpin est subsidente. La subsidence permet d’expliquer le passage d’un milieu
continental à océanique, cet enfoncement est lié à l’expansion de l’océan Alpin.
4 C’est le déplacement vers le sud-est de la plaque africaine qui est responsable de
l’ouverture de l’océan Alpin. La subsidence de la bordure continentale va permettre le
dépôt d’une vase carbonatée pélagique à l’origine du calcaire rose.
1
2 - La sédimentation d'une marge passive, le bassin aquitain
1S-tp-p-2A-16 et 1S-tp-p-2A-19 (concours géoscience)
Activité 1 p. 192
4. Le gisement est constitué de roches-mères argileuses à sa base, de roches-réservoirs
gréseuses et de roches-couvertures argileuses au sommet. Des failles normales ont
affecté ces roches déposées dans un contexte extensif. Ces failles ont pu ensuite
fonctionner en failles inverses lors des mouvements de la couche de sel sous-jacente.
On comprend donc mieux les déformations, les plissements, qui affectent les sédiments
post-salifères et qui permettent la formation de pièges à pétrole (schéma p. 202).
Activité 2 p. 194
2. Schéma d’une faille normale et les enfouissements différents de part et d’autre de la
faille (doc 2 p. 202).
4. Mettre en relation les docs a et b du doc 3 pour expliquer, par le principe de
l’actualisme, que le sel observé sur la coupe de l’Angola s’est déposé en continu dans
un milieu peu profond. La couche de sel correspondant à plusieurs milliers de mètres,
son dépôt a nécessité un enfoncement progressif et continu du fond du lac, c’est-à-dire
une subsidence qui continue lors du dépôt des sédiments sur le sel.
3 - De la matière organique au pétrole
1S-tp-p-2A-17 et 1S-tp-p-2A-19 (concours géoscience)
Activité 3 p. 196
2. Depuis 100 Ma, les roches-mères d’Algérie à Hassi Messaoud ont subi 30 Ma
d’enfouissement rapide qui les ont portés à une température de 3,5 x 25 = 87 °C. Elles ont
donc séjourné à une température égale ou supérieure à 87 °C pendant 70 Ma. Ces
conditions correspondent aux conditions de formation de l’huile sur le graphique 2b.
Activité 4 p. 198
1. La migration de l’huile au-dessus de l’eau est due à la différence de densité de ces
liquides. L’huile moins dense a un poids inférieur au même volume d’eau. On trouvera
donc, superposés dans les roches-réservoirs, l’eau plus dense que l’huile plus dense
que le gaz, de bas en haut et dans cet ordre.
2. Le modèle analogique permet de comparer la migration des hydrocarbures quand les
strates sont à l’horizontal et quand les strates sont plissées. La géométrie du plissement
est à l’origine d’un regroupement des hydrocarbures au point le plus haut et de la
couverture par une roche imperméable qui scelle la structure.
Activité 5 p. 200
1. La roche-réservoir est celle qui contient les hydrocarbures, ici le grès aptien. La rochecouverture recouvre directement la roche-réservoir, il s’agit du sel aptien. Les roches
mères sont plus ou moins éloignées sous le réservoir. Les argiles étant de bonnes
roches-mères potentielles, les argiles néocomiennes sont donc de bonnes candidates
pour ce gisement.
4. La porosité d’un grès est apparente à l’échelle microscopique. En revanche, l’argile
qui présente des pores plus petits, étant donné les échelles, mais bien présents, verra sa
microstructure modifiée par l’apport d’eau. Les pores seront alors déconnectés voire
bouchés, ce qui explique sa faible porosité efficace et son imperméabilité.
2
4 - Tectonique et localisation des gisements
1S-tp-p-2A-18 et 1S-tp-p-2A-19 (concours géoscience)
Activité 1 p. 192
1. La complémentarité des côtes et des cortèges fossilifères entre Amérique du Sud et
Afrique avait déjà suggéré à Wegener la possibilité de mouvements tectoniques.
La disposition relative des champs pétrolifères est un élément de plus, explicable par la
théorie de la tectonique des plaques. Soit ces champs se sont mis en place avant
l’ouverture océanique et ont ensuite été partagés, soit ils se sont mis en place
indépendamment et symétriquement dans des environnements semblables de bordures
océaniques.
Activité 3 p. 196
1. Comparer les latitudes anciennes et actuelles du Gabon et constater que celles-ci ont
peu évolué en 100 Ma et correspondent à une zone propice au dépôt de matière
organique sédimentaire.
3. Par analogie avec le gisement d’Hassi Messaoud, les roches-mères de Malongo
s’enfoncent sous l’effet du fonctionnement des failles normales en même temps qu’elles
sont recouvertes de sédiments plus récents déposés sous forme de grands éventails
sédimentaires. Compte tenu du gradient géothermique, les roches-mères, représentées à
2 000 mètres de profondeur, ont été portées à 40 x 2 = 80 °C pendant 100 Ma, ce qui
correspond à des conditions compatibles avec la formation d’huile.
Le bassin aquitain est une zone géographique où la tectonique est
- favorable à la formation de matière organique
- favorable au dépôt de matière organique abondante (subsidence)
- où cette matière organique est conservée (enfouissement avant destruction)
- où après l’enfouissement il y a transformation de la matière organique puis la mise en
place du gisement.
Un gisement pétrolier est une (petite) histoire dans la tectonique des plaques.
L'étude des gisements permet de comprendre les conditions tectoniques du bassin et de
le situer dans le cadre général de la tectonique des plaques.
La coïncidence, rare, de toutes ces conditions explique la rareté des gisements dans
l’espace et le temps.
Le modèle de la tectonique des plaques permet de rechercher des gisements pétroliers.
Mots clé : marge passive, bassin sédimentaire, sédiment, paléoenvironnement, roche
sédimentaire, subsidence, roche-mère, roche-réservoir, roche-couverture, kérogène,
porosité, perméabilité, migration, gisement pétrolier, hydrocarbures.
Lire p. 204 - 205 et 225.
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