PARTIE 2 STRATIGRAPHIE

SYLLABUS COURS DE STRATIGRAPHIE
Séance
n°
Rappel des objectifs
spécifiques
Titres des parties/ chapitres / sous-chapitres
Date
COURS EN LIGNE (10 séances)
1
- Maitriser les facteurs qui
régissent la mise en place
des dépôts
-Comprendre les
mécanismes de mise en
place des dépôts
sédimentaires
Chapitre 1 – L’enregistrement sédimentaire
I. Caractéristiques, minéraux et types des roches
sédimentaires
II. Facteurs de l’enregistrement sédimentaire
III. Milieux de genèse des roches sédimentaires
IV. Eustatisme : Transgression / régression
V. Continuité et discontinuité de la sédimentation : série
condensée / série compréhensive / lacunes et discordances
VI. Tectonique et sédimentation
VII. Evolution des environnements sédimentaires
VIII. Rôle des cycles dans la mise en place des dépôts
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Connaître les méthodes et
principes de la
stratigraphie
Chapitre 2 -Géologie historique
I. Stratigraphie et paléogéographie
II. Paléogéographie
III. Eléments de reconstitution paléogéographique
IV. Stratigraphie
V. Historique de la stratigraphie
VI. Apport de la stratigraphie
VII. Définition de quelques termes stratigraphiques
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Chapitre 3 – Méthodes et principes de la stratigraphie
I. Archives sédimentaire
II. Démarche stratigraphique
III. Méthodes géophysiques
IV. Méthodes géochimiques
V. Méthodes de la stratigraphie séquentielle
VI. Les grands principes de la stratigraphie
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Connaître les données
stratigraphiques utilisées
pour faire des corrélations
Chapitre 4. Les catégories stratigraphiques
I. Lithostratigraphie
II. Biostratigraphie
III. Chronostratigraphie
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Chapitre 5 - Corrélations stratigraphiques
I. Corrélations par continuité
II. Corrélations par encadrement
III. Corrélations lithostratigraphiques
IV. Corrélations biostratigraphiques
V. Corrélations à partir des horizons marqueurs
VI.Corrélations par stratigraphie isotopique
VII. Autres méthodes de corrélation
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Maitriser les bases de
chronologie et les
méthodes de
Chapitre 6 - Méthodes de datation des séries sédimentaires
I. Notion de temps en géologie
II. Datation relative
III. Datation absolue
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Chapitre 7- Les échelles stratigraphiques
I. Introduction

l’établissement de l’échelle
des temps géologique
II. Différents types d’échelles
III. Echelle temps géologiques
IV. Les subdivisions
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Maîtriser le traitement des
données
lithostratigraphiques et
chronologiques
Chapitre 8 - Travaux dirigés I
TD1 : Construction d’une colonne ou log lithologique (forage
et affleurement)
TD2 : Découpage biostratigraphique d’une série sédimentaire
: détermination de l’âge des couches sédimentaires à partir des
foraminifères
TD3 : Détermination de la chronologie des événements
géologiques dans une région donnée
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Connaitre les ères
géologiques et reconstituer
l’histoire de la planète terre
Chapitre 9 - Les ères géologiques
II. Le Précambrien
III. Le Paléozoïque
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Chapitre 9 - Les ères géologiques (suite) :
I.Le Mésozoïque
II.Le Cénozoïque
COURS EN PRESENTIEL (6 séances)
1
Utiliser les différentes
méthodes d’étude en
géologie sédimentaire
Chapitre 11 - Méthodes d’études sédimentologiques
I. Les différentes méthodes d’étude des roches sédimentaires
II. Collecte des données de terrain : données lithologiques et
sédimentologiques
Analyse de laboratoire : Traitement des données de terrain
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Synthèse des cours faits en ligne
3
Synthèse des cours faits en ligne
4
Chapitre 12 - Travaux dirigés II
TD1. Identification de méthodes d’étude
TD2. Analyses granulométriques et morphoscopiques
TD3.Analyse et utilisation de données diffractométriques
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Comprendre les
méthodes d’étude des
bassins sédimentaires
Chapitre 13 - Etude de cas : Etude stratigraphique de 2 bassins
sédimentaires côtiers ; bassin du Togo et bassin du Sénégal
I. Généralités sur les bassins sédimentaires
II. Matériels et Méthodes d’études
III. Nature des dépôts : Pétrographie / Minéralogie
IV. Bassin togolais
• Stratigraphie
• Paléontologie (macro et micro fossiles)
• Ages relatif des dépôts / Biostratigraphie
• Paléogéographie : Eustatisme / climats/ Tectonique /
mise en place des dépôts
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V. Bassin sénégalais
• Stratigraphie
• Paléontologie (macro et micro fossiles)
• Ages relatif des dépôts / Biostratigraphie
• Paléogéographie : Eustatisme / climats/ Tectonique /
mise en place des dépôts

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CHAPITRE 1 – L’ENREGISTREMENT SEDIMENTAIRE
I – Caractéristiques, minéraux et types des roches sédimentaires
A- Introduction
Les roches sédimentaires, dites exogènes, sont des roches qui se forment à la surface du globe terrestre
par des mécanismes de la géodynamique externe faisant intervenir des processus sédimentaires tels
que l’altération, le transport, le dépôt et la diagenèse.
Les roches sédimentaires représentent : 5% de la croûte terrestre (continentale et océanique) et
couvrant le 75-80% de la surface terrestre • 72% sur les fonds marins ; 28% sur les terres émergées •
1/20e en volume de la croûte superficielle (16 km). Environs de 90% de la surface terrestre est
couverte de sédiments ou est constituée de roches sédimentaires (roches silicoclastiques et carbonaté),
avec les proportions suivantes: argilites/siltites: 50%; grès: 15%; calcaire et roches organiques: 12%
; roches volcano-sédimentaires : 22%.
• L’étude des roches sédimentaires fait l’objet de la géologie sédimentaire qui comprend plusieurs
disciplines en fonction des objectifs visés dont:
➢ La pétrographie sédimentaire, qui est l'étude des caractéristiques chimiques, minéralogiques et
paléontologiques des roches sédimentaires.
➢ La sédimentologie, étudie les processus qui érodent, transportent et déposent les sédiments.
➢ La pétrologie sédimentaire, concerne l’identification des processus sédimentaires, des milieux
de dépôts, de leur évolution.
B - Mode de formation
Les roches sédimentaires résultent de l'accumulation de sédiments divers, c'est-à-dire d'éléments
solides (clastes : morceaux de roches ou fragments minéraux, débris coquilliers...) et/ou de
précipitations à partir de solutions à l'origine des ciments intercalaires entre grains, particules ou
clastes. Elle se forment par accumulation de sédiments, le plus généralement au fond de l'eau : en
mer, dans un lac, une lagune, ou dans un delta, mais parfois aussi en milieu terrestre aérien, à la
surface des continents, comme d’anciennes moraines, par exemple.
Leur formation peut résulter de différents types d'activités géologiques : - origine détritique : érosion,
transport et dépôt des graviers, des grains et des particules, sables et argiles, - origine physico-
chimique : précipitation de sels, évaporation comme pour la formation du gypse ou du sel gemme, -
origine biochimique ou biogéniques : dépôts liés à l’activité des êtres vivants. C’est le cas de la plupart
des couches de calcaire. - origine biologique directe (Pétrole et charbon) par l’accumulation puis la
transformation de la matière organique d’origine animale ou végétale.
Sachant que la plupart des roches sédimentaires se forment sur les fonds marins, leur présence dans
les paysages continentaux nécessite la mise en œuvre de phénomènes de soulèvements liés aux
mouvements tectoniques de chaque région concernée.
Après le dépôt, la majorité des roches sédimentaires subissent une lithification sous l’effet de la
diagenèse.

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➢ Diagenèse
Les roches sédimentaires sont formées de particules issues de l'altération, de particules issus de
précipitations souvent biologiques en milieu aqueux, ainsi que de minéraux formés au cours de la
diagenèse, c'est-à-dire par les processus chimiques et mécaniques qui ont affecté un dépôt
sédimentaire après sa formation (compaction, dissolution de certains minéraux, recristallisations sous
l'effet de la circulation de solutions de composition particulière…). La diagenèse groupe l'ensemble
des processus (compaction, métasomatose, recristallisation et cimentation) responsables de la
transformation d'un sédiment en roche sédimentaire. Elle débute avec la sédimentation et se poursuit
jusqu'au moment du prélèvement d'un échantillon en sondage ou en surface.
➢ 2 grands types de Mécanisme :
- Mécanismes physiques : compaction. modifications du sédiment sous l’effet de la pression
lithostatique ce qui entraîne l’expulsion de l’eau interstitielle d’où une compaction de la roche.
- Transformations chimiques : À cause de l’enfouissement, les conditions de pression et de
température augmentent, il y a donc une évolution chimique du minéral qui peut même aller jusqu’au
métamorphisme. On distingue les phénomène de -cimentation -dissolutio -recristallisation -
métasomatose (remplacement).
a) Compaction
Sous l'effet de la pression des sédiments sus-jacents il y a départ d'eau. Dans un premier temps
l'eau en grande quantité tend à fuir sous l'effet de la charge supportée. Dans un second temps ce sont
les grains qui se réarrangent de façon à supporter cette charge, il y a tassement. Les couches se
compactent (s'écrasent) et se stabilisent après expulsion (déshydratation).
La compaction des sédiments consiste en une réduction, par voie physique ou chimique, de leur
épaisseur originelle. La compaction mécanique correspond à une perte de porosité associée à
l'expulsion de fluides par réarrangement des grains sédimentaires tandis que la compaction chimique
correspond à des processus de dissolution par pression ("pression-solution"). Tous les sédiments ne
réagissent pas de la même façon lors de la compaction : un calcaire à ciment marin se compacte très
peu, au contraire d'un sable calcaire non cimenté. On parle de compaction différentielle. Plus les
sédiments sont fins et plus la compaction est forte.

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b) Epigénisation et métasomatose
Au cours de la diagenèse, on assiste à une transformation des minéraux : soit il y a un
réaménagement du système cristallin (métasomatose) ou dissolution des anciens minéraux et
précipitation de nouveaux minéraux (recristallisation).
- L'épigénisation correspond à la transformation d'un minéral préexistant en un autre de même
composition. Il s'agit souvent d'un changement dans la structure du minéral. Par exemple, l'aragonite,
contenue généralement par les tests calcaires d'organismes, se transforme en calcite.
- La métasomatose a lieu à plus grande échelle et correspond à la substitution d'un minéral à un
autre sans changement de volume. Par exemple le CaCO3 est parfois remplacé par du sulfate de fer
(ammonites pyriteuses).
- Le concrétionnement : Ce sont des accumulations de minéraux particuliers ayant lieu au cours
du dépôt sédimentaire, ou ultérieurement. Selon leur forme, elles portent plusieurs noms : les
sphérolites, les nodules, les géodes, les septaria.
c) La cimentation. La cimentation correspond à la précipitation de matière sur un substrat et à
l'accroissement progressif des cristaux ainsi formés. La cimentation a pour conséquence la disparition
progressive de la porosité. Les éléments dissouts par l'eau peuvent, en précipitant, cimenter les
particules du sédiment entre elles (ciment). On parle aussi de lithification.
Au cours de la compaction, il se crée des vides entre les grains (espaces intergranulaires) qui sont
ensuite remplis une substance chimique qui y précipite et qui sert de sont joints entre les particules.
Il s’agit du ciment (silice, calcite, fer, glauconie) qui consolide ainsi la roche meuble. Des sédiments
particuliers (stalactites et stalagmites) résultent d’une précipitation chimique.
NB : Quand un sédiment argileux se dépose entre les grains au lieu du ciment le liant prend le nom
de matrice.
d) La dissolution d'un substrat ou d'une phase diagénétique préexistante a évidemment comme
conséquence une augmentation de la porosité. Un processus de dissolution implique toujours le
passage par une étape où existe un vide: ce vide peut être ensuite rempli par des sédiments internes
ou cimenté.
e) La recristallisation implique un changement de cristallinité de la phase préexistante, sans
modification chimique. Exemples: augmentation de la taille moyenne des cristaux par coalescence
dans une masse déjà cristallisée; "inversion" de l'aragonite en calcite. Au cours de l'enfouissement
sous d'autres sédiments, la pression et la température augmentent et favorise la dissolution des
minéraux qui recristallisent en de nouveaux minéraux : concrétions carbonatées dans des sédiments
détritiques, nodules, géodes, et sphérolites de carbonates continentaux dans les grès rouges.
f) Le remplacement implique quant à lui, non seulement un changement de cristallinité, mais
également un changement chimique d'un substrat préexistant. La dolomitisation dite secondaire en
est un exemple fréquent, comme la silicification. Notons que les minéraux constituant les fossiles
peuvent être remplacés sans que leur morphologie soit affectée.
On distingue une diagénèse
➢ Diagénèse précoce englobe l’ensemble des processus qui affectent les sédiments peu de temps
après leur dépôt est régit par l’activité bactérienne dès les premiers stades de lithification ;
➢ Diagénèse tardive ou d’enfouissement quand les sédiments sont enfouis sous d'autres
sédiments phénomène de réorganisation de la roche