ii. transformations precoces de la matiere organique au cours du

UNIVERSITE TUNIS EL MANAR
FACULTE DES SCIENCES DE TUNIS
DEPARTEMENT DE GEOLOGIE
COURS
de
GEOCHIMIE ORGANIQUE
Matière organique sédimentaire vue en lame mince
FILIERE INGENIEUR GEOSCIENCES
IGS3
Par
Prof. Habib BELAYOUNI FST 2012

FILIERE INGENIEUR GEOSCIENCES : IGS3 FST
MODULE : GEOCHIMIE ORGANIQUE
Prof. Habib Belayouni Janvier 2012
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GEOLOCHIMIE ORGANIQUE APPLIQUEE
INTRODUCTION
La Géochimie Organique est la discipline qui s’intéresse à l’étude de la matière
organique sédimentaire. En particulier on cherche à déterminer l’origine, la
nature et le degré d’évolution thermique (maturité thermique) de cette matière
organique et d’utiliser ces informations pour la caractérisation des roches mères
de pétrole, mais aussi pour la reconstitution des paléoenvironnements de dépôt
et des conditions physico-chimiques qui y ont régné.
La géochimie organique est une discipline qui s’est surtout développée à partir
des années 1970 grâce au développement des techniques analytiques adaptées à
son étude (Leco, Rock-Eval, Pyrochromatographie , Chromatographie en Phase
Gazeuse couplée au Spectromètre de masse, Microscopie haute performance de
pétrographie organique, Spectrométrie Infrarouge, …..). Aujourd’hui la
géochimie organique constitue une discipline incontournable dans l’exploration
pétrolière (roche mères, géochimie des réservoirs, corrélations huile/huile et
huile/roche mères, modélisation des bassins…..).
Depuis les domaines d’application de cette discipline se sont élargis. On peut
citer les domaines de la métallogénie (gisements Pb, Zn, Cu, Au, Ag, U, Ni, V
etc….), les domaines de minerais phosphatés, le domaine de l’environnement, et
les domaines de la caractérisation des environnements aquatiques actuels et
récents.

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I. PRODUCTION ET PRESERVATION DE LA MATIERE
ORGANIQUE DANS LES ENVIRONNEMENTS
AQUATIQUES
A. PRODUCTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS
LES ENVIRONNEMENTS AQUATIQUES
1. LA PHOTOSYNTHESE : BASE DE LA PRODUCTIVITE
BIOLOGIQUE PRIMAIRE
Le mécanisme de la photosynthèse convertit l’énergie lumineuse en énergie
chimique. Elle consiste essentiellement dans le transfert de l’Hydrogène de l’eau au
CO2 pour produire de la matière organique sous forme de Glucose et de l’Oxygène
h
6 C O2 + 12 H2 O* C6 H12 O6 + 6 O2* + 6 H2 O
674 Kcal (Glucose)
Organismes autotrophes
Polysaccharides
A partir du glucose, les organismes autotrophes synthétisent des polysaccharides.
Autotrophe : qui est capable d’élaborer seul ses substances organiques à partir
d’éléments minéraux.
Hétérotrophes : qui se nourrit de substances organiques. Ne peut élaborer seul ses
éléments constituants.
2. CYCLE DU CARBONE ORGANIQUE
La matière organique est synthétisée à partir du carbone minéral (CO2) par
certains organismes vivants dits autotrophes. La production, les transferts entre les
différents réservoirs et la minéralisation de la matière organique sont décrits par le
cycle du carbone (Fig. 1). Cependant, une fraction infime de la matière organique
sédimentaire est abiotique, c’est-à-dire non synthétisée par le vivant.

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Le cycle du carbone comprend deux sous-cycles :
- un premier sous-cycle biologique (sous-Cycle 1), petit qui remobilise entre
2.7 à 3 1012 tonnes de Carbone organique et qui a une demi-vie de quelques
jours à plus de 10 ans. Il décrit successivement l’incorporation du carbone
minéral dans la bioephère pour le transformer en carbone organique puis son
recyclage sous forme organique via les chaînes trophiques et enfin son retour
dans un réservoir minéral par minéralisation.
- Et un deuxième sous-cycle sédimentaire (Sous-Cycle 2), beaucoup plus
grand comprenant un potentiel de carbone organique estimé à 6.4 1015 tonnes
de carbone et une demi-vie de quelques millions d’années. Il est alimenté par
des fuites infimes du cycle biologique. Ce cycle décrit successivement le
transport, l’enfouissement puis la préservation d’une partie de la production
primaire dans les bassins sédimentaires, son évolution au cours de la
diagenèse puis du métamorphisme et finalement sa minéralisation par des
processus d'altération et de pédogenèse en surface.
Ces deux cycles sont interconnectés par une étape qui entre pour 0.01 à 1 % du
Carbone Organique Total (COT), représentant l’oxydation de la matière
organique en CO2

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SOUS-CYCLE 1 SOUS-CYCLE 2
Le Cycle du Carbone
3. PRODUCTIVITE BIOLOGIQUE PRIMAIRE
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Aire Surface en Productivité Production totale
Km2 x 106 moyenne en en 109 gC/an
gC/cm²/an
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Océans et 326 50 16,3
Mers ouvertes
Eaux côtières 36 100 3,6
zônes à
Upwellings 0,4 300 0,1
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