Reconnaître les roches sédimentaires

Reconnaîtrelesrochessédimentaires
LagéosphèreeessystèmesdelaTerreMéthodestl
CapacitéIESO:«Capacitéd’identifierlesrochessédimentairessuivantes:calcaire,craie,
chert,argile,marne,dolomite,grès,phosphorite,gypse,sel»
Reconnaitrequ’ils’agitd’unerochesédimentaire:
L’origine des roches sédimentaires (voirfiche«Originedesrochessédimentaires»)
conduitàdescaractéristiquesreconnaissables:
- ellessontlitées/stratifiées:maislastratification,n’estpastoujoursvisibleà
l’échelle de l’échantillon, elle est plus nette au niveau des affleurements. Par
ailleurs, un litage peut être visible sur des roches magmatiques (par exemple,
gabbrolitédeschambresmagmatiqu
voirlafiche«Ro
es)oumétamorphiques(foliationdesgneiss
liéàladéformation, chesmétamorphiques»).
- ellespeuventcontenirdesfossiles:maiscen’estpasobligatoire.Leplussouvent,la
matière organique est recyclée et disparaît. Il reste surtout des pièces squelettiques
plus résistantes. Si l’on excepte les ex‐roches sédimentaires faiblement
métamorphisées,seuleslesrochessédimentairescontiennentdesfossiles.
- leursélémentsconstitutifssontliésparunciment:maislecimentpeutêtre
absent. Si le sédiment est resté meuble, ses éléments constitutifs ont pu être
nourris par la solution qui circule dans les interstices, et grossir par leur
périphérie. Les grains finissent alors imbriqués, «engrenés»,commeles
minérauxd’ungranite;maislanaturedesminérauxn’estpaslamême.
- Leurnaturechimiqueestcaractéristique:ontrouvedanslesroches
sédimentairesdes concentrationsdeminérauxquinesontpasceuxdesroches
magmatiques. Leurs grandes catégories chimiques sont siliceuses, carbonatées,
argileuses, carbonées, salines. Cependant, les roches sédimentaires peuvent
devenirdesrochesmétamorphiquesdemêmenatureglobalement;ellesauront
alorsdesminérauxetdesstructuresspécifiquesdumétamorphisme.Lesfossiles
disparaissentdanslesrecristallisations.
Plusieursdecescritèresassociéspermettentd’identifieruneroche
sédimentaire.
Unerocheavecdesstrateset
constituéesdecouchesd’argileset
desable=>unerochesédimentaire
Fig1Unerochesédimentaire:
varveslacustres (Photoissuedusite
HPlanet‐TerreH)
1

Unerochedenaturecalcaireavec
desfossiles=>rochesédimentaire
Etudierunerochesédimentaire
Fig2Unerochesédimentaire:
calcaireàforaminifères (Photo issue
dusiteHPlanet‐TerreH
)
Observerlarocheàl’œilnu,àlalou microscopepe,au :
Æverun fraîche, pour ne pas être trompé par des matériaux
d’al on.Note
obser ecassure
térati r:
‐lacouleurd’ensemble
- spectdelal’a cassure:lisse,conchoïdale(dessinecommeunecoquille),
rugueuse,anglesvifs,émoussés,surfacebrillante,mate,translucide…
- lacompositionhomogène,hétérogène(taille,nature,formedeséléments),litée.
Acompléterparlestestspourlanaturechimique.
Æaumicroscope:
- observer les élémentsfigurés et rechercher leur nature(grainsdequartz,
paillettes d’argile, fossiles…),leurforme(lisse, anguleuse, sphérique, aplatie),
tions(contigus,engrené ment,
n)
leursrela s,dispersés),leurdisposition(lits,classe
orientatio
- observerlecimentetlespores:nature,abondancerelative,taille,finesse.
Observeréventuellementdesdéformations(plis,fractures…voirautresfiches),maiselles
nesontpasnécessairesàladétermination,bienquelecomportementdesrochesfaceàla
déformationdépendedeleurnature.
Fairedestestspourcaractériserlanaturedesconstituantsdelaroche
Ætestdedureté:
Laduretéestlarésistanced’unminéralàladestructionmécaniquedesastructure.De
façonpratique,unminéralestplusdurqu’unautres’illeraye(voirlafiche«Echelle
deduretédesminéraux»).Ondisposed’uneéchellededureté,avecdesmatériauxusuels
quiserventderéférence(verre,acier,ongle).Pourfaireunessaidedureté,onfrottele
minéralétudiésurl’objetetinversement.Ilfautessuyerlatraceobtenuepourvérifier
qu’il s’agit d’une rayure et non d’un effritement. Pour une roche, la dureté traduit la
résistanceàl’arrachementdesgrains(ex.ungrèssiliceuxmalcimentéadesgrainsde
quartztrèsdurs,maislarocheelle‐mêmeesttendre):plutôtque de dureté, on parle
alorsdecohérence(voircidessous).
GammededuretéEstrayépar:Raye:Exemple
Trèsdurdiamant verre Quartz
Durverre acier(lame) Feldspath
Tendreacier(clou,lame) ongle Calcite(donccalcaires)
Trèstendreongle ‐ Gypse,sel,craie
2

3
Æc
Lor
ohérence:
squelarocheestfrottée:
- tcohérellenes’effritepas,elleunebonnecohésiondesgrains:ellees ente(grèsde
typequartzite,calcairelithographique).
- stfriable(craie,certainselles’effriteensurface,sesélémentssontpeusoudés:ellee
grès).
- Sesélémentssontlibresentreeux:elleestmeuble(sable).
ÆtestavecHCl:siunegout ed’HCldilué(10%)faiteffervescencesurl’échantillon,la
rochecontientd r
t
Æc r
uca bonate,enparticulierCaCO3.Sinon,ellen’encontientpas.
ompo tementavecl’eau:
- Laporosité: si une goutte d’eau posée sur l’échantillon disparaît à l’intérieur, la
roche est poreuse. La porosité, qui est variable et mesurable en Darcys, est
l’ensembledespo l c éres,petitsvo umesquipeuventêtreoc up spardesfluides(eau,
pétrole,gaz).
- Laperméabilité: aptitude à se laisser traverser par un fluide (eau, air…). On
distingue: * la perméabilité en petit, visible à l’échelle de l’échantillon, liée à la
porosité. Mais une roche poreuse peut être imperméable (argile qui retient l’eau
danslespores).*laperméabilitéengrand(auniveaudesstrates):ellepeut
concernerdesterrains,imperméablesenpetit,maisquisontfissurés.
- Lasolubilité:unerocheestsoluble si seséléments, hydrophiles,sont assez petits
poursedisperserdansleréseaudesmoléculesd’eau.Lasolubilitéesttrèsvariable:
celle des évaporites est très importante et rapidement visible, tandis que celle du
calcaireoudelasiliceestbeaucouptropfaiblepourêtreutilisable en test sur des
échantillons. Par contre, la solubilité a des conséquences à l’échelle des temps
géologiqueet peut donc être traduite dans le paysage (cf. paysages karstiques en
terraincalcaire).
Différencierdesrochessédimentaires
L’étude d’une roche sédimentaire permet d’approcher sa composition chimique et les
caractéristiquesdesesconstituantsetducimentquilesentoure.Ilestalorspossiblede
lanommer,avecplusoumoinsdeprécision,carilexistedenombreux intermédiaires
(cf.fiche«Diversitédesrochessédimentaires»),lesnomssontalorsmoduléspardes
adjectifs(ex.sablecalcareux,sablecoquillier).

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Classificationchimiquerochescassurecouleur Dureté
cohérence
porositéperméabilitéDivers
Sable+/‐  Grainstrès
durs,roche
meuble
Oui Oui 
GrèsRugueuse  +/‐‐‐ +/‐,sifractures 
Siliceuses(SiO2)
Silex
(chert)
Conchoïdale  Trèsdurs,
cohérentsNon Non 
ArgilesLisse‐doux Variée (Très)
tendres
Oui Non Happeàlalangue
Argileuses
Marnesfriables Oui Non 
Calcaires Variée variable +/‐
CaCO3CraieBlancheTrèsfriable iOu
Effervescence
avecHCldilué
Carbonatées
(Ca,Mg)CO3Dolomie Variée variable +/‐
Engrand
Pasd’effervescence
NaCl Sel Variée Trèstendres Non  salée
Salines CaSO4Gypse Claire Cohérents  Solubles 
CharbonBrillantou
mat
Trèstendre
àdure
variable Non 
Carbonées
Pétrole
Sombre
Non
Combustibles
Faibledensité liquide
V oustrouverezlescaractéristiquesdecesrochesdanslafichesurladiversitédesrochessédimentaires.