Roches, sédimentation et érosion.

Sottiaux B. Etude du Milieu - Eléments de géologie – MAJ Janvier 2010
Cours industriels et commerciaux Couillet 1
Chapitre VI. : Pétrographie, sédimentation et érosion
Introduction
La pétrographie est la science qui étudie les roches.
Une roche est un assemblage de minéraux. Elle peut toutefois être formée d'un minéral
unique (ex : le calcaire). Un minéral est un corps naturel solide, inorganique (non lié à
la vie), dont la composition peut être exprimée par une formule chimique. Les minéraux
qui se présentent sous une forme géométrique reprise ci-dessous portent le nom de
cristaux.
Une géode est constituée d'un groupe de cristaux dont les sommets se dirigent vers le
centre d'une cavité.
Les cristaux peuvent être classifiés dans un des sept systèmes cristallins définis par
leurs axes de coordonnées. Ex : la pyrite appartient au système cubique, le quartz au
système rhomboédrique.
http://www.geowiki.fr/images/2/2c/7_poly%C3%A8dres.jpg
Cristaux de pyrite (or des fous) – système cubique
http://www.crystalradio.net/minerals/pyrite.jpg

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Quelques méthodes d'analyse des roches
Le géologue doit mettre tous ses sens en éveil pour identifier les roches :
- Vue : couleur de la roche, principaux minéraux (loupe), aspect général (grains,
feuillets...) ;
- Densité : apprécier et comparer ;
- Odeur de la cassure, sonorité, saveur ;
- Réaction aux acides et réactifs divers ;
- Rayage du verre, rayage à l'ongle...
Si l'observation macroscopique d'un échantillon est parfois suffisante, l'observation
microscopique permet d'aller nettement plus loin dans l’étude des roches.
Structure et texture
On appelle structure, l'aspect général de la roche dans son ensemble, sur le terrain. Par
exemple : structure schisteuse, poreuse, meuble...
La texture, par contre, est le mode d'arrangement des minéraux dans la roche. Par
exemple : texture grenue : roche entièrement cristallisée ou texture vitreuse : le
refroidissement n'a pas laissé le temps aux cristaux de se former.
Catégories de roches
D'après leur origine, on distingue trois catégories de roches :
- sédimentaires ;
- métamorphiques ;
- magmatiques.
ROCHES SEDIMENTAIRES
Les roches sédimentaires résultent de l'action des agents d'érosion et de transport ou
encore de l'activité des êtres vivants. Ce ne sont pas des roches originelles. La plupart
sont détritiques c’est-à-dire qu’elles proviennent de l’érosion de massifs préexistants.
On appelle diagenèse l'ensemble des changements de composition et de structure qui
affectent et transforment les sédiments en roches compactes. La transformation des
sédiments en roche se fait surtout grâce à l'intervention de la pression et de l’élévation
de la température mais aussi grâce aux êtres vivants (bactéries).
Principales roches sédimentaires
Les critères essentiels de classement des roches sédimentaires sont :
- leur composition chimique ;
- leur genèse (mode de formation).
La structure permet déjà d'isoler un premier groupe de roches sédimentaires ou
conglomérats. Cette catégorie s'adresse aux dépôts grossiers ayant un diamètre
supérieur à 2 mm. On les distingue en fonction de la nature du galet et de la nature du
ciment.

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Lorsque les clastiques (ou fragments) sont anguleux, la roche est dénommée brèche ;
s'ils sont arrondis, la roche est un poudingue. La gangue, ou ciment, peut être
argileuse, calcareuse ou siliceuse.
http://www.nagra.ch/images/database/$default/gest/all/nagelfluh.jpg
D'après leur mode de formation, on distingue les roches détritiques, organogènes
(liées à l’activité des êtres vivants) et de précipitation.
La classification première (siliceuse, calcareuse et argileuse) est basée sur la composition
chimique des roches sédimentaires et à l'intérieur de chacune de ces classes : on les
regroupe par origine.
Roches sédimentaires siliceuses
On y distingue trois grandes catégories :
- détritique (90%);
- organogène (8%), activité biologique dans un milieu froid ;
- précipitation (2%).
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s2/2.27.jpg

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L'élément fondamental des roches détritiques siliceuses est le quartz (sable). Ces
roches siliceuses rayent le verre mais ne réagissent pas à l'acide. Toutefois, deux silex,
frottés l’un contre l’autre, provoquent des étincelles (feu).
Ces roches sédimentaires siliceuses peuvent être meubles ou consolidées. Un sable,
roche meuble, produit un grès par lapidification (agglomération). Les eaux d'infiltration
déposent, peu à peu entre les grains de sable, des substances dissoutes qui se
transforment en ciment. La dureté de la roche sera fonction de la nature du ciment
(calcaire : la roche sera tendre et siliceux : elle sera plus dure) et de son degré de
cohésion.
http://geoeco.ifrance.com/g%E9ologie/Roches/gres.jpg
On emploie régulièrement les termes « sable » et « galets » pour des roches non
strictement siliceuses.
Le sable est largement utilisé dans l'industrie verrière, la fabrication de moules de
fonderie et l'industrie des matières plastiques. Les galets servent à l'empierrement et à
la fabrication du béton.
Les psammites, appellation spécifiquement belge, sont des grès micacés, pauvres en
quartz, à ciment argileux.
Une concrétion de silice dans la craie est appelée meulière.
Roches sédimentaires calcareuses
L'observation d'un front de carrière calcaire semble indiquer que ces roches sont le fait
de dépôts successifs. Si on y regarde d'un peu plus près, on constate que le calcaire est
riche en fossiles (mollusques bivalves, gastéropodes,...). Ces animaux se développent
notamment près des côtes en eaux peu profondes. La cohérence de ces fossiles est
assurée par un ciment.
De nombreux organismes marins renforcent leur coquille à partir de bicarbonate de
calcium dissous dans l'eau. A leur mort, ces coquillages se déposent sur le fond. Les
algues marines utilisent le CO2, ce qui favorise la transformation du bicarbonate de
calcium soluble en carbonate insoluble, ce dernier constituant le ciment calcaire.
L'ensemble est alors compacté et donne naissance à une roche.
Les roches calcareuses ont une genèse (origine) essentiellement liée à l'activité de la vie.
Elles renferment au moins 50 % de CaCO3.

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CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2
Carb. Bicarb.
insoluble soluble
Tout facteur qui provoque le départ d'eau ou de CO2 conduit à la précipitation de
carbonate, par exemple :
- Augmentation de la température (dépôt de tartre dans les bouilloires) ;
- Consommation du gaz carbonique par les plantes aquatiques ;
- Actions bactériennes sur fond marin ;
- Concentration par évaporation de l'eau.
Le cycle suivant peut être défini :
Erosion par dissolution  Transport sous forme dissoute
Dépôt par activité biologique
Constitution d'une nouvelle
roche
Intégration à une zone
continentale par surrection
ou abaissement du niveau marin
a. Calcaires de précipitation
Les tufs sont constitués de feuilles incrustées de CaCO3 ; les plantes, surtout des
mousses, consomment le CO2, ce qui favorise la précipitation de CaCO3. Ainsi se forment
les dépôts de sources pétrifiantes (à l’origine de concrétion calcaire).
Tuf ou incrustation de calcaire dans la végétation
http://www.gecnal-du-warndt.org/IMG/jpg/Tuf_calcaire.jpg
b. Calcaires sédimentaires
La boue, qui se dépose avec les tests (ou restes de coquilles) calcareux, porte le nom de
tangue.
Elle se transformera progressivement en roche calcaire.