sedimentation et diagenese

SM09 : sédimentation
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SEDIMENTATION ET DIAGENESE RESUME
I. GENERALITES
- Particules terrigènes
- Particules biogènes
- Particules authigènes (précipitation chimique en cas de sursaturation)
- Particules volcaniques
II. LES PARTICULES TERRIGENES : altération, mobilisation
A. Altération physique
Profite des zones de faiblesse = failles diaclases. Favoriser par les écarts de température : gel/dégel
(haute latitude et zone montagneuse), la cristallisation du sel (zones littorales)…
B. Altération chimiques
Pluie acides, oxydation O2, les CO2 joue un rôle dans la mise en solution des carbonates : dans l’eau
de mer le Si est 10 x plus soluble que les carbonates.
Dans la plupart des roches sédimentaire l’eau provoques une perte de cohésion : bactéries et
végétaux produisent des acides qui renforcent l’action de l’eau.
La variabilité de l’altération dépend du climat :
- minimales dans les zones désertiques car précipitations faibles, ainsi que aux hautes
latitudes.
- Maximale en zone tropicale : forte précipitations et acidité de l’eau6x plus élevé qu’en
zones tempéré.
Phénomène de bio-rhexistasie : biostasie (altération chimique, biologique) climat chaud,
développement des végétaux, rhexistasie (altération physique) destruction du couvert végétal,
érosion des sols.
C. Mobilisation et transport des particules par l’eau
Pluies fine = simple altération, pluies fortes = altération plus mobilisation
Le couvert végétal protège les sols des précipitations : moins 20 à 40% de précipitation, si pas de
forêt la pluie attaque directement les sols : phénomène d’ablation = Rhexistasie.
Dépend aussi de la nature des sols, sols imperméable = pellicule en surface puis ruissellement,
l’importance des particules transportées varie avec la vitesse de ruissellement
Les embouchures : interface continent océans

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a. Les estuaires : basés sur l’importance des apports et de la marée
i. Estuaires stratifiés : (absence de marée = méditerranée)
L’eau douce s’écoule au dessus de l’eau de mer : l’eau de mer se comporte comme un coin salée,
l’épaisseur de l’eau douce diminue vers l’amont.
- Gradient de salinité abrupte, gradient de densité élevé, phénomène de friction élevé =
turbulences
ii. Estuaires partiellement mélangés : (seine, tamise)
Importance des marées, courant non négligeable. Le point nul se déplace vers l’amont ou l’aval en
fonction des marées. Accumulation de sédiment = point vaseux à la rencontre des deux types d’eau.
Turbulence à l’interface des deux masses d’eau, friction au niveau du sol avec la marée montante ou
descendante.  Mélange partiel des deux types d’eau, avec des gradients moins marqués que pour
les estuaires stratifiés
iii. Estuaires mélangés (la Gironde)
Marées très importante, se développe dans les vallées larges et peu profondes. La colonne d’eau est
totalement mélangée, le gradient de salinité diminue de l’amont vers l’aval seulement de façon
longitudinal.
La force de Coriolis va jouer un rôle très important créant un gradient de salinité entre rive droite et
rive gauche = HNord  droite eaux fluviatile et gauche eau océanique
b. La sédimentation dans les estuaires :
Estuaire = Relativement peu de particules transportées, sédiments de petites tailles (argile et silt) :
phénomène de floculation intervient dans la décantation : le phénomène de floculation n’intervient
pas dans les eaux douce (particule chargées négativement). L’eau de mer salée possède des cations
NA+, et vont compenser en grande parties les charge négatives = floculation
Pour cela il faut que les particules soient maintenues très proches : turbulence
i. Cas des Estuaires stratifiés :
Turbulence au contact des 2 masse d’eau = floculation ; comblement faible. Floculation des eaux de
surface au large.  Comblement faible
ii. Cas des estuaires partiellement mélangés et mélangés :
Particules amenés par les fleuves et les marées ; le transport cesse au point nul. Maximum de
turbidité au point nul.
c. Les Deltas :

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Apport fluviatile important qui ont colmaté l’estuaire ; les courant de marée n’arrivent plus à dissiper
les sédiments. Dépôt à l’embouchure au niveau du littoral.
Les Deltas sont caractérisés par des fleuves qui possèdent un grand bassin versant (Erosion et
précipitations importantes).
Structure : zone aérienne très basse, traversé par des chenaux, des étangs, des marées, et un couvert
végétal permettant de tenir en place les éléments sédimentaires
La classification des deltas, ce fait suivant le débit du fleuve, et de façon plus relative en fonction des
marées et des vagues.
i. Delta sous influence fluviatile dominante :
Mississipi, marnage très faible. On retrouve un point salé, des turbulences : mélange + floculation.
Transport important de grosses particules aboutissant à des dépôts sur le bord du chenal.
L’eau douce s’étale à la surface de l’eau de mer.
ii. Delta sous influence dominante des marées :
Marnage important ; différence entre marée haute et marées basse ; importance des marées sur le
processus de mélange et la distribution des sédiments. Rives subaquatiques : iles allongées avec de la
végétation.
iii. Delta sous influence dominante des vagues :
Secteur avec vagues importante, faible marées : Rhône
Si les vagues sont freinées elles gardent la même énergie. Pour compenser cela la vitesse diminue et
l’amplitude augmente.  Interférence avec les eaux plus profondes = mélange important =
floculation ++
(A) dominance de marée; (B) dominance fluviatile; (C) dominance de vagues
D. Mobilisation et transport par le vent :

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Différence air/eau = différence de viscosité ; le vent va être responsable du processus d’érosion,
transport et sédimentation.
a. Pouvoir érosif de l’air/vent :
Importance significative dans les régions sans couvert végétal ; zones désertiques. L’érosion par le
vent s’effectue de la même manière que par l’eau (Coriolis, Ekman…). Particule transporté : sable
moyen au maximum = 63µm, dans les zones désertiques = formation de REG : le sol est recouvert
uniquement de galet. Le vent effectue un tri sélectif au niveau des particules. Les sables retombent
au sol à des milliers de kms au niveau des zones humides : pluies rouge.
E. Mobilisation et transport des particules par les glaces :
Effet de pression se produit par accumulation du manteau neigeux (la pression abaisse la
température de fusion de la glace). Différence de porosité entre les cristaux les cristaux les plus vieux
et les plus jeunes : 0 à 95%.
a. Les glaciers
Glacier polaires : gradient de température de surface plus froid qu’en profondeur
Glacier tempérés : gradient de température inverse ; perte thermique en profondeur.
Les glaciers sont considérés comme un fluide de très forte viscosité : la glace va s’écouler le long des
pentes, phénomène de fluage à l’intérieur de la masse de glace (plus important au niveau en zone
tempérées).
C’est la pression de la glace exercée sur un obstacle ou sur le substrat qui va créer ce flux d’eau.
b. Agents d’érosions très efficaces
3 types de transport par la glace :
- supra-glaciaire (matériaux tombés des bassins versant sur la glace),
- intra-glaciaire (matériaux incorporé du supra-glaciaire)
- sous-glaciaire (à la base du glacier = évacue les particules érodées, et nettoie laissant les
particules les plus grosses).
c. Devenir des particules transportées
Une partie est déposée sur le transport : les moraines sur le bord des glaciers
Cas de hautes latitudes : certains glaciers parviennent à la mer : formation d’iceberg qui vont libérer
les particules incorporées lorsqu’ils fondent  dépôts glaciaire loin dans l’océan.
d. Cas des icebergs
Masse considérable, superposition des sédiments sur les sédiments marins.

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III. LES PARTICULES BIOGENES
A. Généralités
Ce sont les restes minéraux de certains organismes marins qui constituent les particules biogènes.
a. Facteurs influençant l’activité biologique
Plus intense où les éléments nutritifs sont plus important (upwelling), ou la température est
optimales, et où il y a une disponibilité d’O2, et au niveau de la zone photique.
b. Les espèces benthiques
Caractérise les environnements marins de moins de 200m de profondeur donc une partie infime de
l’océan.
- Espèces sessiles : éponge, coraux, échinoderme
- Espèces mobiles : crabe, oursin
- Espèce épifaunale : vivent au fond sur le sédiment
- Espèce infaunale vivent dans le sédiment
c. les espèces : pélagiques (plancton)
Dans les bassins océaniques ce sont les activités planctoniques qui fournissent la majorité des
particules biogènes : zooplancton ou phytoplancton
B. Les microfossiles calcaires
a. Zooplancton calcaire : Les foraminifères
Seulement quelques familles planctoniques en abondance, à l’opposé des formes benthique très
diversifiées mais peu abondante. Présent à toutes les latitudes
i. Planctonique
Taille 50 à 400µm, on distingue 40 genres et environ 400 espèces. Nombre apparition et disparition
considérable  très utilisé pour repérer les différentes périodes. Dans l’océan actuel = 30 espèces
ii. Benthique
Vivent sur le fond, on en trouve à toutes les profondeurs : taille 20 à 300µm, ils fournissent des
donnée paléontologique sur la composition des sols au cours du temps ainsi que sur l’évolution du
niveau des océans.
b. Le phytoplancton calcaire : coccolites
Algue unicellulaire : coccolitophoridés, développement principalement dans les zones photique
Formé de calcite et de Mg plus résistant à la dissolution, diversité plus importante au niveau des
zones tropicales. Dans les sédiments, plus forte concentration au niveau des basses latitudes ;
cependant en rapport du nombre d’espèce présente dans la colonne d’eau on en retrouve
relativement peu dans les sédiments  dissolution des tests.