Roches sédimentaires détritiques
publicité
-35 -25 Ma : les grès sous la plage à Gif Sur Yvette Introduction à la sédimentologie et à la stratigraphie Jocelyn Barbarand – bâtiment 504 – [email protected] DÉFINITIONS Sédiment : ensemble constitué par la réunion de particules plus ou moins grosses ou de matières précipités ayant, séparément, subi un certain transport. Les matériaux des sédiments peuvent par exemple provenir de l’érosion de roches antérieures ou résulter d’une activité organique (accumulation de coquilles). Roche sédimentaire : roches exogènes, roches formées à la surface de la terre, représentant 5% du volume de la croûte terrestre et 75% de la surface de la terre. Elles sont très variées car leur genèse dépend de nombreux facteurs : nature initiale des matériaux désagrégés et altérés, types d’altération, mode de transport, zones de dépôt, modalités de la diagenèse. CYCLE DES ROCHES Répartition des 3 classes de roches Roches magmatiques Roches sédimentaires en volume de croûte Roches métamorphiques en surface Les roches sédimentaires : 3 principaux types Roches sédimentaires détritiques (silicoclastiques) Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques Caractéristiques principales des roches silicoclastiques Composition Grain (Quartz, Feldspaths …) Matrice Ciment Texture Taille des grains Morphologie des grains Arrangement et orientation des grains Structure Chimique Biologique De déformation Courants GRANULOMÉTRIE Roches détritiques Rudites > 2 mm Arénites 62,5 µm < taille < 2 mm Lutites < 62,5 µm Roches meubles Agglomérats, Cailloutis Roches meubles Sables (quartzeux, micacés …) Roches meubles Sablons, vases, limons, loess Roches consolidées Conglomérats (poudingues, brèches) Roches consolidées Microconglomérats, arkoses Grauwcke, grès, grès quartzeux quartzites Roches consolidées Argiles, argilites, pélites Ardoises, schistes ardoisiers LES PRINCIPAUX MINÉRAUX DES ROCHES FELSIQUE Minéral Composition chimique Quartz SiO2 Feldspaths potassiques (K,Na)AlSi3O8 Feldspaths Plagioclases NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8 Muscovite KAl2[Si3AlO10(OH,F)2] Biotites (K,Mg,Fe,Al)Si3O10(OH)2 Amphiboles (Mg,Fe,Ca,Na)Si8O 22(OH,F) 2 MAFIQUE Pyroxènes (Mg,Fe,Ca,Na)SiO3 Olivines (Mg,Fe)2SiO4 Croûte Terre entière Autre Al (1.1%) Ca (1.1 %) S (1.9 %) Ni (2.4 %) Mg (13 %) Autre Na (2.1%) K (2.3 %) Ca (2.4 %) Mg (4 %) Fe (6 %) Al (8 %) Si (15 %) Si (28 %) O (30 %) Fe (35 %) O (46 %) STRATIFICATION OBLIQUE LES ROCHES BIOCHIMIQUES Intervention de la LES ROCHES BIOCHIMIQUES Intervention des organismes vivants (végétaux et animaux) TYPES DE GRAINS Grains non squelettiques Grains squelettiques RÉPARTITION DES ASSEMBLAGES « FORAMOL » ET « CHLOROZOAN » LE CYCLE DES ROCHES Altération mécanique Altération chimique • Dissolution • Oxydation • Hydratation • Hydrolyse EAU Altération mécanique : fragmentation des roches Décompression, gel/dégel, gravité, activité biologique Altération chimique : rôle de l’eau • Dissolution CaCO3 + H2CO3 -> Ca2+ + 2(HCO3)- • Oxydation 3Fe2+SiO3 -> Fe3O4 + 3SiO2 pyroxène magnétite • Déshydratation 2FeO OH -> Fe2O3 + H20 goethite hématite • Hydrolyse 4KAlSi3O8 + 4H+ + 2H2O -> 4K+ + Al4Si4O10(OH)8 + 8 SiO2 feldspath kaolinite Formation de roches résiduelles Roches riches en Al et en Fe • Latérites • Bauxites • Agents de transport des sédiments • Gravité • Vent • Eau Agents de transport des sédiments • Gravité • Vent • Eau Formation de rides (dunes) saltation accumulation glissement DUNES Agents de transport des sédiments • Gravité • Vent • Eau Diagramme de Hjulstrom Transport et taille Embouchure de l’Amazone Dépôt des sédiments • par décantation • par les courants STRATIFICATION Dépôt des sédiments • par décantation • par les courants Sédimentation fluviatile Structures obliques Les courants Lithification et diagenèse Compaction d’un calcaire coquillier • compaction • dissolution • cimentation • recristallisation Compaction des grès Sable grès Distinction matrice - ciment Lithification et diagenèse • compaction • dissolution • cimentation • recristallisation Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche sable ---> grès silt ---> shale argile ---> argilite Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche sable ---> grès silt ---> shale argile ---> argilite Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche sable ---> grès silt ---> shale argile ---> argilite Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche sable ---> grès silt ---> shale argile ---> argilite Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques Les roches sédimentaires chimiques se forment par précipitation à partir d’une solution chargée en espèces dissoutes. La plupart de ces roches ne contiennent qu'un minéral important: gypse (gypse, CaSO4 · 2H2O) sel gemme (halite, NaCl) chert (minéraux de silice amorphes, SiO2) Evaporites Evaporites du Messinien sel gypse Evaporation de la méditerranée ? Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques gypse (gypse, CaSO4 · 2H2O) sel gemme (halite, NaCl) chert (minéraux de silice amorphes, SiO2) Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques gypse (gypse, CaSO4 · 2H2O) sel gemme (halite, NaCl) chert (minéraux de silice amorphes, SiO2) Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques gypse (gypse, CaSO4 · 2H2O) sel gemme (halite, NaCl) chert (minéraux de silice amorphes, SiO2) Roches sédimentaires détritiques Roches sédimentaires chimiques Roches sédimentaires biogéniques Les roches biogéniques résultent de la lithification de sédiments organiques ou de sédiments riches en matières organiques
