TUE 122 TP 4 Roches sédimentaires évaporitiques

TUE 122
TP 4 Roches sédimentaires
évaporitiques, carbonées,
siliceuses et phosphatiques
Mélanie Noury
Les évaporites
La sédimentation évaporitique
Evaporation de l’eau (d’un lac, d’une mer…)
⇒  Dépôt des particules détritiques
⇒  Précipitation des ions en solution sous
forme de sels
Cela nécessite :
⇒  Un climat aride
⇒  Un milieu confiné
La sédimentation évaporitique
Séquence évaporitique
(ordre de
précipitation des sels)
1) Calcite CaCO3 50% d’évaporation d’eau de mer
2) Dolomite CaMg(CO3)2
3) Gypse CaSO4 80% d’évaporation d’eau de mer
4) Halite NaCl
90% d’évaporation d’eau de mer
5) Sels de Mg MgSO4
6) Sels de K KCl 95% d’évaporation d’eau de mer
Les évaporites
CALCITE CaCO3
Système rhomboédrique, incolore (mais peut prendre de nombreuses couleurs
suivant les impuretés), effervescence à l’HCl à froid.
Les évaporites
DOLOMITE CaMg(CO3)2
Système rhomboédrique, couleur le plus souvent incolore, mais aussi, blanc,
grisâtre, verdâtre, gris verdâtre, brun pâle, rose, rougeâtre, jaune brun
Les évaporites
GYPSE CaSO4, 2H2O
Système monoclinique, blanc à gris parfois rosé.
Les évaporites
HALITE NaCl
Système cubique, couleur le plus souvent incolore ou blanc mais aussi jaune,
orange, rougeâtre, bleu, violet, grisâtre, rosâtre rouge orange
Les évaporites
SELS DE Mg
MgSO4
MgCO3
Les évaporites
SELS DE K
Pierre d’alun : KAl(SO4)2
Potasse : K2CO3 + KCl
Milieux évaporitiques actuels
Domaines intracontinentaux
Lacs temporaires = bassins continentaux
fermés « endoréiques »
= sebkhra, chott, playa…
Milieux évaporitiques actuels
Domaines intracontinentaux
Lacs permanents sursalés = Mer Morte
= eaux stratifiées, eaux profondes anoxiques
(sans O2 dissout)
Milieux évaporitiques actuels
Domaines paraliques
Sebkhra côtière
Sebkhra El Melah (Tunisie) 1987
2001
= envahies épisodiquement par la mer sous
climat aride
Milieux évaporitiques actuels
Domaines paraliques
Bras de mer sursalés
= fonds de golfes / estuaires soumis à une
forte évaporation
Les bassins évaporitiques
profonds
Ex. Méditerranée pendant
la crise Messinienne
Ex. Sebkhra El Melah
Bassin marin fermé
Répartition des faciès
Séquence évaporitique
Bassin marin à seuil
Répartition des faciès
Séquence évaporitique
Les roches carbonées
1/ Les charbons
Charbons = résidus de l’évolution physicochimique de matière organique au cours de
l’enfouissement par compaction puis diagenèse
(= houillification)
Lignée des charbons
Elimination progressive des O, H, N.
Lignée des charbons
Tourbe
Jusqu’à 500m
Lignée des charbons
Charbon /
Lignite /
Houille
Jusqu’à 5000m
(100-200°C)
Lignée des charbons
Anthracite
Pré-métamorphisme
Lignée des charbons
Graphite
Métamorphisme
Formation des charbons
Formation des charbons
L a t o u r b e
s’accumule dans
des marécages
situés à proximité
des cours d’eau
Soit allochtones
(transport jusqu’à
un lac, un estuaire)
Soit autochtones
(pas de transport)
Formation des charbons au
cours du temps
Les roches carbonées
2/ Les hydrocarbures (huile et gaz)
•  Pétrole = mélange complexe de :
–  Solides : les bitumes
–  Liquides : les huiles
–  Gaz
•  Résulte de la transformation par enfouissement
de la matière organique (kérogène) dispersée
dans une roche mère (sédimentaire et de
granulométrie fine)
Formation des hydrocarbures
Les roches carbonées
2/ Les hydrocarbures (huile et gaz)
•  Les gisements se trouvent dans des roches
POREUSES appelées roches réservoirs elles
ont en général un grain grossier (porosité
connectée).
•  Le pétrole migre depuis la roche mère ou il se
forme vers la roche réservoir ou il est stocké.
•  Pour éviter que le pétrole ne s’échappe vers la
surface, la roche réservoir doit être
« encapuchonnée » d’une roche imperméable,
peu poreuse, c’est la roche couverture.
Réservoirs à hydrocarbures
Les roches siliceuses
•  L’eau de mer contient du silicium (Si) sous
forme particulaire (grains de Qz) et sous
forme dissoute.
•  Les organismes tels que les DIATOMEES
et les RADIOLAIRES sont capables
d’extraire le Si dissout pour constituer
leurs tests
Les roches siliceuses (silice)
•  Radiolarites
•  Diatomites
•  Le terme de chert, très général dans son acception
anglo-saxonne, correspond est plus ou moins synonyme
de silextite.
•  Des variétés de couleur rouge (oxydation de fer rouge) :
les jaspes, de couleur noire (matière organique et
sulfures) : les lydiennes et phtanites.
•  Les cherts nodulaires tels les silex (flint).
Radiolaires
Zooplancton marin, Cambrien à Actuel
Diatomées
Phytoplancton marin ou lacustre, Trias
à Actuel
Silex : description
Concrétions siliceuses fines et compactes à
cassure franche (conchoïdale et
tranchante).
Ils sont composés de calcédoine et de
microquartz formant des rognons irréguliers
disposés en lits dans les craies.
Les contours des rognons sont arrondis,
bien marqués, c’est une mince couche
blanche et rugueuse (cortex)
Silex : formation
La formation du silex est un phénomène complexe. Il est
généralement admis que cette roche se forme à partir
d’eau saturée en silice.
La silice précipite alors sur le lit des océans, sous forme
d'agglomérats formant des nodules, ou en comblant les
cavités laissées dans la craie (ou une autre forme de
calcaire).
Une hypothèse complémentaire est celle selon laquelle le
nodule se formerait par épigénéisation : les molécules de
carbonate de calcium seraeint remplacées une a une par
des molécules de silice, sans changer la structure
originelle de la roche.
Silex
Silex (noirs) en lits dans des craies
Cherts
Ensemble des roches siliceuses à
grain fin d’origine chimique,
biochimique ou biogène.
Rouge = jaspe (oxydation du fer)
Noir = Lydienne et phtanites (MO et
sulfures
Cherts
Bedded chert with Jasp
Cherts
Phtanite rubanée
Cherts
Lydienne à filonnets
Les roches phosphatées
(phosphates de calcium)
•  Phosphorites les roches contenant plus
de 37% de P2O5. Pratiquement toutes
marines
•  Les apatites Ca5 (PO4)3 (F, CL, OH) sont
une famille de minéraux phosphatés de
diverses variétés en fonction des teneurs
en fluor, chlore et groupement hydroxyle
Phosphatogenèse
Précipitation biologique (guano) puis reconcentration au cours de la diagenes
précoce.
Phosphorite
Les résidus d’érosion chimique :
les bauxites
•  La bauxite est une roche latéritique
•  Elle se forme par altération continentale
en climat chaud et humide (latéritisation).
•  Elle est souvent rouge (Fe), parfois
blanche (Al) ou grise, très riche en
alumine Al2O3 et en oxydes de fer.
Les résidus d’érosion chimique :
les bauxites
Bauxite à
pisolithes
= Bauxite à
Oolithes
ferrugineux