Transcript Roches sédimentaires détritiques

-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
A rénites
62,5 µm < taille < 2 mm
Lutites
< 62,5 µm
Roches meubles
Agglomér ats, Caillout is
Roches meubles
Sables (quar t zeux, micacés …)
Roches meubles
Sablons, vases, limons, loess
Roches consolidées
Conglomér ats
(poudingues, brèches)
Roches consolidées
Micr oconglomér at s, ar koses
Gr auwcke, gr ès, gr ès quar t zeux
quar t z it es
Roches consolidées
Argiles, ar gilites, pélit es
Ardoises, schist es ar doisiers
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