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PROCESSUS SEDIMENTAIRES (Principales roches sédimentaires: 4 constituants …
PROCESSUS SEDIMENTAIRES
Bassins sédimentaires
Evolution
Surcharge sédimentaire
Subsidence thermique
subsidence tectonique
Propriétés de la lithosphère: Fracturation (cassante) /fluage (ductile) /flexuration (déformation à grande longueur d'ondes = toute épaisseur de la lithosphère)
Formations selon les contextes géodynamiques
Rift continental: étirement lithosphérique par divergence (extension) et apparition de failles normales + fossé d'effondrement avec les blocs basculés sur les failles listriques ==> subsidence tectonique
Pull-apart: contexte cisaillant à la frontière des plaques --> failles transformantes ==> subsidence tectonique
Marge passive: rift continental qui atteint le stade d'océanisation ==> bord de l'ancien rift entre CO et CC ==> subsidence thermique
Grasses: delta du Rhône
Maigres: Gascogne peu de sédiments
Bassin intracratonique: roches anciennes (cratons) qui ont refroidit donc sont plus denses ==> subsidence thermique
Bassin intraplaque océanique: refroidissement de la CO, la lithosphère s'épaissit et s'enfonce en s'éloignant de la dorsale ==> subsidence thermique
Collision/ convergence Bassin flexural bassins avant-pays: avec flyschs et molasses migration du dépôt-centre vers l'avant pays : contexte de compression (collision) --> chevauchement d'écailles crustales ==> flexuration sous l'effet de la surcharge ==> lithosphère près de la charge = dépression et loin de la charge = bombement
Bassin arrière arc: lié à la subduction
Facteurs de contrôle
Accommodation= capacité à un instant t d'un bassin à accumuler des sédiments. dépend de l'eustatisme et de la subsidence. c'est une grandeur directement accessible bathymétrie + épaisseur des sédiments accumulés
Eustatisme
relatif: local
flux sédimentaire Voir modèle de Vail
subsidence pour l'accomodation
absolu: global
tectonique ==> variation de la taille du bassin, Convergence: Pangée ou divergence, dépend de la température de la croute océanique qui conditionne la subsidence, dépend des dorsales et leur vitesse
Glacio-eustatisme = variation du volume d'eau dans les bassins océaniques ==> cause = climat avec cycle de Milakovitch et la variation des paramètres orbitaux de la Terre
Erosion et altération des roches
Chimique: conduisent à la mise en solution et changement de composition chimique de la roche mère ==> Goldschmidt
Z/r < 3 : cations solubles/ 3<Z/r< 10: hydrolysats insolubles (= phase résiduelle) et Z/r > 10 oxyanions (solubles = phase migratrice)
Mécanique: fragmentation et séparation des diverses phases minérales de la roche mère sans modification de la composition chimique
Les conditions climatiques
Froid:
toutes les formes d'altérations (chimique, mécanique et bio) alternance gel-dégel (sol plus riche en silice) = podzol
Tempéré
: mécanique +++, hydrolyse ménagée des minéraux les moins stables (bloc arrondi)
Chaud et sec
--> désert moins de contraintes biologiques, moins de fragmentation, mais altération chimique par pluie
Chaud et humide
: mécanique ---, chimique +++ car augmentation de T°, pluie, pH plus acide = formation d'horizons superposés : cuirasses latéritiques bcp d'hydrolyses qui mettent en solution la silice du quartz et font s'accumuler le Fe, l'Al sous forme de minéraux argileux néoformés
phase résiduelle et transportée
Résiduelle: soit minéraux résistants de la roche mère soit transformation soit néoformation
Continent
Glaciers: érosion mécanique et chimique : particule très grossières à très fines
transport par l'eau/ gravité/vent
dépots: moraines/ fluvio-glaciers/fluvio-lacustres
Volcans
transport par effusion/explosion
dépôts volcano sédimentaires
déserts poussières/particules
transports par le vent
dépôts éoliens et formation de dunes
lacs particules fines
Transport par décantation
dépôts lacustres avec alternance carbonatée et siliceuse + MO
fleuves/rivières : granulométrie variable/ éléments dissous/ déchets
Transport par l'eau
dépôts fluviatiles, chenaux, levées
Sédimentation deltaïques et estuaires : mélange sable-argileux
dépôts deltaïques/sablo-argileux/hydroC
Dynamique fluviale ==> plateforme deltaïque
Effet houle et vague: système progradant mais la ligne de côte ne bouge pas
Effet marée: transgression marine (érosion côtière)
plaine d'inondation particules moyennes aux argiles riches en MO végétale
Transport par déviation des cours d'eau
dépôts levées de débordement avec litiges plans à obliques, rides, tourbes
Principales roches sédimentaires: 4 constituants : grains/ matrice/ciment/pores
Carbonatées: + de 50% de carbonates (25% des roches sédimentaires) aragonite/calcite CaCO3 formant calcaires et dolomites formant la dolomie CaMgCO3
Calcaires
détritiques: fragments calcaires pré-existants
Biogéniques (bio clastiques ou vivants)
biochimique: précipitation des CaCO3 sous l'action de bactéries en solution aqueuse
Dolomies : provient de la diagnose aragonite/calcite
Détritiques
Terrigènes : particules d'origine continentale liées par ciment ou matrice (conglomérats, grès, pelites)
Volcanoclastiques: pyroclastiques (éjection)/hyaloclastiques (fragments de laves en contact avec eau ou glace) /épiclastiques (dépôt résultat de l'altération des roches volcaniques
Evaporitiques: monominérales formation par précipitation chimique de substances dissoutes dans l'eau quand évaporation ==> gypse, halite, sylvite
Carbonées : accumulation, enfouissement, transformation de sédiments riches en MO (végétale ou animale) ==> charbons,pétrole, schiste bitumineux
Siliceuses: roches avec bcp de silices (quartz), origine biochimique (diatomées, radiolaires) ou chimique (silex)
Classification des roches carbonatées et terrigènes
Pour les roches carbonatées
Folk/dunham: particules et liaison (ciment ou matrice ) ==> mudstone, wackestone, packstone, grainstone
Terrigènes: particules selon la granulométrie --> argile, silt, sable, granule, galet/caillou, bloc ==> roches sédimentaires: argilite, siltite, grès, conglomérat
Principales étapes de la diagenèse: processus qui transforment un sédiment meuble en roche cohérente après le dépôt et l'enfouissement
Compaction: le poids des sédiments entraine un tassement ==> diminution de la porosité par l'expulsion de l'eau
Cimentation : l'eau chargée en ions qui précipitent dans les pores
Ciment: formé au cours de la diagenèse ==> reflète la porosité initiale et l'hydrothermalisme du milieu
Matrice: existant au cours du dépôt constituée de particules fines qui comblent les espaces entre les particules plus grosses
Formation de minéraux néoformés ==> dissolution et apports d'éléments par l'eau ==> nouveaux minéraux
Transformations minéralogiques des minéraux instables par l'augmentation de la pression et la température
Dégradation de la MO: activité microbienne aérobie puis anaérobie
Stratigraphie séquentielles et variations du niveau marin
Stratigraphie séquentielle :red_flag: : mode d'empilement des sédiments dans l'espace au cours du temps ==> réflecteurs sismiques = surfaces de dépôts donc chronostratigraphie
Onlap = aggradation
Downlap = progradation
Troncature = érosion
Toplap = biseau sommital ==> enveloppe de dépôt
Modèle de Vail = balance entre variation d'accomodation et le flux sédimentaire qui détermine la mobilité de la ligne de rivage
accomodation > flux sédimentaire ==> transgression --> empilement rétrogradant (recul de la ligne de côte)
Accomodation = flux sédimentaire ==> empilement aggradant (ligne de rivage ne bouge pas)
Accomodation < flux sédimentaire ==> régression ==> empilement progradant (avancée de la ligne de côte vers l'eau)
Modes de transport
Océan
lagon faible tranche d'eau/calme/organismes benthiques
transport eau
dépôts bioclastiques calcaires
Récifs : organismes biocontructeurs
dépôts sous forme de construction récifales
plateau continental: fortes accumulation d'organismes benthiques et sédimentations détritiques grossiers
dépôts sous forme de sédimentation névritique carbonatée/ dépôts soumis aux vagues/courants
Talus et pente canyons
transport gravitaire et eau
dépôts glissement/arrachement et hémipélagique
cône sous-marins:: terminaisons des canyons en delta profond éventail, sédiments fins et grossiers
transport gravitaire et eau
sédimentation gravi taire et turbidité
Répartition des sédiments marins actuels
Zonation méridienne avec la profondeur de la CCD: saturé en CaCO3 ==> formation des coquilles + maintient de la salinité, pH et température de l'eau, environ 5 km de profondeur ==> contrôle la différence de répartition des sédiments dans les bassins
Zonation latitudinale avec les courants, le climat, les upwellings ...
Contrôlée par la tectonique et le climat
Lagune: bassins en connexion avec la mer
sédimentation évaporitiques
Uniformitarisme /actualisme :red_flag:
causes toujours les mêmes et de même intensité
causes sont restées les mêmes mais intensités ont changé
Série continues des roches sédimentaires car parfois mélange série argile-calcaire/ calcaréo-siliceuse/calcaréo-dolomitique
Eau: dissolution, hydratation, hydrolyse et oxydo-réduction :checkered_flag:
Cryoclastie (gel/dégel), thermoclastie (différence de température), haloclastie (sel) :checkered_flag:
Sédimentologie de faciès: roche reliée à un environnement de dépôt :red_flag:
Valensole, Ebre, Aquitain, Liguro-provençal, pré-alpin :checkered_flag:
Mer morte :checkered_flag:
île de Fidji :checkered_flag:
Bassin de Paris :checkered_flag:
Fossé Rhénan, de Limagne :checkered_flag:
Diagénèse précoce:
Diagenèse tardive: les porosités secondaires sont bouchées par déshydratation et recristallisation des minéraux riches en eau