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-35 -25 Ma : les grès sous la plage à Gif Sur YvetteIntroduction à la sédimentologie et à la stratigraphie
Jocelyn Barbarand – bâtiment 504 – [email protected]
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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.
DÉFINITIONS
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CYCLE DES ROCHES
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Répartition des 3 classes de roches
Roches magmatiques
Roches sédimentaires
Roches métamorphiques
en volume de croûte en
surface
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Roches sédimentaires détritiques (silicoclastiques)Roches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
Les roches sédimentaires : 3 principaux types
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Caractéristiques principales des roches silicoclastiques
Composition
Texture
Structure
Taille des grainsMorphologie des grainsArrangement et orientation des grains
ChimiqueBiologiqueDe déformationCourants
Grain (Quartz, Feldspaths …)MatriceCiment
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GRANULOMÉTRIE
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Roches détritiques
Rudites Arénites Lutites> 2 mm 62,5 µm < taille < 2 mm < 62,5 µm
Roches meubles Roches meubles Roches meublesAgglomérats, Cailloutis Sables (quartzeux, micacés …) Sablons, vases, limons, loess
Roches consolidées Roches consolidées Roches consolidéesConglomérats Microconglomérats, arkoses Argiles, argilites, pélites
(poudingues, brèches) Grauwcke, grès, grès quartzeux Ardoises, schistes ardoisiersquartzites
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Minéral Composition chimique Quartz SiO2 Feldspaths potassiques (K,Na)AlSi3O8 FELSIQUE Feldspaths Plagioclases NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8 Muscovite KAl2[Si3AlO10(OH,F)2] Biotites (K,Mg,Fe,Al)Si3O10(OH)2 Amphiboles (Mg,Fe,Ca,Na)Si8O22(OH,F)
2
MAFIQUE Pyroxènes (Mg,Fe,Ca,Na)SiO3 Olivines (Mg,Fe)2SiO4
LES PRINCIPAUX MINÉRAUX DES ROCHES
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Terre entière Croûte
Al (1.1%)Autre
Ni (2.4 %)Mg (13 %)
Si (15 %)
O (30 %)
Fe (35 %)
S (1.9 %)Ca (1.1 %)
Na (2.1%)Autre
Mg (4 %)Fe (6 %)
Al (8 %)
Si (28 %)
O (46 %)
Ca (2.4 %)K (2.3 %)
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STRATIFICATION OBLIQUE
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LES ROCHES BIOCHIMIQUES
Intervention de la
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LES ROCHES BIOCHIMIQUES
Intervention des organismes vivants (végétaux et animaux)
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Grains squelettiques
Grains non squelettiques
TYPES DE GRAINS
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RÉPARTITION DES ASSEMBLAGES « FORAMOL » ET « CHLOROZOAN »
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Altération mécanique
Altération chimique EAU
• Dissolution• Oxydation• Hydratation• Hydrolyse
LE CYCLE DES ROCHES
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Altération mécanique : fragmentation des roches
Décompression, gel/dégel, gravité, activité biologique
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Altération chimique : rôle de l’eau
• Dissolution
CaCO3 + H2CO3 -> Ca2+ + 2(HCO3)-
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• Oxydation
• Déshydratation
3Fe2+SiO3 -> Fe3O4 + 3SiO2
2FeO OH -> Fe2O3 + H20
pyroxène magnétite
goethite hématite
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• Hydrolyse
4KAlSi3O8 + 4H+ + 2H2O -> 4K+ + Al4Si4O10(OH)8 + 8 SiO2
feldspath kaolinite
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Formation de roches résiduelles
• Latérites• Bauxites•
Roches riches en Al et en Fe
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Agents de transport des sédiments
• Gravité• Vent• Eau
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Agents de transport des sédiments
• Gravité• Vent• Eau
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Formation de rides (dunes)
saltation
accumulation
glissement
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DUNES
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Agents de transport des sédiments
• Gravité• Vent• Eau
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Diagramme de Hjulstrom
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Transport et taille
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Embouchure de l’Amazone
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Dépôt des sédiments
• par décantation• par les courants
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STRATIFICATION
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Dépôt des sédiments
• par décantation• par les courants
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Sédimentation fluviatile
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Structures obliques
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Les courants
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Lithification et diagenèse
• compaction• dissolution• cimentation• recristallisation
Compactiondes grès
Compaction d’un calcaire coquillier
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Sable grès
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Distinction matrice - ciment
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Lithification et diagenèse
• compaction• dissolution• cimentation• recristallisation
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Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche
sable ---> grès silt ---> shale
argile ---> argilite
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bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche
sable ---> grès silt ---> shale
argile ---> argilite
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche
sable ---> grès silt ---> shale
argile ---> argilite
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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bloc / gravier ---> conglomérat ou brèche
sable ---> grès silt ---> shale
argile ---> argilite
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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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)
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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Evaporites
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selgypse
Evaporites du Messinien
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Evaporation de la méditerranée ?
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gypse (gypse, CaSO4 · 2H2O) sel gemme (halite, NaCl)chert (minéraux de silice amorphes, SiO2)
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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gypse (gypse, CaSO4 · 2H2O) sel gemme (halite, NaCl)chert (minéraux de silice amorphes, SiO2)
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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gypse (gypse, CaSO4 · 2H2O) sel gemme (halite, NaCl)chert (minéraux de silice amorphes, SiO2)
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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Les roches biogéniques résultent de la lithification de sédiments organiques ou de sédiments riches en matières organiques
Roches sédimentaires détritiquesRoches sédimentaires chimiquesRoches sédimentaires biogéniques
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