Les roches sédimentaires

LE PROCESSUS GÉNÉRAL DE LA SÉDIMENTATION

LA SÉDIMENTATION

Tout le matériel transporté s'accumule dans un bassin de sédimentation, ultimement le bassin marin, pour former un dépôt.

Les sédiments se déposent en couches successives dont la composition, la taille des particules, la couleur, etc., varient dans le temps selon la nature des sédiments apportés.

C'est ce qui fait que les dépôts sédimentaires sont stratifiés et que les roches sédimentaires issues de ces dépôts composent les paysages stratifiés. Comme ceux du Grand Canyon du Colorado

Sédimentation et dépôts sédimentaires

Des sédiments détritiques se déposent actuellement dans différents milieux à la surface de la terre :

• Sédiments glaciaires : Moraines
• Sédiments Fluviaux
• Sables de Plages
• Vases Lacustres
• Sédiments éoliens : Loess
• Sédiments de Plateforme
  • Sédiments meubles constitués de particules de taille très variables
  • Formés ailleurs et transportés sur une distance ± importante

L'agent de transport perd sa capacité à déplacer la particule
Dépôt sous l'effet de la gravité Sédimentation

Selon les environnements sédimentaires la taille, l'organisation et la quantité de particules qui sédimentent sont très variables. Leur étude est l'objet de la Sédimentologie.

Une fois «immobilisées» les particules peuvent subir de nouveaux déplacements et re-sédimentations caractéristiques du milieu de sédimentation :

• Vagues en bord de mer
• Action biologique des organismes limnivores

Sédimentation détritique en milieu marin

• Sédimentation Néritique

  • Dépôts accumulés dans des domaines peu immergés (plateau continental)
    • particules terrigènes apportées par les fleuves
    • squelettes d'organismes pélagiques
    • squelettes d'organismes benthiques
      (sédimentation deltaïque, sédimentation littorale, plateau continental)

• Sédimentation Pélagique

  • Particules détritiques fines
  • Squelettes animaux et restes de végétaux (planctoniques)
    • Plateau continental : Talus Continental, Glacis Continental
    • Océan Profond : Plaines Abyssales


• Sédimentation chimique

  • Altération chimique : Mise en solution de certains constituants des roches.
  • Réactions entre les substances en solution : précipitation de nouvelles espèces
    • Carbonates : dépôts continentaux, carbonates lacustres, oolithes de plateforme
    • Evaporites continentales ou marines : Halite, Gypse
    • Néoformation d'argiles en milieu marin
    • Précipitations hydrothermales (argiles, sulfates, sulfures, oxydes métalliques)

• Sédimentation biochimique

  • • Lamellibranches : calcaires à huitres (accumulation de coquilles)
    • Foraminifères : boues carbonatées calcaires à Numulites
    • Coccolithes : boues carbonatées craie
    • Coraux : calcaires construits ( récifs coraliens, milieux peu profonds)
    • Radiolaires, diatomées : silice

• Sédimentation organique

  • Algues, Plantes supérieures (Gaz, Pétrole)

La diagenèse

L'obtention d'une roche sédimentaire se fait par la transformation d'un sédiment en roche sous l'effet des processus de la diagenèse.

La diagenèse englobe tous les processus chimiques et mécaniques qui affectent un dépôt sédimentaire après sa formation. La diagenèse commence sur le fond marin, dans le cas d'un sédiment marin, et se poursuit tout au long de son enfouissement, c'est-à-dire, à mesure que d'autres sédiments viennent recouvrir le dépôt et l'amener progressivement sous plusieurs dizaines, centaines ou même milliers de mètres de matériel.


Les processus de diagenèse sont variés et complexes : ils vont de la compaction du sédiment à sa cimentation, en passant par des phases de dissolution, de recristallisation ou de remplacement de certains minéraux.


Le processus diagénétique qui est principalement responsable du passage de sédiment à roche est la cimentation.

Il s'agit d'un processus relativement simple : si l'eau qui circule dans un sédiment,par exemple un SABLE, est sursaturée par rapport à certains minéraux, elle précipite ces minéraux dans les pores du sable, lesquels minéraux viennent souder ensemble les particules du sable; on obtient alors une roche sédimentaire qu'on appelle un GRÈS.

Le degré de cimentation peut être faible, et on a alors une roche friable, ou il peut être très poussé, et on a une roche très solide.


La cimentation peut très bien se faire sur le fond marin (diagenèse précoce), mais il est aussi possible qu'il faille attendre que le sédiment soit enfoui sous plusieurs centaines ou même quelques milliers de mètres de matériel (diagenèse tardive).


L'induration (cimentation) d'un sédiment peut se faire tôt dans son histoire diagénétique, avant l'empilement de plusieurs mètres de sédiments (précompaction), ou plus tardivement, lorsque la pression sur les particules est grande due à l'empilement des sédiments.

Sédimentation et compaction

Dans le cas de la cimentation pré-compaction les fluides qui circulent dans le sédiment précipitent des produits chimiques qui viennent souder ensemble les particules. Exemple : la calcite qui précipite sur les particules d'un sable et qui finit par souder ces dernières ensemble.

La compaction d'un sédiment peut conduire à sa cimentation. Ainsi, la pression élevée exercée aux points de contact entre les particules de quartz d'un sable amène une dissolution locale du quartz, une sursaturation des fluides ambiants par rapport à la silice et une précipitation de silice sur les parois des particules qui cimente ces dernières ensemble.