Cours de Géologie :)

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Le dépôt (Catégorie : Sédimentologie)


Le dépôt des sédiments a lieu lorsque la vitesse de l'agent de transport diminue ou lorsque cet agent de transport disparaît (fonte de la glace). La granulométrie des particules, la texture des sédiments, la géométrie des dépôts sont d'importants indices sur l'agent de transport, sa vitesse au moment du dépôt, sa direction, etc.

Les grains se déposent avec leur face plane parallèle au lit sédimentaire. Ils montrent souvent un phénomène d'imbrication. Les grains allongés sont stables quand leur grand axe est parallèle à la direction du courant.

Envisageons d'abord le cas des dépôts glaciaires.

1. LES MORAINES

Les moraines sont des formes d'accumulation laissées par les glaciers, lors de leur retrait ou de leur fonte totale. Contrairement aux formes d'érosion (voir ci-dessus), elles s'observent surtout dans la partie aval du système glaciaire. La caractéristique essentielle des dépôts morainiques est leur mauvais classement granulométrique, d'où le nom d'argile à blocaux qui leur est associé. Ce phénomène est la conséquence du mauvais pouvoir de classement de la glace (remarque: c'est aussi le cas des debris flows, voir ci-dessus). Les moraines ayant subi compaction et diagenèse sont appelées tillites.

A: argile à blocaux d'une moraine actuelle, Jostedalsbreen, Norvège. B: détail.

  

L'érosion (Catégorie : Sédimentologie)


L'érosion correspond à la mobilisation des produits de l'altération. Une fois libérés, ces produits sont transportés par l'air, l'eau, la glace (...), laissant certaines "formes d'érosion" caractéristiques sur le massif rocheux soumis à l'altération. Nous envisagerons ci-dessous les plus courantes.

1. EROSION EOLIENNE

1.1. Déflation éolienne

Le vent soufflant sur une surface désertique balaie les particules les plus fines et peut faire apparaître la surface rocheuse (hamadas sahariennes). Lorsque le sol comporte des matériaux de taille variée (sols alluviaux, par exemple), la déflation élimine la fraction la plus fine, laissant sur place un désert pavé de cailloux (reg). Lorsque le sol est argileux, on observe la formation de longues rigoles métriques (yardangs). La déflation est responsable de la formation de grandes dépressions désertiques comme les chotts du Sahara ou les playas des déserts américains. La déflation s'exerce jusqu'à ce que le niveau hydrostatique soit atteint. A ce moment, elle s'arrête et il s'ensuit des surfaces planes s'étalant sur des centaines de kilomètres, souvent indurées par une croûte de sel.

A: surface désertique ayant subi la déflation éolienne, responsable de la concentration des éléments les plus grossiers (reg); B: détail montrant la coloration noirâtre et l'aspect brillant des cailloux: cette patine est le "vernis du désert". Hmar Laghdad, Anti-Atlas, Maroc.

  

Types d'altération (Catégorie : Sédimentologie)


Si l'on examine un sable fluviatile dans la partie amont du bassin versant d'une zone où affleurent des granites (30 à 50% plagioclases, 5 à 35% FK, 5 à 10% quartz), on constatera paradoxalement que le quartz en est un minéral essentiel. Dans la partie aval du système fluviatile, il peut même être pratiquement seul. C'est l'altération qui est responsable de l'augmentation de la proportion de quartz (minéral résistant) dans les sédiments. En effet, les silicates de haute température (péridots, pyroxènes, plagioclases calciques...) sont vulnérables à l'altération car l'arrangement des tétraèdres de silice est peu organisé (néso- , soro- inosilicates).. Les minéraux de moyenne et basse température (inosilicates à deux chaînes, phyllo- et tectosilicates) sont plus résistants. Les verres, amorphes car figés à très haute température, sont les plus vulnérables. Donc, la vulnérabilité à l'altération des minéraux issus de la cristallisation d'un magma décroît proportionnellement à l'ordre de cristallisation précisé, entre autres, dans les séries réactionnelles de Bowen (autre manière d'exprimer les choses...). Dans le cas du quartz, il faut ajouter le fait que ce minéral possède aussi une bonne résistance aux chocs car il ne se clive pas.

L'altération a pour effet de décomposer une roche en (1) des ions solubles et des grains qui vont être mobilisés par l'érosion d'une part et (2) un dépôt résiduel d'autre part, demeurant sur place.

Les mécanismes responsables de l'altération, phénomène prenant place aux températures et pressions "faibles" régnant à la surface de la terre, sont l'altération physique, l'altération organique et l'altération chimique.

  

Processus sédimentaire dans le cycle géologique (Catégorie : Sédimentologie)


Rappelons d'abord ce qu'est le "cycle géologique". Les roches peuvent être classées en trois grands groupes qui sont les roches ignées ou magmatiques, les roches sédimentaires et les roches métamorphiques. Les roches ignées résultent du refroidissement et de la cristallisation de magmas, issus soit du manteau, soit de la fusion de roches métamorphiques. Les roches métamorphiques résultent de la modification, par l'action de la chaleur et de la pression, de roches ignées ou sédimentaires, lesquelles proviennent de la lithification par diagenèse de sédiments. Comme ces sédiments proviennent de la désagrégation de roches sédimentaires, métamorphiques ou magmatiques, l'ensemble de ces phénomènes forme un cycle appelé "cycle géologique" (Fig. I.I). Dans le cours qui va suivre, on étudiera les étapes de ce cycle géologique impliquant les processus sédimentaires.

Figure I.I: le cycle géologique. 

  

Roches phosphatées (Catégorie : Sédimentologie)


Outre l'apatite cristalline (minéral détritique), on trouve dans les roches sédimentaires l'apatite sous la forme de coprolithes et de fragments d'os et de dents. Ces fragments possèdent une couleur jaune d'or, sont isotropes et montrent souvent des structures de croissance.

Grains phosphatés (jaune orange), en lumière naturelle (à gauche) et en nicols croisés (à droite) (petit côté des microphotos~2,5 mm).

  

Roches Siliceuses (Catégorie : Sédimentologie)


Quelques formes de la silice (roches sédimentaires)...

Quartz a

Rhomboédrique; n= 1,54-1,55; opt (+); extinction // allongement; incolore en lame; biréfringence faible; microquartz et mégaquartz.

Calcédoines

  • Quartzine: allongement (+), sphérolites ou "éventails";
  • Lutécite: allongement (+), faisceaux se croisant à angle droit, chevrons;
  • Calcédonite: allongement (-), sphérolites, éventails; calcédonite à enroulement (=>variations de la biréfringence le long d'une même fibre);
  • Lussatite: n=1,45, biréfringence très faible, allongement (+) (cf. opale CT).

LES FORMES A ALLONGEMENT (+) => CRISTALLISATION EN PRESENCE DE SULFATES!!

Opale

Forme amorphe et hydratée.

A: quartz automorphe dans un calcaire; remarquer la zonation de croissance. B: lutécite montrant la structure fibreuse en chevrons. Nicols croisés (petit côté des microphotos~1 mm).

  

Roches mixtes (Detritiques + Carbonates) (Catégorie : Sédimentologie)


Classification de Mount (1985). Mixed siliciclastic and carbonate sediments: a proposed first-order textural and compositional classification. Sedimentology, 32, 435-442.

  

Utilisation de la susceptibilité magnétique en sédimentologie (Catégorie : Sédimentologie)


La susceptibilité magnétique n'est utilisée en sédimentologie que depuis les années 1990, essentiellement par l'équipe de Crick et Ellwood, dans un but de corrélation à la fois à très haute résolution (5e-6e ordre) et sur de longues distances (intercontinentales). Très récemment, la technique a été utilisée afin de reconstituer les variations eustatiques.

ORIGINE ET NATURE DE LA SUSCEPTIBILITE MAGNETIQUE

La susceptibilité magnétique est la mesure de la réponse d'un échantillon à un champ magnétique externe. Un corps soumis à un champ magnétique H développe une magnétisation induite M (ou aimantation) dont l'intensité et le sens dépendent de sa susceptibilité magnétique s selon la loi:

M=s.H

où H=champ magnétique appliqué; M= magnétisation induite; s= susceptibilité magnétique.

La mesure de la susceptibilité magnétique concerne donc bien le magnétisme induit et non le magnétisme rémanent lié au champ magnétique terrestre.

La susceptibilité magnétique est fonction de la nature des minéraux constituant la roche, de leur concentration et de leur taille. On distingue les minéraux diamagnétiques, qui possèdent une réponse très faible et négative, c'est-à-dire qu'ils développent une aimantation induite de sens inverse au champ magnétique appliqué et ne possèdent pas de rémanence (si le champ appliqué disparaît, la magnétisation induite disparaît également); ex: quartz, calcite (s~ -1.10-5); les minéraux paramagnétiques, qui montrent une susceptibilité positive faible sans rémanence ; ex: argile, pyrite, dolomite (s~ 1.10-4); et enfin, les minéraux ferrimagnétiques qui possèdent une susceptibilité élevée et conservent une certaine aimantation après l'arrêt du champ magnétique externe; ex: magnétite, hématite, goethite, pyrrhotite (s~ 6.10-3).