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Thème 3 : Enjeux planétaires contemporains
Chapitre 2 : Sédimentation et milieux de
sédimentation
Rappel :
On appelle « érosion » l’ensemble des phénomènes se déroulant à la surface du sol ou à faible
profondeur qui détruit les roches superficielles et déplace les fragments obtenus modifiant
ainsi le relief. Les fragments obtenus peuvent être solides ou en solution, on parle de
sédiments.
A retenir :
Les roches sédimentaires sont des roches formées uniquement à la surface de la Terre. Elles
représentent 5 % du volume de la croûte terrestre mais couvrent 75 % de sa surface. Elles
se sont formées à la suite du transport et du dépôt de matériaux (sédiments, molécules)
ayant appartenu à d’autres roches et qui ont subi une transformation (compaction +
cimentation) appelée « diagénèse ».
Il existe plusieurs catégories de roches sédimentaires :
• les roches sédimentaires détritiques formées par l’agglomération de fragments de
roches préexistantes et liées par un ciment. Exemple : les grès.
http://www.lithotheque.ac-aix-
marseille.fr/Affleurements_PACA/83_permien_argens/permien_facies_la_motte.htm
Photo de grès permien à La Motte
• les roches sédimentaires physico-chimiques formées par précipitation d’éléments en
solution. Exemples : le calcaire, le gypse.
• les roches sédimentaires biochimiques formées par des dépôts minéralogiques liés à
l’action d’êtres vivants. Exemple : les calcaires polypiers (construits par des coraux).
• les roches sédimentaires combustibles formées par accumulation de matière
organique produite par les êtres vivants suite à l’assimilation de molécules en suspension
provenant de l’érosion. Exemple : le charbon, le pétrole.
Photo d’un morceau de charbon contenant un fossile.
Calcaires des gorges du verdon
Etapes de la formation d’une roche sédimentaire
Quelques exemples de sédiments et de roches sédimentaires :
Il existe une grande diversité de roches sédimentaires détritiques classées selon la taille des
éléments qui les constituent :
la classe des « rudites » correspond à l’ensemble des roches constituées de particules
dont le diamètre est supérieur à 2 mm.
Les éléments constituant ces roches peuvent être des « gravelles, des graviers, des
cailloux, des galets ou des blocs ». Ces sédiments meubles (communément appelé
cailloutis et graviers) vont être consolidés en microconglomérats ou en conglomérats
selon la taille des éléments.
Eléments :graviers Roche : conglomerat
La classe des « arénites » correspond à l’ensemble des roches constituées de
particules dont le diamètre est compris entre 2 mm et 63 µm et appelées « grains ».
Les grains non jointés et déposés au sol en tant que sédiments meubles sont appelés
« sables ». Une fois cimentés et consolidés ils deviennent une roche qui prend le nom
de « Grès ».
Eléments : sable Roche : grès
La classe de « lutite » ou « pélite » correspond à l’ensemble des roches constituées de
particules fines dont la taille est inférieure à 63 µm.
L’accumulation de sédiments meubles compris entre 63 µm et 4 µm est appelée « silt »
et la version consolidée est appelée « siltite ».
L’accumulation des sédiments meubles <4 µm de diamètre est appelée « argile » et la
version consolidée est appelée « argilite ».
Eléments : argile Roche : argilite
©RS.2019
Exemple d’étude d’une roche sédimentaire 1: le Beach rock de l’île de la Réunion
Cet échantillon est constitué de sable corallien correspondant à des débris d’origine
biologique, de débris de roches volcaniques.
Les débris d’origine biologique proviennent de l’érosion des êtres vivants constitutifs de la
barrière de corail suite à l’action des vagues (coraux, coquillages, oursins…).
Les particules de roches volcaniques proviennent de l’érosion liée à l’activité des rivières qui
traversent l’île.
L’ensemble de ces débris se cimente plus ou moins solidement grâce aux
hydrogénocarbonates présents dans l’eau de mer et qui précipitent lorsque les vagues se
brisent sur la plage.
Le ciment liant les éléments est donc calcaire car il réagit à l’acide et dégage du dioxyde de
carbone.
Cet échantillon possède des éléments de taille supérieure à 2 mm il est donc classé dans les
rudites et c’est un microconglomérat car les éléments sont de petite taille. Il est très
courant d’observer des échantillons de Beach-rock classés dans les arénites quand leurs
éléments sont inférieurs à 2 mm : on parle alors de « grès de plage ». Ils se forment au même
endroit.
Exemple d’étude d’une roche sédimentaire 2: une quartzite
A l’œil nu Au microscope
Cette roche est constituée de plus de 95 % des cristaux de quartz.
Elle se forme souvent au pied des talus continentaux (en milieu marin) ou dans de grands lacs,
par accumulation des grains de quartz provenant de l’érosion de granites et transportés
par les rivières.
Son ciment est siliceux car il ne réagit pas à l’acide. Au microscope, on voit que les grains de
quartz sont jointifs. Ses éléments sont compris entre 2 mm et 63µm, c’est donc une roche de
la classe des arénites.
Étude d’une siltite à fougères :
Cette roche ne semble pas contenir de grains et est très douce au toucher. On pourrait
croire à une précipitation d’éléments chimiques cependant ne réagissant pas l’acide, on peut
affirmer qu’elle ne contient pas de calcaire. Elle s’est donc formée par dépôt de sédiments
très fins au fond d’un bassin à une distance du rivage plus importante que celle où s’est
formée la quartzite. En effet, suite à la rupture de la vitesse du courant au niveau de
l’embouchure de la rivière dans le bassin, les éléments les plus lourds se déposent en
premier et les éléments les plus légers continuent d’être transportés dans le bassin et se
déposeront plus loin. C’est une roche de la classe des pélites et c’est précisément une siltite
car ses grains sont compris entre 63 µm et 4 µm
Différents milieux de sédimentation et dynamique de sédimentation :
Les roches formées dépendent donc des apports et du milieu de sédimentation.
Le tri de particules selon leur taille et leur masse sera effectué lors du transport par les
rivières ou les courants marins. L’étude du diagramme de Hjulström indique qu’en fonction de
la taille de la particule et de la vitesse du courant, cette dernière sera soit déposée, soit
transportée, soit érodée.
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Hjulstr%C3%B6m
Ainsi dans les gorges d’une rivière on observera de gros blocs car la vitesse du courant n’est
pas assez importante pour les transporter.
Gros blocs dans la partie des gorges du loup, Côte d’azur
Gorges du Loup.jpg Par Patrick Rouzet via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0,2.5,2.0,1.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gorges_du_Loup.jpg?uselang=fr
Les blocs plus petits, au fur et à mesure que la vitesse diminuera, seront donc érodés en
même temps que transportés puis uniquement transportés puis déposés quand la vitesse du
courant sera alors trop faible.
Ainsi au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la source d’une rivière, nous allons observer des
sédiments de plus en plus fins. Les gros blocs seront déplacés voir érodés à l’occasion de
grandes crues.
Gros blocs dans la partie basse de la rivière du mât, Ile de la Réunion
Lors de leur arrivée dans un lac ou un bassin maritime, suite à la rupture du courant, sous
l’effet de la gravité, il va s’effectuer un granoclassement vertical, c’est-à-dire un classement
des grains suivant leur taille décroissante de bas en haut.
Ainsi au fond d’un bassin on peut retrouver plusieurs traces de dépôts successifs présentant
chacun un granoclassement. Les roches formées appartiendront à la classe des rudites ou des
arénites.
Bloc montrant au moins trois dépôts successifs avec granoclassement :
Les particules les plus légères ne participeront pas ce granoclassement et continueront d’être
entraînées par les courants marins lacustres jusqu’à ce que ceux-ci ne permettent plus de
les transporter et elles finiront à ce moment-là par se déposer donnant alors des roches
de la classe des pélites.
Au fur et à mesure des apports réalisés par les rivières, les sédiments meublent s’accumulent
couche après couche emprisonnant au passage parfois des êtres vivants qui deviendront
alors des fossiles.
Sous le poids des sédiments les plus récents provoquant un enfouissement des sédiments les
plus anciens, ces derniers vont se trouver compactés. Ce phénomène chasse l’eau des pores
diminuant ainsi l’espace entre les éléments. Les minéraux présents dans l’eau résiduelle des
pores vont alors précipiter c’est-à-dire cristalliser ce qui va réduire peu à peu la porosité,
rendant le sédiment compact et donnant ainsi naissance à une roche sédimentaire détritique.
La superposition des roches sédimentaires ainsi formées est appelée « série sédimentaire ».
©RS.2019 d’après http://geologie.discip.ac-
caen.fr/themes/TransgressionRegression/index.htm
Elle témoigne de dépôts successifs de sédiments de natures différentes et dans des
conditions géologiques et climatiques différentes. Une série de roches sédimentaires permet
ainsi de reconstituer la suite des événements et des paysages qui se sont succédés au
cours du temps.
