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BRGM
A.FM.E.
Apports de la cathodoluminescence
à la connaissance de la diagenèse
des horizons réservoirs
du Dogger du site géothermique
d'Aulnay-sous-Bois
G. Robelin
D. Giot
Octobre 198585 SGN 207 GEO-IRG
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRESSERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
Département Carte Géologique et Géologie GénéraleInstitut mixte de recherches géothermiques
B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex 2 - Tél. : 38 64 34 34
AGENCE FRANÇAISE POUR LA MAITRISE DE L'ÉNERGIE27, rue L. Vicat - 75015 Paris
BRGM
A.FM.E.
Apports de la cathodoluminescence
à la connaissance de la diagenèse
des horizons réservoirs
du Dogger du site géothermique
d'Aulnay-sous-Bois
G. Robelin
D. Giot
Octobre 198585 SGN 207 GEO-IRG
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRESSERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
Département Carte Géologique et Géologie GénéraleInstitut mixte de recherches géothermiques
B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex 2 - Tél. : 38 64 34 34
AGENCE FRANÇAISE POUR LA MAITRISE DE L'ÉNERGIE27, rue L. Vicat - 75015 Paris
RESUME
L'étude de la cathodoluminescence des phases de cimentation dans
les espaces poreux des horizons réservoirs du Dogger du sondage
géothermique d'Aulnay-sous-bois (Gay 1), permet, en liaison avec les
données antérieures de sédimentologie, de microtectonique, de18 13cristallochimie, géochimie isotopique (6 0 et 6 C) et inclusions fluides
düs ciments, de proposer une vue dynamique de la diagenèse dans les
formations réservoirs. (Formation oolithique principalement et Formation
"Comblanchien" accessoirement) .
Ainsi, la vie du réservoir semble constituée d'une période autochtone,
au cours de laquelle les facteurs de contrôle seraient liés au contexte
sédimentologique et à son évolution dans le temps, suivie d'une étape
allochtone, où des pulsations migratrices de fluides étrangers à la
formation modifieraient les équilibres préétablis. L'intervention d'un
facteur moteur d'ordre structural est envisagée pour expliquer ces
migrations.
Les phénomènes diagénétiques enregistrés par l'espace poreux de la
Formation - oolithique se résument dans l'enchaînement suivant :
aco
uo
4-)sa
amm
JZa.
Dépôt du sable oolithique originel avec porosité primaire
intergranulaire .
Cimentation précoce palissadique d' aragonite CMSP et sédimentation
interne CM.
Dissolution Dl.
Compaction pouvant être plus ou moins synchrone de la dissolution.
Cimentations calcitiques microspathiques CMS1,CMS2 et CMS3 et
apathiques CS.
aco
uo
0)sacs
Q.
- Dissolution D2.
- CimentatiorB dolomitiques en deux temps, séparées par une dissolution
très mineure et locale, DSa et DS6.
- Dissolution D3.
- Cimentation sulfatée.
- Dissolution tardive D4.
RESUME
L'étude de la cathodoluminescence des phases de cimentation dans
les espaces poreux des horizons réservoirs du Dogger du sondage
géothermique d'Aulnay-sous-bois (Gay 1), permet, en liaison avec les
données antérieures de sédimentologie, de microtectonique, de18 13cristallochimie, géochimie isotopique (6 0 et 6 C) et inclusions fluides
düs ciments, de proposer une vue dynamique de la diagenèse dans les
formations réservoirs. (Formation oolithique principalement et Formation
"Comblanchien" accessoirement) .
Ainsi, la vie du réservoir semble constituée d'une période autochtone,
au cours de laquelle les facteurs de contrôle seraient liés au contexte
sédimentologique et à son évolution dans le temps, suivie d'une étape
allochtone, où des pulsations migratrices de fluides étrangers à la
formation modifieraient les équilibres préétablis. L'intervention d'un
facteur moteur d'ordre structural est envisagée pour expliquer ces
migrations.
Les phénomènes diagénétiques enregistrés par l'espace poreux de la
Formation - oolithique se résument dans l'enchaînement suivant :
aco
uo
4-)sa
amm
JZa.
Dépôt du sable oolithique originel avec porosité primaire
intergranulaire .
Cimentation précoce palissadique d' aragonite CMSP et sédimentation
interne CM.
Dissolution Dl.
Compaction pouvant être plus ou moins synchrone de la dissolution.
Cimentations calcitiques microspathiques CMS1,CMS2 et CMS3 et
apathiques CS.
aco
uo
0)sacs
Q.
- Dissolution D2.
- CimentatiorB dolomitiques en deux temps, séparées par une dissolution
très mineure et locale, DSa et DS6.
- Dissolution D3.
- Cimentation sulfatée.
- Dissolution tardive D4.
Une discussion est ouverte sur quelques différences mineures
notées, entre les successions observées au sein de la formation
Comblanchien d'une part et la formation oolithique d'autre part.
Les teintes de cathodoluminescence des ciments carbonates sont
décrites et des hypothèses sont avancées, appuyées sur la bibliographie,
concernant les caractéristiques des fluides intersticiels.
La croissance de chaque type de ciment s'est déroulée en
plusieurs phases, séparées ou non par un hiatus . A chaque phase correspond
un système de zones de cathodoluminescence, dans lequel les associations de
couleurs semblent traduire la nature des cations de substitution dans le
réseau du carbonate.
La relation entre les caractéristiques des fluides d'une part,
(hypothèses formulées à partir de l'étude de la cathodoluminescence des
ciments), et les phénomènes de dégradation cristalline d'autre part, dissolu¬
tion, compaction, fracturation), conduit à proposer un schéma, pour expliquer
les phénomènes intervenus au cours de la phase autochtone de la vie du réser¬
voir. Ce schéma traduit l'évolution d'un dispositif sédimentaire et du
régime hydrologique associé au cours de la régression bathonienne. L'affron¬
tement entre les influences d'eaux marines et météoriques est invoqué comme
moteur de ces phénomènes. Une discussion est également ouverte concernant
l'évolution du réservoir au cours de la phase allochtone. Un contrôle
structural de la migration des fluides est invoqué. L'origine triasique des
solutions allochtones est envisagée.
Une discussion est ouverte sur quelques différences mineures
notées, entre les successions observées au sein de la formation
Comblanchien d'une part et la formation oolithique d'autre part.
Les teintes de cathodoluminescence des ciments carbonates sont
décrites et des hypothèses sont avancées, appuyées sur la bibliographie,
concernant les caractéristiques des fluides intersticiels.
La croissance de chaque type de ciment s'est déroulée en
plusieurs phases, séparées ou non par un hiatus . A chaque phase correspond
un système de zones de cathodoluminescence, dans lequel les associations de
couleurs semblent traduire la nature des cations de substitution dans le
réseau du carbonate.
La relation entre les caractéristiques des fluides d'une part,
(hypothèses formulées à partir de l'étude de la cathodoluminescence des
ciments), et les phénomènes de dégradation cristalline d'autre part, dissolu¬
tion, compaction, fracturation), conduit à proposer un schéma, pour expliquer
les phénomènes intervenus au cours de la phase autochtone de la vie du réser¬
voir. Ce schéma traduit l'évolution d'un dispositif sédimentaire et du
régime hydrologique associé au cours de la régression bathonienne. L'affron¬
tement entre les influences d'eaux marines et météoriques est invoqué comme
moteur de ces phénomènes. Une discussion est également ouverte concernant
l'évolution du réservoir au cours de la phase allochtone. Un contrôle
structural de la migration des fluides est invoqué. L'origine triasique des
solutions allochtones est envisagée.
SOMMAIRE
RESUME
I - INTRODUCTION 1
1.1. Cadre de L'étude 1
1.2. Objectif de L'étude 1
1.3. Objet de L'étude 2
1.4. Méthode de L'étude 21.4.1. RappeL du principe de La cathodoLuminescence 21.4.2. La méthode proprement dite 21.4.3. Le matérieL utiLisé 4
1.5. Les travaux antérieurs 91.5.1. Données de La microscopie optique et de La
microscopic éLectronique à baLayage 9
II - RESULTATS DE L'ETUDE EN CATHODOLUMINESCENCE 11
2.1. La formation "CombLanchien" 11
2.2. Interprétation 15
2.3. La formation ooLithique 16
2.4. Interprétation 22
2.5. Comparaison des successions observées dans La formation"CombLanchien" et La formation ooLithique 232.5.1. Le ciment CS 232.5.2. Le ciment DS 23
III - ESSAI D'INTERPRETATION EN TERMES DE PHYSICOCHIMIE ET GEOCHIMIEDES PALEOFLUIDES INTERSTICIELS 25
3.1. Bref rappeL 253.1.1. CouLeurs de cathodoLuminescence de La caLcite 253.1.2. CouLeurs de cathodoLuminescence de La doLomite 26
3.2. Interprétation des séquences de couLeurs observées dansLes échantiLLons d'AuLnay-sous-Bois 263.2.1. Ciment microspathique paLissadique CMS 1 273.2.2. Ciment caLcitique microspathique CMS 3 273.2.3. Ciment spathique CS 273.2.4. Les ciments doLomitiques CS a et DS 8 29
SOMMAIRE
RESUME
I - INTRODUCTION 1
1.1. Cadre de L'étude 1
1.2. Objectif de L'étude 1
1.3. Objet de L'étude 2
1.4. Méthode de L'étude 21.4.1. RappeL du principe de La cathodoLuminescence 21.4.2. La méthode proprement dite 21.4.3. Le matérieL utiLisé 4
1.5. Les travaux antérieurs 91.5.1. Données de La microscopie optique et de La
microscopic éLectronique à baLayage 9
II - RESULTATS DE L'ETUDE EN CATHODOLUMINESCENCE 11
2.1. La formation "CombLanchien" 11
2.2. Interprétation 15
2.3. La formation ooLithique 16
2.4. Interprétation 22
2.5. Comparaison des successions observées dans La formation"CombLanchien" et La formation ooLithique 232.5.1. Le ciment CS 232.5.2. Le ciment DS 23
III - ESSAI D'INTERPRETATION EN TERMES DE PHYSICOCHIMIE ET GEOCHIMIEDES PALEOFLUIDES INTERSTICIELS 25
3.1. Bref rappeL 253.1.1. CouLeurs de cathodoLuminescence de La caLcite 253.1.2. CouLeurs de cathodoLuminescence de La doLomite 26
3.2. Interprétation des séquences de couLeurs observées dansLes échantiLLons d'AuLnay-sous-Bois 263.2.1. Ciment microspathique paLissadique CMS 1 273.2.2. Ciment caLcitique microspathique CMS 3 273.2.3. Ciment spathique CS 273.2.4. Les ciments doLomitiques CS a et DS 8 29
IV - ESSAI DE RECONSTITUTION DE LA DYNAMIQUE DIAGENETIQUE 30
4.1. La séquence autochtone SI 304.1.1. La dissoLution 304.1.2. Les ciments caLcitiques 314.1.3. Interprétation de La séquence Si 32
4.2. La séquence aLLochtone S2 354.2.1. La phase de dissoLution majeure (D2) 354.2.2. Les ciments doLomitiques 36
4.3. La séquence aLLochtone S3 374.3.1. Phase de dissoLution (D 3) 374.3.2. Les ciments suLfates 37
4.4. Origine des fLuides aLLochtones 37
V - CONCLUSION 39
LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 41
ANNEXE (P Lanches photos)
LISTE DES FIGURES
Figure 1 - MatérieL utiLisé
Figure 2 - Log sedimento Logi que AuLnay-sous-Bois
Figure 3 - Schéma théorique simpLifié du dispositif sédimentaireet des zones vadoses et phréatiques
LISTE DES TABLEAUX
TabLeau 1 - ChronoLogie des événements diagénétiques
TabLeau 2 - Caractéristiques de La Luminescence des ciments successifs
TabLeau 3 - Comparaison entre pétrographie cLassique et cathodoLuminescence
TabLeau 4 - Phases de cimentation observées dans La formation "CombLanchien"
TabLeau 5 - Phases de cimentation observées dans La formation ooLithiquepar cathodoLuminescence
TabLeau 6 - Comparaison des successions de cimentations entre La formation"CombLanchien" et La formation ooLithique
IV - ESSAI DE RECONSTITUTION DE LA DYNAMIQUE DIAGENETIQUE 30
4.1. La séquence autochtone SI 304.1.1. La dissoLution 304.1.2. Les ciments caLcitiques 314.1.3. Interprétation de La séquence Si 32
4.2. La séquence aLLochtone S2 354.2.1. La phase de dissoLution majeure (D2) 354.2.2. Les ciments doLomitiques 36
4.3. La séquence aLLochtone S3 374.3.1. Phase de dissoLution (D 3) 374.3.2. Les ciments suLfates 37
4.4. Origine des fLuides aLLochtones 37
V - CONCLUSION 39
LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 41
ANNEXE (P Lanches photos)
LISTE DES FIGURES
Figure 1 - MatérieL utiLisé
Figure 2 - Log sedimento Logi que AuLnay-sous-Bois
Figure 3 - Schéma théorique simpLifié du dispositif sédimentaireet des zones vadoses et phréatiques
LISTE DES TABLEAUX
TabLeau 1 - ChronoLogie des événements diagénétiques
TabLeau 2 - Caractéristiques de La Luminescence des ciments successifs
TabLeau 3 - Comparaison entre pétrographie cLassique et cathodoLuminescence
TabLeau 4 - Phases de cimentation observées dans La formation "CombLanchien"
TabLeau 5 - Phases de cimentation observées dans La formation ooLithiquepar cathodoLuminescence
TabLeau 6 - Comparaison des successions de cimentations entre La formation"CombLanchien" et La formation ooLithique
I - INTRODUCTION
1.1. - Cadre de l'étude
Cette étude s'intègre dans le cadre de la collaboration entre le
Département Géologie du B.R.G.M. et l'I.M.R.G. (Institut Mixte de
Recherches Géothermiques) qui en sont les promoteurs. Elle a été réalisée
grâce aux fonds propres du B.R.G.M. affectés à la fiche programme
"Techniques Sédimentologiques". Un financement du P.I.R.S.E.M. décision
n° 10971, lié à l'ATP "Géothermie 83" a permis l'achat, par le Département
Géologie du B.R.G.M., de l'équipement de cathodoluminescence et du
microscope adapté utilisés pour ce travail. Le B.R.G.M., sur crédits
propres, a également financé l'acquisition d'un matériel complémentaire de
photomicroscopie automatisée.
1.2. - Objectif de l'étude
L'étude a eu pour but d'introduire et de développer en routine
une technique d'investigation pétrographique pratiquement inutilisée en
France. Elle fait appel à l'effet cathodoluminescent, et permet de
distinguer in situ (lame mince ou section polie) plusieurs générations de
minéraux identiques en les individualisant au niveau de leur zonalite de
croissance.
Ce travail fait la preuve qu'avec un faible investissement
matériel, il a été possible d'améliorer très sensiblement nos connaissances
sur le développement des cimentations dans les roches réservoirs
sédimentaires. Une promotion de la technique est également recherchée dans
toute étude de sédiments dans lesquels doivent être différenciés des
minéraux ubiquistes.
I - INTRODUCTION
1.1. - Cadre de l'étude
Cette étude s'intègre dans le cadre de la collaboration entre le
Département Géologie du B.R.G.M. et l'I.M.R.G. (Institut Mixte de
Recherches Géothermiques) qui en sont les promoteurs. Elle a été réalisée
grâce aux fonds propres du B.R.G.M. affectés à la fiche programme
"Techniques Sédimentologiques". Un financement du P.I.R.S.E.M. décision
n° 10971, lié à l'ATP "Géothermie 83" a permis l'achat, par le Département
Géologie du B.R.G.M., de l'équipement de cathodoluminescence et du
microscope adapté utilisés pour ce travail. Le B.R.G.M., sur crédits
propres, a également financé l'acquisition d'un matériel complémentaire de
photomicroscopie automatisée.
1.2. - Objectif de l'étude
L'étude a eu pour but d'introduire et de développer en routine
une technique d'investigation pétrographique pratiquement inutilisée en
France. Elle fait appel à l'effet cathodoluminescent, et permet de
distinguer in situ (lame mince ou section polie) plusieurs générations de
minéraux identiques en les individualisant au niveau de leur zonalite de
croissance.
Ce travail fait la preuve qu'avec un faible investissement
matériel, il a été possible d'améliorer très sensiblement nos connaissances
sur le développement des cimentations dans les roches réservoirs
sédimentaires. Une promotion de la technique est également recherchée dans
toute étude de sédiments dans lesquels doivent être différenciés des
minéraux ubiquistes.
1.3. - Objet de l'étude
Cette étude s'intéresse aux réservoirs géothermiques du Dogger du
Bassin de Paris traversés par le forage carotté d'Aulnay sous Bois (GAY 1)
en Seine St Denis. Les différents types de ciments calcitiques et
dolomitiques présents dans les espaces poreux de la roche carbonatée
réservoir ont été abordés plus particulièrement.
Un tel choix résulte de la volonté commune du Département
Géologie du B.R.G.M. et de l'I.M.R.G. de compléter et de valoriser
plusieurs études effectuées sur cette cible, de 1982 à 1984 (rapports
internes du B.R.G.M. : D. GIOT et J. ROJAS, 82 SGN 736 GTH et D. GIOT et
Al., 84 SGN 141 IRG).
1.4. - Méthode de l'étude
l.A.l. - RAPPEL DU PRINCIPE DE LA CATHODOLUMINESCENCE
Lorsque l'on soumet un minéral à un bombardement électronique, il
réagit, en liaison avec les défauts de sa structure et selon la nature des
éventuelles impuretés qu'il contient, par une émission de lumière. C'est le
spectre visible de cette lumière qui est observé au microscope.
1.4.2. - LA METHODE PROPREMENT DITE
Précisons que la technique de cathodoluminescence est une
technique pétrographique. Elle s'attache non pas à la compréhension du
mécanisme générateur de la luminescence, mais à l'observation de la lumines¬
cence elle-même.
La pétrographie classique s'intéresse le plus souvent à des
objets composites et considère le cristal comme l'objet limite de son
champs d'investigation. Au niveau du cristal lui-même la microscopie
habituelle d'attache tout au plus aux inclusions individualisées (solides,
fluides) et aux diaclases. Un recours à des techniques d'analyses chimiques
sophistiquées et ponctuelles est nécessaire pour rendre compte des
hétérogénéités pouvant exister dans un minéral.
1.3. - Objet de l'étude
Cette étude s'intéresse aux réservoirs géothermiques du Dogger du
Bassin de Paris traversés par le forage carotté d'Aulnay sous Bois (GAY 1)
en Seine St Denis. Les différents types de ciments calcitiques et
dolomitiques présents dans les espaces poreux de la roche carbonatée
réservoir ont été abordés plus particulièrement.
Un tel choix résulte de la volonté commune du Département
Géologie du B.R.G.M. et de l'I.M.R.G. de compléter et de valoriser
plusieurs études effectuées sur cette cible, de 1982 à 1984 (rapports
internes du B.R.G.M. : D. GIOT et J. ROJAS, 82 SGN 736 GTH et D. GIOT et
Al., 84 SGN 141 IRG).
1.4. - Méthode de l'étude
l.A.l. - RAPPEL DU PRINCIPE DE LA CATHODOLUMINESCENCE
Lorsque l'on soumet un minéral à un bombardement électronique, il
réagit, en liaison avec les défauts de sa structure et selon la nature des
éventuelles impuretés qu'il contient, par une émission de lumière. C'est le
spectre visible de cette lumière qui est observé au microscope.
1.4.2. - LA METHODE PROPREMENT DITE
Précisons que la technique de cathodoluminescence est une
technique pétrographique. Elle s'attache non pas à la compréhension du
mécanisme générateur de la luminescence, mais à l'observation de la lumines¬
cence elle-même.
La pétrographie classique s'intéresse le plus souvent à des
objets composites et considère le cristal comme l'objet limite de son
champs d'investigation. Au niveau du cristal lui-même la microscopie
habituelle d'attache tout au plus aux inclusions individualisées (solides,
fluides) et aux diaclases. Un recours à des techniques d'analyses chimiques
sophistiquées et ponctuelles est nécessaire pour rendre compte des
hétérogénéités pouvant exister dans un minéral.
La cathodoluminescence permet de visualiser certaines
de ces hétérogénéités en particulier les étapes de. croissance. Ainsi,
l'image d'un cristal apparaît généralement comme une juxtaposition de
zones de luminescence différente.
La méthode utilisée repose sur la caractérisation de chaque
zone observée, dont on note :
- la couleur de luminescence.
- l'intensité de la couleur.
- la géométrie.
Les zones successives qui ont des caractéristiques
similaires sont regroupées en "système". Une analyse séquentielle
aboutit à la définition de séquence ou de cycles de zones, à
l'intérieur d'un même système (séquences ou cycles d'ordre mineur) ou
concernant plusieurs systèmes (séquences ou cycles d'ordre majeur).
On aboutit ainsi grâce à ce code à établir la carte d'identité d'un
cristal.
La plupart des auteurs (P. AMIEUX, 1981) s'accordent pour
postuler que chaque zone, étape de la croissance du cristal, cortespond
à un état particulier du fluide nourricier, résultant d'une combinaison
unique des facteurs physico-chimiques. Les caractéristiques d'une zone
seraient alors la signature de cet état particulier du fluide.
Il découle de ce postulat que toutes les zones de mêmes
caractéristiques ont été formées à partir de fluides identiques . Si
l'on étend le raisonnement aux systèmes de zones, et que l'on restreint
l'étude à une même formation réservoir, on aboutit à la conclusion que
deux cristaux, possédant des systèmes de zones identiques ou très
similaires ont été formés au cours de la même phase diagénétique. La
définition des séquences ou des cycles de zones permet alors de suivre,
à l'échelle du réservoir, l'évolution, dans le temps et dans l'espace,
des phases de cimentation et donc, d'une certaine manière, des fluides
intersticiels.
La cathodoluminescence permet de visualiser certaines
de ces hétérogénéités en particulier les étapes de. croissance. Ainsi,
l'image d'un cristal apparaît généralement comme une juxtaposition de
zones de luminescence différente.
La méthode utilisée repose sur la caractérisation de chaque
zone observée, dont on note :
- la couleur de luminescence.
- l'intensité de la couleur.
- la géométrie.
Les zones successives qui ont des caractéristiques
similaires sont regroupées en "système". Une analyse séquentielle
aboutit à la définition de séquence ou de cycles de zones, à
l'intérieur d'un même système (séquences ou cycles d'ordre mineur) ou
concernant plusieurs systèmes (séquences ou cycles d'ordre majeur).
On aboutit ainsi grâce à ce code à établir la carte d'identité d'un
cristal.
La plupart des auteurs (P. AMIEUX, 1981) s'accordent pour
postuler que chaque zone, étape de la croissance du cristal, cortespond
à un état particulier du fluide nourricier, résultant d'une combinaison
unique des facteurs physico-chimiques. Les caractéristiques d'une zone
seraient alors la signature de cet état particulier du fluide.
Il découle de ce postulat que toutes les zones de mêmes
caractéristiques ont été formées à partir de fluides identiques . Si
l'on étend le raisonnement aux systèmes de zones, et que l'on restreint
l'étude à une même formation réservoir, on aboutit à la conclusion que
deux cristaux, possédant des systèmes de zones identiques ou très
similaires ont été formés au cours de la même phase diagénétique. La
définition des séquences ou des cycles de zones permet alors de suivre,
à l'échelle du réservoir, l'évolution, dans le temps et dans l'espace,
des phases de cimentation et donc, d'une certaine manière, des fluides
intersticiels.
1.4.3 LE MATERIEL UTILISE - (Fig. 1)
C'est un équipement d'encombrement réduit qui comprend :
- un ensemble de cathodoluminescence 8 200 Mark II, de
marque Technosyn LTD (réf. 813 031) comprenant un boîtier de contrôle
(A), une cathode froide génératrice d'électrons (B) et une chambre
d'observation (C), pouvant recevoir deux lames minces ou une surface
polie.
- un microscope optique Labophot de marque NIKON (D).
- un dispositif microphotographique automatisé UFX II NIKON
(E).
Les observations ont été effectuées sur des lames minces
standard, non recouvertes, non polies, non métallisées, dans les
conditions suivantes :
- tension de génération du flux électronique
- intensité du courant de faisceau
- pression dans la chambre d'observation
- gaz dans la chambre d'observation
- films photographiques diapositives
: 12 à 19 KV
: 450 uA
: 50 mT
: Air
: 3 M - 1 000 ASA
Fujichrome 400 ASA
(poussé à 1 000 ASA)
Fiqure 1 - MATERIEL UTILISE
1.4.3 LE MATERIEL UTILISE - (Fig. 1)
C'est un équipement d'encombrement réduit qui comprend :
- un ensemble de cathodoluminescence 8 200 Mark II, de
marque Technosyn LTD (réf. 813 031) comprenant un boîtier de contrôle
(A), une cathode froide génératrice d'électrons (B) et une chambre
d'observation (C), pouvant recevoir deux lames minces ou une surface
polie.
- un microscope optique Labophot de marque NIKON (D).
- un dispositif microphotographique automatisé UFX II NIKON
(E).
Les observations ont été effectuées sur des lames minces
standard, non recouvertes, non polies, non métallisées, dans les
conditions suivantes :
- tension de génération du flux électronique
- intensité du courant de faisceau
- pression dans la chambre d'observation
- gaz dans la chambre d'observation
- films photographiques diapositives
: 12 à 19 KV
: 450 uA
: 50 mT
: Air
: 3 M - 1 000 ASA
Fujichrome 400 ASA
(poussé à 1 000 ASA)
Fiqure 1 - MATERIEL UTILISE
Figure 2
LOG SEDIMENTOLOGIQUE AULNAY/BOisGIOT-ROJAS, 1982
ENSEMBLE
MARNEUX
FréquencesH in^orlant 1 régressfvf ^
Séquences | wn fTodêfe ( tronsgressive \
I"^--':il Plotelorme interne ou kigon
SEQUENCE ^H Bornêrv
^^ ^ ^ f"//-'^ Plotetorme exleme eu ovont barrière Q foible
f.V^J Bossin Q obsent 'airo» np non productif
discontinuité ovec orr^tde sédimentation
Figure 2
LOG SEDIMENTOLOGIQUE AULNAY/BOisGIOT-ROJAS, 1982
ENSEMBLE
MARNEUX
FréquencesH in^orlant 1 régressfvf ^
Séquences | wn fTodêfe ( tronsgressive \
I"^--':il Plotelorme interne ou kigon
SEQUENCE ^H Bornêrv
^^ ^ ^ f"//-'^ Plotetorme exleme eu ovont barrière Q foible
f.V^J Bossin Q obsent 'airo» np non productif
discontinuité ovec orr^tde sédimentation
PHASE
A
B
C
D
EVENEMENT
CIMENTATION
COMPACTION
DISSOLUTION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
DISSOLUTION
MORPHOLOGIE
PALISSADIQUE
Déformations souplesDécollementsStylolithes
Cavités discrètes
AUTOMORPHE
Cavités impartantes
AUTOMORPHE
Fissurale
AUTOMORPHE & PSEUDO-MORPHOSANTE
AUTOMORPHE
Tardive discrète
MINERALOGIE
ARAGONITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
CELESTITE
CALCITE
LOCALISATION
En périphérie des grains
Sur les parois des cavités
GrainsCiments palissadlquesContacts intergranulaires
Dans la matriceDans les grains
Autour des EchinodermesDans les cavités de dissolution
Ubiquistes
Dans les grandes cavités
Dans les pores résiduels
En bordure des fissures
A proximité des fissures
TabLeau I - CHRONOLOGIE DES ENEVEMENTS DIAGENETIQUES
PHASE
A
B
C
D
EVENEMENT
CIMENTATION
COMPACTION
DISSOLUTION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
DISSOLUTION
MORPHOLOGIE
PALISSADIQUE
Déformations souplesDécollementsStylolithes
Cavités discrètes
AUTOMORPHE
Cavités impartantes
AUTOMORPHE
Fissurale
AUTOMORPHE & PSEUDO-MORPHOSANTE
AUTOMORPHE
Tardive discrète
MINERALOGIE
ARAGONITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
CELESTITE
CALCITE
LOCALISATION
En périphérie des grains
Sur les parois des cavités
GrainsCiments palissadlquesContacts intergranulaires
Dans la matriceDans les grains
Autour des EchinodermesDans les cavités de dissolution
Ubiquistes
Dans les grandes cavités
Dans les pores résiduels
En bordure des fissures
A proximité des fissures
TabLeau I - CHRONOLOGIE DES ENEVEMENTS DIAGENETIQUES
TYPE
MICROSPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
MORPHOLOGIE
PALISSADIQUE
SYNTAXIALE
POECILITHIQUE
AUTOMORPHE S
PSEUDOMORPHIQUE
AUTOMORPHE
AUTOMORPHE &
PSEUDOMORPHIQUE
MINERAL
CALCITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
CALCITE
CELESTITE
CODE
1a
1b
2a
2b
2c
3
4a
4b 1
4b2
5
B
COULEUR
NOIR
ORANGE
MARRON/JAUNE
JAUNE
MARRON
MARRON/NOIR
ROSE MAUVE
NOIR
ORANGE
NOIR
BLEU
INTENSITE
f m
f m
F
f
tf
f
F
F
LOCALISATION
Parois des cavités bioclastiques &
périphérie des grains
Autour des Echinodermes
Pores résiduels
Pores résiduels 8 en remplacement de 3
Pores résiduels
Cavités de dissolution S pores résiduels
A proximité des fissures
TabLeau II - CARACTERISTIQUES DE LA LUMINESCENCE DES CIMENTS SUCCESSIFS
TYPE
MICROSPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
SPATHIQUE
MORPHOLOGIE
PALISSADIQUE
SYNTAXIALE
POECILITHIQUE
AUTOMORPHE S
PSEUDOMORPHIQUE
AUTOMORPHE
AUTOMORPHE &
PSEUDOMORPHIQUE
MINERAL
CALCITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
CALCITE
CELESTITE
CODE
1a
1b
2a
2b
2c
3
4a
4b 1
4b2
5
B
COULEUR
NOIR
ORANGE
MARRON/JAUNE
JAUNE
MARRON
MARRON/NOIR
ROSE MAUVE
NOIR
ORANGE
NOIR
BLEU
INTENSITE
f m
f m
F
f
tf
f
F
F
LOCALISATION
Parois des cavités bioclastiques &
périphérie des grains
Autour des Echinodermes
Pores résiduels
Pores résiduels 8 en remplacement de 3
Pores résiduels
Cavités de dissolution S pores résiduels
A proximité des fissures
TabLeau II - CARACTERISTIQUES DE LA LUMINESCENCE DES CIMENTS SUCCESSIFS
PETROGRAPHIE
( D.GIOT
ARAGONITE
CLASSIQUE
A
CALCITE B
CALCITE
DOLOMITEC
CALCITE
CELESTITED
CATHODOLUMINESCENCE
( P. AMIEUX )
la CALCITE
lb
^.^^^^
________
2a
2b CALCITE
2c
3 CALCITE
4a
4b1 DOLOMITE
4b2
Is CALCITE
6 CELESTITE
TabLeau III - COMPARAISON ENTRE PETROGRAPHIE CLASSIQUE ET CATHODOLUMINESCENCE
PETROGRAPHIE
( D.GIOT
ARAGONITE
CLASSIQUE
A
CALCITE B
CALCITE
DOLOMITEC
CALCITE
CELESTITED
CATHODOLUMINESCENCE
( P. AMIEUX )
la CALCITE
lb
^.^^^^
________
2a
2b CALCITE
2c
3 CALCITE
4a
4b1 DOLOMITE
4b2
Is CALCITE
6 CELESTITE
TabLeau III - COMPARAISON ENTRE PETROGRAPHIE CLASSIQUE ET CATHODOLUMINESCENCE
1.5. - Les travaux antérieurs
Le Comité géothermique, sur proposition du B.R.G.M., a financé
une opération de carottage dans le sondage géothermique d'Aulnay sous
Bois (GAY 1). Le B.R.G.M., sur fonds propres, a réalisé en 1982 une
étude sédimentologique (figure 2) et diagraphique du sondage. Les
travaux ont été complétés en 1983 et 1984 par une série d'analyses. La
nature des biophases a été précisée pour une meilleure compréhension
des milieux de sédimentation. Les caractéristiques microstructurales des
carottes ont été définies dans le but de voir la relation entre
fracturation et porosité. Des analyses isotopiques et
cristallochimiques des ciments carbonates et sulfatés ont permis de
déterminer les conditions de formation de ces phases minérales. Enfin,
un test préliminaire sur la cathodoluminescence des différents ciments
a été réalisé sur quelques lames minces. (P. AMIEUX sur matériel
SNEAP).
1.5.1. - DONNEES DE LA MICROSCOPIE OPTIQUE ET DE LA
MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE
La série traversée par le sondage GAY 1 est illustrée par le
log sédimentologique de la figure 1, à laquelle le lecteur pourra se
référer. La présente étude concerne les formations Comblanchien et
Oolithe Blanche uniquement qui totalisent plus de 80 % de la production
totale du forage.
D. GIOT, sur la base d'observations détaillées des
formations bathoniennes, au microscope optique en lame mince, au
microscope électronique à balayage sur éclats de roche brute, a établi
une succession chronologique fine des événements diagénétiques, valable
essentiellement pour les faciès oolithiques à texture grainstone.
Le tableau I, qui résume la chronologie des événements
diagénétiques enregistrés par les espaces poreux de la formation
oolithique réservoir, révèle l'existence de plusieurs générations de
ciments. En particulier, la calcite se développe à plusieurs périodes
au cours de la vie du réservoir, selon des morphologies similaires. La
chronologie établie repose sur l'observation des rapports géométriques
entre les morphologies nées des phases de dégradation cristalline
(morphologies de compaction, morphologies de dissolution) et les
1.5. - Les travaux antérieurs
Le Comité géothermique, sur proposition du B.R.G.M., a financé
une opération de carottage dans le sondage géothermique d'Aulnay sous
Bois (GAY 1). Le B.R.G.M., sur fonds propres, a réalisé en 1982 une
étude sédimentologique (figure 2) et diagraphique du sondage. Les
travaux ont été complétés en 1983 et 1984 par une série d'analyses. La
nature des biophases a été précisée pour une meilleure compréhension
des milieux de sédimentation. Les caractéristiques microstructurales des
carottes ont été définies dans le but de voir la relation entre
fracturation et porosité. Des analyses isotopiques et
cristallochimiques des ciments carbonates et sulfatés ont permis de
déterminer les conditions de formation de ces phases minérales. Enfin,
un test préliminaire sur la cathodoluminescence des différents ciments
a été réalisé sur quelques lames minces. (P. AMIEUX sur matériel
SNEAP).
1.5.1. - DONNEES DE LA MICROSCOPIE OPTIQUE ET DE LA
MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE
La série traversée par le sondage GAY 1 est illustrée par le
log sédimentologique de la figure 1, à laquelle le lecteur pourra se
référer. La présente étude concerne les formations Comblanchien et
Oolithe Blanche uniquement qui totalisent plus de 80 % de la production
totale du forage.
D. GIOT, sur la base d'observations détaillées des
formations bathoniennes, au microscope optique en lame mince, au
microscope électronique à balayage sur éclats de roche brute, a établi
une succession chronologique fine des événements diagénétiques, valable
essentiellement pour les faciès oolithiques à texture grainstone.
Le tableau I, qui résume la chronologie des événements
diagénétiques enregistrés par les espaces poreux de la formation
oolithique réservoir, révèle l'existence de plusieurs générations de
ciments. En particulier, la calcite se développe à plusieurs périodes
au cours de la vie du réservoir, selon des morphologies similaires. La
chronologie établie repose sur l'observation des rapports géométriques
entre les morphologies nées des phases de dégradation cristalline
(morphologies de compaction, morphologies de dissolution) et les
10
cristaux en ciment. Il importe de compléter ce schéma par la reconnais¬
sance des caractéristiques intrinsèques de ces cristaux. Cela devrait
permettre de vérifier, par exemple, que les différents ciments
calcitiques correspondent bien à des phases distinctes de
cristallisation.
Dans cette optique, un test préliminaire en
cathodoluminescence a été effectué en 1983 - 1984, pour définir les
morphologies internes des ciments. Les résultats de ce test, qui n'a
porté que sur quelques lames minces sélectionnées sont reportés dans le
tableau II. Les observations ont été effectuées avec un "luminoscope"
de marque Nuclide Corporation dans les conditions suivantes :
- tension de génération du flux électronique
- intensité du courant de faisceau
- pression dans la chambre d'observation
- gaz dans la chambre d'observation
- films photographiques diapositives
13 KU
600 yA
130 mT
hélium
Ektachrome
400 ASA
Globalement, les phases de cimentation successives définies
par l'étude préliminaire en cathodoluminescence s'intègrent bien dans
la chronologie établie à partir de l'étude en pétrographie classique,
comme l'indique le tableau III.
L'étude qui fait l'objet de ce rapport tente de préciser ce
schéma évolutif. Elle repose sur l'observation d'une série de lames
minces sélectionnées, représentatives de chacune des phases de
cimentation reconnues par la pétrographie classique. Une attention
égale a été portée à la détermination des caractères internes des
générations successives de cristaux et à la distinction de leurs
rapports géométriques avec les phases de dissolution, de compaction et
de fracturation. Elle ne prétend cependant pas être une étude
exhaustive dans la mesure ou toutes les lames minces correspondent aux
différents réservoirs.
10
cristaux en ciment. Il importe de compléter ce schéma par la reconnais¬
sance des caractéristiques intrinsèques de ces cristaux. Cela devrait
permettre de vérifier, par exemple, que les différents ciments
calcitiques correspondent bien à des phases distinctes de
cristallisation.
Dans cette optique, un test préliminaire en
cathodoluminescence a été effectué en 1983 - 1984, pour définir les
morphologies internes des ciments. Les résultats de ce test, qui n'a
porté que sur quelques lames minces sélectionnées sont reportés dans le
tableau II. Les observations ont été effectuées avec un "luminoscope"
de marque Nuclide Corporation dans les conditions suivantes :
- tension de génération du flux électronique
- intensité du courant de faisceau
- pression dans la chambre d'observation
- gaz dans la chambre d'observation
- films photographiques diapositives
13 KU
600 yA
130 mT
hélium
Ektachrome
400 ASA
Globalement, les phases de cimentation successives définies
par l'étude préliminaire en cathodoluminescence s'intègrent bien dans
la chronologie établie à partir de l'étude en pétrographie classique,
comme l'indique le tableau III.
L'étude qui fait l'objet de ce rapport tente de préciser ce
schéma évolutif. Elle repose sur l'observation d'une série de lames
minces sélectionnées, représentatives de chacune des phases de
cimentation reconnues par la pétrographie classique. Une attention
égale a été portée à la détermination des caractères internes des
générations successives de cristaux et à la distinction de leurs
rapports géométriques avec les phases de dissolution, de compaction et
de fracturation. Elle ne prétend cependant pas être une étude
exhaustive dans la mesure ou toutes les lames minces correspondent aux
différents réservoirs.
11
II - RESULTATS DE L'ETUDE EN CATHODOLIWINESCENCE
Dans la formation "Comblanchien", caractérisée principa¬
lement par des faciès envasés (textures wackestone et packstone), les
ciments carbonates sont légèrement différents de ceux qui colmatent les
espaces poreux de la formation oolithique, caractérisée par des faciès
sableux de haute énergie (texture grainstone). Ces deux formations
sont traitées séparément puis comparées.
2.1. - La formation "Comblanchien"
L'état initial est celui d'une vase calcaire, parfois
sableuse, dans laquelle existe une porosité primaire réduite, liée
essentiellement :
- à la bioturbation : porosité de terriers.- à des cavités précoces : porosité de bird's-eyes.
- aux bioclastes : porosité de loges.
Depuis cet état initial, le sédiment a évolué par diagenèse
jusqu'au stade actuel. La succession des phénomènes intervenus au cours
du temps est la suivante, résumée dans le tableau IU.
C.M.l. : SEDIMENTATION INTERNE de micrite, localisée uniquement en
remplissage de la partie inférieure des cavités primaires de type
bird's-eyes. Les caractéristiques de cathodoluminescence sont
identiques à celle de la micrite de l'encaissant :
- couleur mauve/orange de faible intensité, (photos 1-2,
pl. 1 ).
CMSP. : CIMENT précoce d' aragonite palissadique dont les caractères
CL ne sont pas connus car non conservés, il est recristallisé en calcite
microspathique (voir CMS2).
11
II - RESULTATS DE L'ETUDE EN CATHODOLIWINESCENCE
Dans la formation "Comblanchien", caractérisée principa¬
lement par des faciès envasés (textures wackestone et packstone), les
ciments carbonates sont légèrement différents de ceux qui colmatent les
espaces poreux de la formation oolithique, caractérisée par des faciès
sableux de haute énergie (texture grainstone). Ces deux formations
sont traitées séparément puis comparées.
2.1. - La formation "Comblanchien"
L'état initial est celui d'une vase calcaire, parfois
sableuse, dans laquelle existe une porosité primaire réduite, liée
essentiellement :
- à la bioturbation : porosité de terriers.- à des cavités précoces : porosité de bird's-eyes.
- aux bioclastes : porosité de loges.
Depuis cet état initial, le sédiment a évolué par diagenèse
jusqu'au stade actuel. La succession des phénomènes intervenus au cours
du temps est la suivante, résumée dans le tableau IU.
C.M.l. : SEDIMENTATION INTERNE de micrite, localisée uniquement en
remplissage de la partie inférieure des cavités primaires de type
bird's-eyes. Les caractéristiques de cathodoluminescence sont
identiques à celle de la micrite de l'encaissant :
- couleur mauve/orange de faible intensité, (photos 1-2,
pl. 1 ).
CMSP. : CIMENT précoce d' aragonite palissadique dont les caractères
CL ne sont pas connus car non conservés, il est recristallisé en calcite
microspathique (voir CMS2).
EVENEMENT
CIMENTATION
CIMENTATION
DISSOLUTION
RECRISTALL.
CIMENTATION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
TYPE
MICRITIQUE
MICROSPATHIQUE
D 1
MICRITIQUE
MICROSPATHIQUE
SPATHIQUE
D 2
SPATHIQUE
MORPHOLOGIE
SED. INTERNES
PALISSADIQUE
Cavités II
SED. INTERNES
PALISSADIQUE ..1
INTRA CAVITESPRIMAIRES ...2
INTRA CAVITESII 3
POECILITHIQUE
S AUTOMORPHE
Cavités III
AUTOMORPHE
MINERAL
CALCITE
ARAGONITE
CALCITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
CODE
CM1
CMSP
CM2
CMS ai
32
blb2
b3
CS a
bl
b2
b3
c
d
DS 32
33
34
35
36
37
3s
COULEUR LiNTENSITeJ LOCALISATION
MAUVE/ORANGE
JAUNE/ORANGE
BLEU SOMBRE
MARRON/MAUVE
JAUNE/ORANGE
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
MARRON
JAUNE
ORANGE
JAUNE
MARRON
ORANGE
MAUVE SOMBRE
ROUGE/ORANGE
MAUVE SOMBRE
ROUGE/ORANGE
MAUVE SOMBRE
ROUGE/ORANGE
MAUVE SOMBRE
f
f m
tf
tf
f
f
f
f
m
f m
m
f
m
tf
F
tf
F
tf
F
tf
Dans les cavités I (ex; bird's eyes)
Sur las parois des cavités bioclastiques
Dans les sédiments internes
Sur les parois des cavités bloclast.
Dans les cavités de dissolution II et
les cavités I
Dans la microporositè des sédiments
internes et la porosité résiduelle
des cavités III
TabLeau IV - PHASES DE CIMENTATION OBSERVEES DANS LA FORMATION "COMBLANCHIEN"
EVENEMENT
CIMENTATION
CIMENTATION
DISSOLUTION
RECRISTALL.
CIMENTATION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
TYPE
MICRITIQUE
MICROSPATHIQUE
D 1
MICRITIQUE
MICROSPATHIQUE
SPATHIQUE
D 2
SPATHIQUE
MORPHOLOGIE
SED. INTERNES
PALISSADIQUE
Cavités II
SED. INTERNES
PALISSADIQUE ..1
INTRA CAVITESPRIMAIRES ...2
INTRA CAVITESII 3
POECILITHIQUE
S AUTOMORPHE
Cavités III
AUTOMORPHE
MINERAL
CALCITE
ARAGONITE
CALCITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
CODE
CM1
CMSP
CM2
CMS ai
32
blb2
b3
CS a
bl
b2
b3
c
d
DS 32
33
34
35
36
37
3s
COULEUR LiNTENSITeJ LOCALISATION
MAUVE/ORANGE
JAUNE/ORANGE
BLEU SOMBRE
MARRON/MAUVE
JAUNE/ORANGE
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
MARRON
JAUNE
ORANGE
JAUNE
MARRON
ORANGE
MAUVE SOMBRE
ROUGE/ORANGE
MAUVE SOMBRE
ROUGE/ORANGE
MAUVE SOMBRE
ROUGE/ORANGE
MAUVE SOMBRE
f
f m
tf
tf
f
f
f
f
m
f m
m
f
m
tf
F
tf
F
tf
F
tf
Dans les cavités I (ex; bird's eyes)
Sur las parois des cavités bioclastiques
Dans les sédiments internes
Sur les parois des cavités bloclast.
Dans les cavités de dissolution II et
les cavités I
Dans la microporositè des sédiments
internes et la porosité résiduelle
des cavités III
TabLeau IV - PHASES DE CIMENTATION OBSERVEES DANS LA FORMATION "COMBLANCHIEN"
13
Dl : DISSOLUTION - CM2
Une transformation de la matrice aboutit fréquemment à la
création de cavités secondaires dans la roche. Un agrandissement de la
porosité primaire est également observé. La matrice de micrite
transformée : CM2, possède des caractéristiques CL différentes de celles
de la matrice primaire .
- couleur CL jaune/orange, d'intensité faible à moyenne
(photos 3-4, pl. 1).
CMS2 : CIMENT de substitution, microspathique, à composition actuelle
de calcite, provenant de la transformation d'une ancienne aragonite
(CMSP). Il est observé en épitaxle sur la paroi interne des loges des
bioclastes où il se substitue à une ancienne aragonite fibreuse. Deux
systèmes de zones CL sont distingués (photos 3-4, pl. 2).
- CM2a : comprenant au plus deux zones distinctes.
» CM2al : couleur CL bleu sombre, de très faible intensité.
* CM2a2 : couleur CL marron/mauve, de très faible intensité..
- CM2b : constitué de trois zones au maximum.
* CMS2 bl : couleur CL jaune/orange, de faible intensité,
très étroite.
* CMS2 b2 : couleur CL marron clair, de faible intensité.
* CMS2 b3 : couleur CL jaune/orange, de faible intensité,
très étroite.
CS - CIMENTATION de calcite spathique, remplissant partiellement les
cavités secondaires et la partie supérieure des cavités primaires de
type bird's-eyes. Quatre systèmes de zones peuvent être définis (photos
2, 3, 4, Pl. 3, Photos 1, Pl. 4).
- CS a : constitué d'une zone unique de couleur CL marron
d'intensité faible. Une corrélation probable doit être
établie avec le stade a2 des cristallisations CMS.
13
Dl : DISSOLUTION - CM2
Une transformation de la matrice aboutit fréquemment à la
création de cavités secondaires dans la roche. Un agrandissement de la
porosité primaire est également observé. La matrice de micrite
transformée : CM2, possède des caractéristiques CL différentes de celles
de la matrice primaire .
- couleur CL jaune/orange, d'intensité faible à moyenne
(photos 3-4, pl. 1).
CMS2 : CIMENT de substitution, microspathique, à composition actuelle
de calcite, provenant de la transformation d'une ancienne aragonite
(CMSP). Il est observé en épitaxle sur la paroi interne des loges des
bioclastes où il se substitue à une ancienne aragonite fibreuse. Deux
systèmes de zones CL sont distingués (photos 3-4, pl. 2).
- CM2a : comprenant au plus deux zones distinctes.
» CM2al : couleur CL bleu sombre, de très faible intensité.
* CM2a2 : couleur CL marron/mauve, de très faible intensité..
- CM2b : constitué de trois zones au maximum.
* CMS2 bl : couleur CL jaune/orange, de faible intensité,
très étroite.
* CMS2 b2 : couleur CL marron clair, de faible intensité.
* CMS2 b3 : couleur CL jaune/orange, de faible intensité,
très étroite.
CS - CIMENTATION de calcite spathique, remplissant partiellement les
cavités secondaires et la partie supérieure des cavités primaires de
type bird's-eyes. Quatre systèmes de zones peuvent être définis (photos
2, 3, 4, Pl. 3, Photos 1, Pl. 4).
- CS a : constitué d'une zone unique de couleur CL marron
d'intensité faible. Une corrélation probable doit être
établie avec le stade a2 des cristallisations CMS.
14
- CS b : comportant trois zones au plus, rarement observées
ensemble.
* CS bl : couleur CL jaune, d'intensité moyenne.
* CS b2 : couleur CL orange, d'intensité faible à moyenne.
* CS b3 : couleur CL jaune, d'intensité moyenne.
- CS C : système complexe à nombreuses et fines zones
de couleur CL à dominante marron.
Dans un cas favorable, 9 zones ont été discernées de
couleur marron noir à marron moyen, de faible intensité.
- CS d : constitué d'une seule zone, de couleur CL orange,
d'intensité moyenne.
D2 - DISSOLUTION : agrandissement des cavités primaires et secondaires
relativement discret, formation de cavités tertiaires.
DS - CIMENTATION de dolomite spathique. Elle se manifeste dans la
microporosité de la micrite de sédiments internes, qu'elle remplace et
dans la porosité résiduelle des cavités tertiaires (photos 1, 2, Pl. 5).
Elle est caractérisée par le système de zone suivant :
* DSB2 : couleur CL mauve sombre de très faible intensité.
* DSB3 : couleur CL rouge/orange, de forte intensité, très
étroite.
* DSB4 : de mêmes caractères que B2, étroite.
* DSB5 : de mêmes caractères que 62, très étroite.
* DSB6 : de mêmes caractères que 32, étroite.
* DSB7 : de mêmes caractères que 33, mais à peine ébauchée.
* DSB8 : de même caractère que 82, mais largment développée
le plus souvent, complétant l'obturation des cavités.
Il faut noter que le dépôt de dolomite a débuté plus tôt
dans la formation oolithique où apparaissent les stades DS a et DS 3 -i
(voir chapitre 2-3).
14
- CS b : comportant trois zones au plus, rarement observées
ensemble.
* CS bl : couleur CL jaune, d'intensité moyenne.
* CS b2 : couleur CL orange, d'intensité faible à moyenne.
* CS b3 : couleur CL jaune, d'intensité moyenne.
- CS C : système complexe à nombreuses et fines zones
de couleur CL à dominante marron.
Dans un cas favorable, 9 zones ont été discernées de
couleur marron noir à marron moyen, de faible intensité.
- CS d : constitué d'une seule zone, de couleur CL orange,
d'intensité moyenne.
D2 - DISSOLUTION : agrandissement des cavités primaires et secondaires
relativement discret, formation de cavités tertiaires.
DS - CIMENTATION de dolomite spathique. Elle se manifeste dans la
microporosité de la micrite de sédiments internes, qu'elle remplace et
dans la porosité résiduelle des cavités tertiaires (photos 1, 2, Pl. 5).
Elle est caractérisée par le système de zone suivant :
* DSB2 : couleur CL mauve sombre de très faible intensité.
* DSB3 : couleur CL rouge/orange, de forte intensité, très
étroite.
* DSB4 : de mêmes caractères que B2, étroite.
* DSB5 : de mêmes caractères que 62, très étroite.
* DSB6 : de mêmes caractères que 32, étroite.
* DSB7 : de mêmes caractères que 33, mais à peine ébauchée.
* DSB8 : de même caractère que 82, mais largment développée
le plus souvent, complétant l'obturation des cavités.
Il faut noter que le dépôt de dolomite a débuté plus tôt
dans la formation oolithique où apparaissent les stades DS a et DS 3 -i
(voir chapitre 2-3).
15
2.2. - Interprétation
Dans la succession ainsi établie, une ambiguïté subsiste quant à
la place de la phase de dissolution Dl, par rapport au ciment
microsphatique CMS2. Cependant, plusieurs faits d'observation,
indirects, méritent d'être discutés.
Tout d'abord, il convient de considérer que la calcite qui
constitue actuellement le ciment CMS2 est une calcite de substitution
de l'aragonite originelle (CMSP). Ce type de ciment palissadique
aragonitique traduit une diagenèse très précoce, immédiatement après la
sédimentation, dans des conditions vadoses marines. La transformation
en calcite traduit une dilution des eaux marines, et donc le passage à
une sous saturation relative vis-à-vis du CaCo,.
- les systèmes de zones CMS2 a et CMS2 b sont respectivement
très semblables à CS et CS b. CMS2 a et CS a ont des couleurs CL
sombres, CMS2 b et CS b sont caractérisés par les mêmes teintes à
dominante jaune orange à marron clair. Cela plaide en faveur d'un
développement synchrone de la calcite de substitution CMS 2 et des
premiers stades de croissance de la calcite spathique CS.
- la génération de calcite CS est de façon nette postérieure à
la dissolution Dl. En effet, elle scelle certaines cavités de
dissolution à la périphérie des grains ou dans la matrice.
A partir de ce qui précède, on peut proposer de situer la phase
de dissolution Dl entre la formation du ciment palissadique
aragonitique et une phase de cimentation calcitique s'étant exprimée
sous forme d'une substitution de l'aragonite et sous forme d'une
croissance spathique dans les cavités primaires et de dissolution.
Une autre expression de cette phase de calcitisation serait la
transformation de la matrice en voisinage des cavités de dissolution,
cette dernière acquérant des caractéristiques CL différentes de celles
de la matrice micritique originelle.
15
2.2. - Interprétation
Dans la succession ainsi établie, une ambiguïté subsiste quant à
la place de la phase de dissolution Dl, par rapport au ciment
microsphatique CMS2. Cependant, plusieurs faits d'observation,
indirects, méritent d'être discutés.
Tout d'abord, il convient de considérer que la calcite qui
constitue actuellement le ciment CMS2 est une calcite de substitution
de l'aragonite originelle (CMSP). Ce type de ciment palissadique
aragonitique traduit une diagenèse très précoce, immédiatement après la
sédimentation, dans des conditions vadoses marines. La transformation
en calcite traduit une dilution des eaux marines, et donc le passage à
une sous saturation relative vis-à-vis du CaCo,.
- les systèmes de zones CMS2 a et CMS2 b sont respectivement
très semblables à CS et CS b. CMS2 a et CS a ont des couleurs CL
sombres, CMS2 b et CS b sont caractérisés par les mêmes teintes à
dominante jaune orange à marron clair. Cela plaide en faveur d'un
développement synchrone de la calcite de substitution CMS 2 et des
premiers stades de croissance de la calcite spathique CS.
- la génération de calcite CS est de façon nette postérieure à
la dissolution Dl. En effet, elle scelle certaines cavités de
dissolution à la périphérie des grains ou dans la matrice.
A partir de ce qui précède, on peut proposer de situer la phase
de dissolution Dl entre la formation du ciment palissadique
aragonitique et une phase de cimentation calcitique s'étant exprimée
sous forme d'une substitution de l'aragonite et sous forme d'une
croissance spathique dans les cavités primaires et de dissolution.
Une autre expression de cette phase de calcitisation serait la
transformation de la matrice en voisinage des cavités de dissolution,
cette dernière acquérant des caractéristiques CL différentes de celles
de la matrice micritique originelle.
16
Dans cette hypothèse, il reste à expliquer pourquoi lacroissance calcitique post-dissolution s'est poursuivie au niveau de lacalcite spathique . syntaxiale qui possède deux systèmes de zones
supplémentaires (CS c et CS d), alors qu'elle s'est arrêtée au niveau
du ciment microsphathique CM 2. Peut-être pourrait-on invoquer le faitque la calcite spathique est localisée au sein de cavités primaires ou
secondaires où elle bénéficie de place pour se développer, alors que leciment palissadique tapisse les loges bioclastiques, très réduites en
volume, qu'il colmate le plus souvent totalement. Cette hypothèse paraîtpeu satisfaisante et en tout cas ne peut être évoquée pour les ciments
CMS 1 et CMS 3 qui se développeront dans le réservoir oolithique (voirchapitre 2 - 3) .
2.3. - La formation oolithique
L'état initial correspond à celui d'un sable constitué de
grains assez bien calibrés, sans phase de liaison, le dépôt en milieu
de haute énergie ne permettant pas à des particules fines de se
déposer. La porosité primaire de ce matériel est donc une porosité
intergranulaire. Elle peut atteindre 20 à 40 %.
L'évolution du sable carbonaté originel jusqu'au stade
actuel est résumée dans le tableau U.
CMSP - CIMENT précoce d' aragonite microspathique, transformée postérieu¬
rement en calcite.
Dl - Dissolution
Cette phase de dégradation cristalline affecte modérément
la roche. Elle est généralement limitée à la formation de quelques
calcites secondaires à la périphérie ou au coeur des grains. Cependant,
dans certains cas, notamment pour certains bioclastes, elle aboutit à
la disparition presque totale du grain, qui n'est plus matérialisé que
par un liseré micritique périphérique (dust line). Ce liseré, très
frêle et peu résistant est parfois préservé de toute facturation, mais
il peut également être partiellement fragmenté. Il semble donc que le
phénomène de dissolution soit au moins partiellement intervenu avant la
compaction.
16
Dans cette hypothèse, il reste à expliquer pourquoi lacroissance calcitique post-dissolution s'est poursuivie au niveau de lacalcite spathique . syntaxiale qui possède deux systèmes de zones
supplémentaires (CS c et CS d), alors qu'elle s'est arrêtée au niveau
du ciment microsphathique CM 2. Peut-être pourrait-on invoquer le faitque la calcite spathique est localisée au sein de cavités primaires ou
secondaires où elle bénéficie de place pour se développer, alors que leciment palissadique tapisse les loges bioclastiques, très réduites en
volume, qu'il colmate le plus souvent totalement. Cette hypothèse paraîtpeu satisfaisante et en tout cas ne peut être évoquée pour les ciments
CMS 1 et CMS 3 qui se développeront dans le réservoir oolithique (voirchapitre 2 - 3) .
2.3. - La formation oolithique
L'état initial correspond à celui d'un sable constitué de
grains assez bien calibrés, sans phase de liaison, le dépôt en milieu
de haute énergie ne permettant pas à des particules fines de se
déposer. La porosité primaire de ce matériel est donc une porosité
intergranulaire. Elle peut atteindre 20 à 40 %.
L'évolution du sable carbonaté originel jusqu'au stade
actuel est résumée dans le tableau U.
CMSP - CIMENT précoce d' aragonite microspathique, transformée postérieu¬
rement en calcite.
Dl - Dissolution
Cette phase de dégradation cristalline affecte modérément
la roche. Elle est généralement limitée à la formation de quelques
calcites secondaires à la périphérie ou au coeur des grains. Cependant,
dans certains cas, notamment pour certains bioclastes, elle aboutit à
la disparition presque totale du grain, qui n'est plus matérialisé que
par un liseré micritique périphérique (dust line). Ce liseré, très
frêle et peu résistant est parfois préservé de toute facturation, mais
il peut également être partiellement fragmenté. Il semble donc que le
phénomène de dissolution soit au moins partiellement intervenu avant la
compaction.
17
EVENEMENT
CIMENTATION
DISSOLUTION
COMPACTION
CIMENTATION
CIMENTATION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
TYPE
MICROSPATHIQUE
D 1
MICROSPATHIQUE
MICROSPATHIQUE
SPATHIQUE
D 2
SPATHIQUE
nORPHOLOGIE
PALISSADIQUE
Cavités II
DécollementsStylolithesFentes en col
PALISSADIQUE 1
INTRA CAVITESPRIMAIRES ..2
CRISTAUX
TRAPUS
INTRA CAVITE'.II
SYNTAXIALE
Cavités III
POECILITHIQUE
AUTOMORPHE
MINERAL
ARAGONITE
n
CALCITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
DOLOMITE
CODE
CMSP
CMS a1
a2
CMS bl
b2
b3
CMS3 al
a2
CMS3 b1
b2
b3
CS a
bl
b2
b3
cl
c2
c3
c4
d
DS. «
DS ¡3 1
62
63
COULEUR INTENSITE LOCALISATION
BLEU SOMBRE
MARRON/ JAUNE
JAUNE/ORANGE
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
BLEU SOMBRE
MARRDN/JAUNE
JAUNE/ORANGE
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
MARRON
JAUNE/ORANGE
JAUNE
JAUNE/ORANGE
MARRON MOYEN
MARRON CLAIR
MARRON MOYEN
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
MARRON SOMBRE
MAUVE
MAUVE NOIR
ROUGE/ ORANGE
tf
tf
f
f
f
tf
tf
f
f
f
f
f
m
f
f
f
f
f
m
tf
f
tf
F
Autour des grains
Autour des grains
En bordure des cavités
de dissolution
Oans les pores résiduels
Intergranulaires, autour
des Echinodermes
Dans Iles pores résiduels
Tableau V - PHASES DE CIMENTATION OBSERVEES DANS LA FORMATION OOLITHIQUE PAR CATHODOLUMINESCENCE
17
EVENEMENT
CIMENTATION
DISSOLUTION
COMPACTION
CIMENTATION
CIMENTATION
CIMENTATION
DISSOLUTION
CIMENTATION
TYPE
MICROSPATHIQUE
D 1
MICROSPATHIQUE
MICROSPATHIQUE
SPATHIQUE
D 2
SPATHIQUE
nORPHOLOGIE
PALISSADIQUE
Cavités II
DécollementsStylolithesFentes en col
PALISSADIQUE 1
INTRA CAVITESPRIMAIRES ..2
CRISTAUX
TRAPUS
INTRA CAVITE'.II
SYNTAXIALE
Cavités III
POECILITHIQUE
AUTOMORPHE
MINERAL
ARAGONITE
n
CALCITE
CALCITE
CALCITE
DOLOMITE
DOLOMITE
CODE
CMSP
CMS a1
a2
CMS bl
b2
b3
CMS3 al
a2
CMS3 b1
b2
b3
CS a
bl
b2
b3
cl
c2
c3
c4
d
DS. «
DS ¡3 1
62
63
COULEUR INTENSITE LOCALISATION
BLEU SOMBRE
MARRON/ JAUNE
JAUNE/ORANGE
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
BLEU SOMBRE
MARRDN/JAUNE
JAUNE/ORANGE
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
MARRON
JAUNE/ORANGE
JAUNE
JAUNE/ORANGE
MARRON MOYEN
MARRON CLAIR
MARRON MOYEN
MARRON CLAIR
JAUNE/ORANGE
MARRON SOMBRE
MAUVE
MAUVE NOIR
ROUGE/ ORANGE
tf
tf
f
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f
f
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F
Autour des grains
Autour des grains
En bordure des cavités
de dissolution
Oans les pores résiduels
Intergranulaires, autour
des Echinodermes
Dans Iles pores résiduels
Tableau V - PHASES DE CIMENTATION OBSERVEES DANS LA FORMATION OOLITHIQUE PAR CATHODOLUMINESCENCE
18
Compaction
Elle se manifeste au cours de l'enfouissement et se traduit
par de légères modifications dans l'arrangement des grains de la roche.
- éclatement des ciments palissadlques, qui se détachent de
leur support.
- stylolithisation ou déformations souples aux points de
contact entre les grains : Selon les cas, on observe une pénétration
d'un grain dans le grain adjacent ou interpénétration ou bien encore
une déformation souple des deux grains.
- fracturation ou fentes en coin dans les grains.
CMSl : CIMENT PRECOCE, microspathique, actuellement de nature
calcitique, mais originellement constitué d' aragonite. Il forme un
film palissadique à la surface des grains. Deux systèmes de zones sont
observés en cathodoluminescence, du coeur vers la périphérie des
grains, (photos 1, 2, Pl. 2 ; Photos 1, 2, Pl. 7).
- CMSl a : système comprenant deux zones au plus.
* CMSl a, : zone bleu sombre, de très faible intensité, bien
développée par rapport aux autres zones.
* CMSl a_: zone marron/jaune, de très faible intensité,
généralement assez étroite.
- CMSl b : système constitué de trois zones au maximum.
*CMS1 bl : zone jaune/orange, de faible intensité, limitée
à un liseré très étroit.
*CMS1 b2 : zone marron clair, de faible intensité, assez
étroite également.
"CMSl b3 : zone jaune/orange, de faible intensité, très
étroite.
18
Compaction
Elle se manifeste au cours de l'enfouissement et se traduit
par de légères modifications dans l'arrangement des grains de la roche.
- éclatement des ciments palissadlques, qui se détachent de
leur support.
- stylolithisation ou déformations souples aux points de
contact entre les grains : Selon les cas, on observe une pénétration
d'un grain dans le grain adjacent ou interpénétration ou bien encore
une déformation souple des deux grains.
- fracturation ou fentes en coin dans les grains.
CMSl : CIMENT PRECOCE, microspathique, actuellement de nature
calcitique, mais originellement constitué d' aragonite. Il forme un
film palissadique à la surface des grains. Deux systèmes de zones sont
observés en cathodoluminescence, du coeur vers la périphérie des
grains, (photos 1, 2, Pl. 2 ; Photos 1, 2, Pl. 7).
- CMSl a : système comprenant deux zones au plus.
* CMSl a, : zone bleu sombre, de très faible intensité, bien
développée par rapport aux autres zones.
* CMSl a_: zone marron/jaune, de très faible intensité,
généralement assez étroite.
- CMSl b : système constitué de trois zones au maximum.
*CMS1 bl : zone jaune/orange, de faible intensité, limitée
à un liseré très étroit.
*CMS1 b2 : zone marron clair, de faible intensité, assez
étroite également.
"CMSl b3 : zone jaune/orange, de faible intensité, très
étroite.
19
CMS3 : CIMENTATION microspathique, localisée en bordure des cavités
de dissolution intragranulaires. Le ciment calcitique semble provenir
d'une agradatlon des cristaux de la micrite constituée des grains
affectés par la dissolution Dl. Deux systèmes de zones CL sont
observés, du centre vers la bordure des cristaux (Photo 1,P1. 3).
- CMS 3 a : Système de deux zones au maximum, de caractéris-r
tiques identiques à celles de CMS 1 a, avec
cependant pour les zones CMS 3 a, et CMS 3 a
un développement respectivement plus faible et
plus important.
- CMS 3 b : Système de trois zones au plus, (b, , b, b,) de
mêmes caractéristiques que les trois zones CMS 1
(bj^, h^, b^).
CS - CIMENTATION de calcite spathique, développée principalement dans
les pores intergranulaires résiduels, autour des fragments
monocristallins de test échinodermique (calcite syntaxiale) dans laplupart des cas. De façon subordonnée, de tels cristaux peuvent être
localisés indépendemment de ces bioclastes. Quatre systèmes de zones
sont distingués, du coeur vers la périphérie des cristaux. (Photos 3,4,
Pl. 4 ; Photos 1, 2, Pl. 7).
- CS a : système comportant de très nombreuses zones
étroites, de couleur marron sombre à marron
clair, de faible intensité, là encore corrélable
avec le stade a_.
- CS b : système de zones en petit nombre, mieux dévelop
pées que dans le cas précédent. Une séquence à
trois termes est fréquemment observée.
* CS b, : zone de couleur jaune/orange, de faible intensité.
* CS by : zone de couleur jaune, d'intensité moyenne.
* CS bj : zone de couleur jaune/orange, de faible intensité.
19
CMS3 : CIMENTATION microspathique, localisée en bordure des cavités
de dissolution intragranulaires. Le ciment calcitique semble provenir
d'une agradatlon des cristaux de la micrite constituée des grains
affectés par la dissolution Dl. Deux systèmes de zones CL sont
observés, du centre vers la bordure des cristaux (Photo 1,P1. 3).
- CMS 3 a : Système de deux zones au maximum, de caractéris-r
tiques identiques à celles de CMS 1 a, avec
cependant pour les zones CMS 3 a, et CMS 3 a
un développement respectivement plus faible et
plus important.
- CMS 3 b : Système de trois zones au plus, (b, , b, b,) de
mêmes caractéristiques que les trois zones CMS 1
(bj^, h^, b^).
CS - CIMENTATION de calcite spathique, développée principalement dans
les pores intergranulaires résiduels, autour des fragments
monocristallins de test échinodermique (calcite syntaxiale) dans laplupart des cas. De façon subordonnée, de tels cristaux peuvent être
localisés indépendemment de ces bioclastes. Quatre systèmes de zones
sont distingués, du coeur vers la périphérie des cristaux. (Photos 3,4,
Pl. 4 ; Photos 1, 2, Pl. 7).
- CS a : système comportant de très nombreuses zones
étroites, de couleur marron sombre à marron
clair, de faible intensité, là encore corrélable
avec le stade a_.
- CS b : système de zones en petit nombre, mieux dévelop
pées que dans le cas précédent. Une séquence à
trois termes est fréquemment observée.
* CS b, : zone de couleur jaune/orange, de faible intensité.
* CS by : zone de couleur jaune, d'intensité moyenne.
* CS bj : zone de couleur jaune/orange, de faible intensité.
20
Les zones sont très fréquemment obliques par rapport à
celles de CSa, marquant l'existence d'une discontinuité géométrique
entre les deux systèmes.
- CS c : système de zones en nombre restreint difficiles
à distinguer en raison de leurs teintes voisines,
de faible intensité, marron moyen à marron sombre.
Dans le meilleur des cas, on peut cependant
discerner.
* CS c, : zone marron moyen.
* CS c : zone marron sombre.
* CS C-, : zone marron moyen.
* CS c, : zone marron sombre.
- CS d : système à une seule zone de couleur jaune/orange
et d'intensité moyenne, assez peu fréquemment
présent.
Aucune discontinuité géométrique n'est notée entre les trois
systèmes CS b, c, d, dont les zones zont parallèles.
D2 - DISSOLUTION importante, contribuant à la formation de cavités
tertiaires, connectées entre elles le plus souvent. Cette phase de
dégradation cristalline est un événement majeur dans la vie des
réservoirs car elles sépare deux périodes de cimentation totalement
différentes : CS, de nature calcitique, modérément développée d'une
part, DS, de nature dolomitique d'autre part et plus largement
représentée, au moins à certains niveaux.
DS : CIMENTATION dolomitique, qui précipite en deux temps, DS a et
DS B.
20
Les zones sont très fréquemment obliques par rapport à
celles de CSa, marquant l'existence d'une discontinuité géométrique
entre les deux systèmes.
- CS c : système de zones en nombre restreint difficiles
à distinguer en raison de leurs teintes voisines,
de faible intensité, marron moyen à marron sombre.
Dans le meilleur des cas, on peut cependant
discerner.
* CS c, : zone marron moyen.
* CS c : zone marron sombre.
* CS C-, : zone marron moyen.
* CS c, : zone marron sombre.
- CS d : système à une seule zone de couleur jaune/orange
et d'intensité moyenne, assez peu fréquemment
présent.
Aucune discontinuité géométrique n'est notée entre les trois
systèmes CS b, c, d, dont les zones zont parallèles.
D2 - DISSOLUTION importante, contribuant à la formation de cavités
tertiaires, connectées entre elles le plus souvent. Cette phase de
dégradation cristalline est un événement majeur dans la vie des
réservoirs car elles sépare deux périodes de cimentation totalement
différentes : CS, de nature calcitique, modérément développée d'une
part, DS, de nature dolomitique d'autre part et plus largement
représentée, au moins à certains niveaux.
DS : CIMENTATION dolomitique, qui précipite en deux temps, DS a et
DS B.
21
DS g :
Il s'agit d'une dolomite colmatant assez largement la
porosité résiduelle entre les grains. Elle forme des plages
cristallines qui englobent souvent plusieurs grains. Elle est
caractérisée par un seul système a, comportant de nombreuses zones de
couleur CL allant du marron/mauve sombre au marron/noir, (photos 3, 4,
Pl. 5).
DS B ;
Cette génération de dolomie est généralement séparée de la
précédente par une discontinuité qui se marque par une forme différente
des cristaux et des rapports différents avec l'encaissant, ainsi que
par une relation de type corrosion entre les deux phases dolomitiques.
- DS B se présente en cristaux rhomboédriques (200 ym),
souvent localisés en bordure des pores créés par la disso¬
lution D2, alors que DS a participe plutôt au colmatage
des pores intergranulaires. DS 6 épigénise en partie les
grains de la roche en bordure des pores de dissolution
alors que DS a respecte parfaitement les grains.
(Photos 1, 2, 3, 4, Pl. 6 ; Photos 1, 2, Pl. 7).
- en luminescence, on décèle une corrosion de DS a
par DS B.
Trois zones CL sont observées au sein des cristaux.
* DS B-, : zone de couleur CL mauve, d'intensité faible.
* DS Bo : zone de couleur CL mauve/noir, de très faible
intensité, étroite.
* DS B-, : zone de couleur CL rouge/orange, de forte
intensité, étroite.
21
DS g :
Il s'agit d'une dolomite colmatant assez largement la
porosité résiduelle entre les grains. Elle forme des plages
cristallines qui englobent souvent plusieurs grains. Elle est
caractérisée par un seul système a, comportant de nombreuses zones de
couleur CL allant du marron/mauve sombre au marron/noir, (photos 3, 4,
Pl. 5).
DS B ;
Cette génération de dolomie est généralement séparée de la
précédente par une discontinuité qui se marque par une forme différente
des cristaux et des rapports différents avec l'encaissant, ainsi que
par une relation de type corrosion entre les deux phases dolomitiques.
- DS B se présente en cristaux rhomboédriques (200 ym),
souvent localisés en bordure des pores créés par la disso¬
lution D2, alors que DS a participe plutôt au colmatage
des pores intergranulaires. DS 6 épigénise en partie les
grains de la roche en bordure des pores de dissolution
alors que DS a respecte parfaitement les grains.
(Photos 1, 2, 3, 4, Pl. 6 ; Photos 1, 2, Pl. 7).
- en luminescence, on décèle une corrosion de DS a
par DS B.
Trois zones CL sont observées au sein des cristaux.
* DS B-, : zone de couleur CL mauve, d'intensité faible.
* DS Bo : zone de couleur CL mauve/noir, de très faible
intensité, étroite.
* DS B-, : zone de couleur CL rouge/orange, de forte
intensité, étroite.
22
2.4. - Interprétation
La place de la dissolution Dl dans la chronologie présentée
appelle la même remarque que celle effectuée pour la formation
"Comblanchien" .
Les observations en cathodoluminescence montrent une forte
similitude entre les sytèmes de zones a et b des ciments CMS 1 et CMS3,
et les systèmes a et b du ciment CS. Comme dans le cas des ciments CM52 et CS
présents dans la formation "Comblanchien", on peut proposer une
croissance synchrone de la calcite de ces différents ciments dans la
formation oolithique, avant la phase de dissolution Dl. Cette dernière
serait elle-même intervenue après le dépôt de l'aragonite originelle du
ciment CMS 1, postérieurement transformée en calcite.
Cette hypothèse reste valable et satisfaisante si l'on
examine que les caractéristiques globales des systèmes de zones. Si
l'on considère les zones elle-mêmes, dans le détail, il convient de
noter quelques nuances entre les ciments microspathiques CMS 1 et CMS 3
et le ciment spathique CS.
En effet, les systèmes CMS 1 a et CMS 3 a ne comportent que
deux zones au plus (a, et a), alors que CS a est constitué d'un grand
nombre de zones étroites. Cependant, il faut considérer que la
cinétique de croissance des calcites spathiques CS doit être particulière
- en liaison avec l'extension d'un réseau préexistant : celui du fragment
monocristallin du test échinodermique qui sert de germe - et vraisembla¬
blement différente de celle des cristaux CMS 1 et CMS 3 qui sont d'un
volume plus réduit (microspathique) et développés sur un autre type de
support.
La relation chronologique entre les deux phases de dolomite
DS a, DS B est bien établie. Cependant, les faits suggèrent que le
caractère polyphasé de la dolomitisation doit aller de paire avec l'éta¬
lement dans le temps de la phase de dissolution D2. Il s'agit là d'une
période majeure dans la vie du réservoir qu'il conviendrait de mieux
connaître en multipliant les observations, pour l'instant encore trop
fragmentaires.
22
2.4. - Interprétation
La place de la dissolution Dl dans la chronologie présentée
appelle la même remarque que celle effectuée pour la formation
"Comblanchien" .
Les observations en cathodoluminescence montrent une forte
similitude entre les sytèmes de zones a et b des ciments CMS 1 et CMS3,
et les systèmes a et b du ciment CS. Comme dans le cas des ciments CM52 et CS
présents dans la formation "Comblanchien", on peut proposer une
croissance synchrone de la calcite de ces différents ciments dans la
formation oolithique, avant la phase de dissolution Dl. Cette dernière
serait elle-même intervenue après le dépôt de l'aragonite originelle du
ciment CMS 1, postérieurement transformée en calcite.
Cette hypothèse reste valable et satisfaisante si l'on
examine que les caractéristiques globales des systèmes de zones. Si
l'on considère les zones elle-mêmes, dans le détail, il convient de
noter quelques nuances entre les ciments microspathiques CMS 1 et CMS 3
et le ciment spathique CS.
En effet, les systèmes CMS 1 a et CMS 3 a ne comportent que
deux zones au plus (a, et a), alors que CS a est constitué d'un grand
nombre de zones étroites. Cependant, il faut considérer que la
cinétique de croissance des calcites spathiques CS doit être particulière
- en liaison avec l'extension d'un réseau préexistant : celui du fragment
monocristallin du test échinodermique qui sert de germe - et vraisembla¬
blement différente de celle des cristaux CMS 1 et CMS 3 qui sont d'un
volume plus réduit (microspathique) et développés sur un autre type de
support.
La relation chronologique entre les deux phases de dolomite
DS a, DS B est bien établie. Cependant, les faits suggèrent que le
caractère polyphasé de la dolomitisation doit aller de paire avec l'éta¬
lement dans le temps de la phase de dissolution D2. Il s'agit là d'une
période majeure dans la vie du réservoir qu'il conviendrait de mieux
connaître en multipliant les observations, pour l'instant encore trop
fragmentaires.
23
2.5. - Comparaison des successions observées dans la formation
"Comblanchien" et la formation oolithique
Le tableau UI montre que les successions diagénétiques
enregistrées dans les espaces poreux des deux formations sont
identiques, avec cependant quelques nuances dans les modalités de
croissance de certaines générations de ciment, les nuances sont
mineures au niveau du ciment CS, mais révèlent une importance^
particulière au niveau du ciment dolomitique DS.
2.5.1. - LE CIMENT CS
Les différences ne s'expriment ici que par une variation du
nombre des zones dans un même système. C'est le cas du système CSa,
qui, dans la formation "Comblanchien" est monozonal alors qu'il
comprend de nombreuses zones dans la formation oolithique. Au
contraire, dans cette dernière formation, les système CS c est
constitué d'un plus petit nombre de zones que le même système dans la
formation "Comblanchien".
2.5.2. - LE CIMENT DS
Dans la formation "Comblanchien", les cristaux de dolomite
montrent deux couleurs CL se répétant en alternance. Ces deux couleurs
ne se retrouvent que dans les deux dernières zones de DS B (DS Bo ^tDS B 3) dans la formation oolithique. Le système DS a et la zone DS B-,
observée dans cette dernière formation n'on pas d'équivalent dans la
formation "Comblanchien".
Le couple DS Bo ~ ^^ 3-7 forme une séquence qui correspond à
une période de croissance qui peut être globalement corrélée avec le
ciment DS Bo >, d dans lequel elle se répète trois fois. Notons
également que DS B peut se développer aux dépens de l'encaissant, cette
forme de substitution rappelle les dolomitisations observées par ailleurs
dans le bassin. A cet égard il serait fort intéressant d'établir une corré¬
lation entre la "dolomitisation massive" notée par ailleurs et les cristal¬
lisations principalement porales d'Aulnay.
23
2.5. - Comparaison des successions observées dans la formation
"Comblanchien" et la formation oolithique
Le tableau UI montre que les successions diagénétiques
enregistrées dans les espaces poreux des deux formations sont
identiques, avec cependant quelques nuances dans les modalités de
croissance de certaines générations de ciment, les nuances sont
mineures au niveau du ciment CS, mais révèlent une importance^
particulière au niveau du ciment dolomitique DS.
2.5.1. - LE CIMENT CS
Les différences ne s'expriment ici que par une variation du
nombre des zones dans un même système. C'est le cas du système CSa,
qui, dans la formation "Comblanchien" est monozonal alors qu'il
comprend de nombreuses zones dans la formation oolithique. Au
contraire, dans cette dernière formation, les système CS c est
constitué d'un plus petit nombre de zones que le même système dans la
formation "Comblanchien".
2.5.2. - LE CIMENT DS
Dans la formation "Comblanchien", les cristaux de dolomite
montrent deux couleurs CL se répétant en alternance. Ces deux couleurs
ne se retrouvent que dans les deux dernières zones de DS B (DS Bo ^tDS B 3) dans la formation oolithique. Le système DS a et la zone DS B-,
observée dans cette dernière formation n'on pas d'équivalent dans la
formation "Comblanchien".
Le couple DS Bo ~ ^^ 3-7 forme une séquence qui correspond à
une période de croissance qui peut être globalement corrélée avec le
ciment DS Bo >, d dans lequel elle se répète trois fois. Notons
également que DS B peut se développer aux dépens de l'encaissant, cette
forme de substitution rappelle les dolomitisations observées par ailleurs
dans le bassin. A cet égard il serait fort intéressant d'établir une corré¬
lation entre la "dolomitisation massive" notée par ailleurs et les cristal¬
lisations principalement porales d'Aulnay.
24
FORMATION COMBLANCHIEN
CM1
CMSP
FORMATION OOLITHIQUE
CMSP
DISSOLUTION PHASE I
CM2
CMS2 al
a2
bl
b2
b3
-
CSa
bl
b2
b3
C
d
CSa
bl
b2
b3
CI
C2
C3-4
d
CMSl el
a2
bl
b2
b3
CMS3 al
a2
bl
b2
b3
DISSOLUTION PHASE 2
DS ^2 "~~'''^^^=^^:^::rz::;;;;;^;;~£3^ ^
B6
E7 ^^^BB
DS1 «
DS2 piP2
(33
TabLeau VI - COMPARAISON DES SUCCESSIONS DE CIMENTATIONS ENTRE
LA FORMATION "COMBLANCHIEN" ET LA FORMATION OOLITHIQUE
24
FORMATION COMBLANCHIEN
CM1
CMSP
FORMATION OOLITHIQUE
CMSP
DISSOLUTION PHASE I
CM2
CMS2 al
a2
bl
b2
b3
-
CSa
bl
b2
b3
C
d
CSa
bl
b2
b3
CI
C2
C3-4
d
CMSl el
a2
bl
b2
b3
CMS3 al
a2
bl
b2
b3
DISSOLUTION PHASE 2
DS ^2 "~~'''^^^=^^:^::rz::;;;;;^;;~£3^ ^
B6
E7 ^^^BB
DS1 «
DS2 piP2
(33
TabLeau VI - COMPARAISON DES SUCCESSIONS DE CIMENTATIONS ENTRE
LA FORMATION "COMBLANCHIEN" ET LA FORMATION OOLITHIQUE
25
Pour expliquer ces nuances, la différence des contextes
sédimentologiques, conduisant à des conditions de porosité et de
circulation des fluides non identiques pourrait être évoquée, la présen¬
ce d'une matrice dans un cas, (formation Comblanchien) son absence
dans l'autre, peut avoir influencé la nature et les modalités de
croissance des phases cristallines. Il pourrait alors s'agir d'un
"facteur de formation" modulant la croissance des cristaux, dans une
évolution diagénétique relativement homogène.
III - ESSAI D'INTERPRETATION EN TERMES DE PHYSICOCHIMIE ET GEOCHIMIE
DES PALEOFLUIDES INTERSTICIELS
3.1. - Bref rappel de la signification des couleurs de cathodolumines¬
cence des carbonates (calcite et dolomite).
L'ensemble des données qui suivent est tiré de la thèse de
P. AMIEUX (La cathodoluminescence dans les roches sédimentaires, 1981,
Université de Lyon 1).
Ces données bibliographiques doivent être considérées comme
des hypothèses, parfois fortement étayées, et non pas comme des
références certaines, qui associeraient à telle teinte CL, tel état
physicochimique du fluide nourricier.
3.1.1. - COULEURS DE CATHODOLUMINESCENCE DE LA CALCITE
- la couleur bleu nuit traduit une luminescence dite
intrinsèque, sans activateur (Mn ) ni inhibiteur
(Fe 3 ) dans le réseau. Notons que si Fe peut
être présent, il n'influence pas la couleur CL en
dessous d'une concentration de 1,5 %.
25
Pour expliquer ces nuances, la différence des contextes
sédimentologiques, conduisant à des conditions de porosité et de
circulation des fluides non identiques pourrait être évoquée, la présen¬
ce d'une matrice dans un cas, (formation Comblanchien) son absence
dans l'autre, peut avoir influencé la nature et les modalités de
croissance des phases cristallines. Il pourrait alors s'agir d'un
"facteur de formation" modulant la croissance des cristaux, dans une
évolution diagénétique relativement homogène.
III - ESSAI D'INTERPRETATION EN TERMES DE PHYSICOCHIMIE ET GEOCHIMIE
DES PALEOFLUIDES INTERSTICIELS
3.1. - Bref rappel de la signification des couleurs de cathodolumines¬
cence des carbonates (calcite et dolomite).
L'ensemble des données qui suivent est tiré de la thèse de
P. AMIEUX (La cathodoluminescence dans les roches sédimentaires, 1981,
Université de Lyon 1).
Ces données bibliographiques doivent être considérées comme
des hypothèses, parfois fortement étayées, et non pas comme des
références certaines, qui associeraient à telle teinte CL, tel état
physicochimique du fluide nourricier.
3.1.1. - COULEURS DE CATHODOLUMINESCENCE DE LA CALCITE
- la couleur bleu nuit traduit une luminescence dite
intrinsèque, sans activateur (Mn ) ni inhibiteur
(Fe 3 ) dans le réseau. Notons que si Fe peut
être présent, il n'influence pas la couleur CL en
dessous d'une concentration de 1,5 %.
26
- Les couleurs jaune à rouge-orange correspondent à une
action prédominante de Mn , en présence ou non de
Fe et Fe . Cela peut être mis en relation avec une
évolution de la composition chimique du cristal ou une
évolution du potentiel d'oxydo-réduction du fluide intersticiel.
- les couleurs jaune à marron sombre traduisent une action
conjuguée Mn et Fe , le jaune est du à une prépon¬
dérance de Mn . La couleur marron indique une prédomi-
nace de Fe , qui, lorsqu'elle s'accentue, provoque une
évolution vers le noir, teinte d'inhibition totale.
3.1.2. - COULEURS DE CATHODOLUMINESCENCE DE LA DOLOMITE
- couleur bleu nuit : elle correspond à une cathodolumi¬
nescence intrinsèque, et exclut toute participation du
Fe (sous forme bi ou trivalente) au réseau.
- l'association jaune, rouge-orange, rouge, traduit une
prédominance du Mn par rapport à Fe . Cela est en
rapport avec le potentiel d'oxydo-réduction du fluide
intersticiel ou avec le taux de substitution de CA
et Mg par Mn . Une substitution préférentielle
en site CA détermine une couleur jaune, en site
Mg une couleur rouge. La teinte rouge-orange
traduit une distribution équilibrée dans les deux
sites. Par extension, une dolomite à stoechiométrie
anormalement calcitique aurait une teinte dominante
jaune en cathodoluminescence.
3.2. - Interprétation des séquences de couleurs observées dans les
échantillons d ' Aulnay-sous-Bois (formation oolithique)
Cette interprétation constitue une hypothèse sur les
caractéristiques des fluides nourriciers, formulée à partir des données
bibliographiques de P. AMIEUX (1981). Le lecteur doit garder présent à
l'esprit le caractère discutable de certaines extrapolations. Néanmoins,
26
- Les couleurs jaune à rouge-orange correspondent à une
action prédominante de Mn , en présence ou non de
Fe et Fe . Cela peut être mis en relation avec une
évolution de la composition chimique du cristal ou une
évolution du potentiel d'oxydo-réduction du fluide intersticiel.
- les couleurs jaune à marron sombre traduisent une action
conjuguée Mn et Fe , le jaune est du à une prépon¬
dérance de Mn . La couleur marron indique une prédomi-
nace de Fe , qui, lorsqu'elle s'accentue, provoque une
évolution vers le noir, teinte d'inhibition totale.
3.1.2. - COULEURS DE CATHODOLUMINESCENCE DE LA DOLOMITE
- couleur bleu nuit : elle correspond à une cathodolumi¬
nescence intrinsèque, et exclut toute participation du
Fe (sous forme bi ou trivalente) au réseau.
- l'association jaune, rouge-orange, rouge, traduit une
prédominance du Mn par rapport à Fe . Cela est en
rapport avec le potentiel d'oxydo-réduction du fluide
intersticiel ou avec le taux de substitution de CA
et Mg par Mn . Une substitution préférentielle
en site CA détermine une couleur jaune, en site
Mg une couleur rouge. La teinte rouge-orange
traduit une distribution équilibrée dans les deux
sites. Par extension, une dolomite à stoechiométrie
anormalement calcitique aurait une teinte dominante
jaune en cathodoluminescence.
3.2. - Interprétation des séquences de couleurs observées dans les
échantillons d ' Aulnay-sous-Bois (formation oolithique)
Cette interprétation constitue une hypothèse sur les
caractéristiques des fluides nourriciers, formulée à partir des données
bibliographiques de P. AMIEUX (1981). Le lecteur doit garder présent à
l'esprit le caractère discutable de certaines extrapolations. Néanmoins,
27
il est apparu intéressant de proposer un schéma d'évolution
diagénétique que l'on a tenté de relier à l'évolution globable du
dispositif sédimentaire bathonien.
3.2.1. CIMENT MICROSPATHIQUE PALISSADIQUE CMS 1 : Rappelons
qu'à l'origine ce ciment était aragonitique. Les couleurs observées
actuellement correspondent à celles de la cale j te de remplacement.
CMS 1 a : la couleur bleu sombre traduit l'absence de Fe
et de Mn . Elle pourrait être héritée du ciment
aragonique originel. La nuance marron/mauve qui
lui succède indiquerait soit une ambiance oxydée,
avec prédominance inhibitrice de Fe , soit la
présence d'une certaine quantité de Sr , préser¬
vée du lessivage consécutif à la recristallisation
en calcite de l'aragonite originelle (P. AMIEUX,
1981). Sr est en effet un
luminescence dans l'aragonite.
1981). Sr est en effet un inhibiteur de
CMS 1 b : l'association des couleurs indiquerait une ambiance
plus réductrice, avec Mn prépondérant. La teinte
marron de la zone médiane traduirait une
pulsation où Fe tendrait à supplanter Mn
3.2.2.- CIMENT CALCITIQUE MICROSPATHIQUE CMS 3 -
L'évolution des couleurs CL de ce ciment est identique à celle qui a
été observé pour le ciment CMS 1.
3.2.3. - CIMENT SPATHIQUE CS
CS a : précipitation dans une ambiance probablement
oxydante ; Fe exerce une action inhibitrice,
les couleurs sombres étant dominantes en début
de système.
27
il est apparu intéressant de proposer un schéma d'évolution
diagénétique que l'on a tenté de relier à l'évolution globable du
dispositif sédimentaire bathonien.
3.2.1. CIMENT MICROSPATHIQUE PALISSADIQUE CMS 1 : Rappelons
qu'à l'origine ce ciment était aragonitique. Les couleurs observées
actuellement correspondent à celles de la cale j te de remplacement.
CMS 1 a : la couleur bleu sombre traduit l'absence de Fe
et de Mn . Elle pourrait être héritée du ciment
aragonique originel. La nuance marron/mauve qui
lui succède indiquerait soit une ambiance oxydée,
avec prédominance inhibitrice de Fe , soit la
présence d'une certaine quantité de Sr , préser¬
vée du lessivage consécutif à la recristallisation
en calcite de l'aragonite originelle (P. AMIEUX,
1981). Sr est en effet un
luminescence dans l'aragonite.
1981). Sr est en effet un inhibiteur de
CMS 1 b : l'association des couleurs indiquerait une ambiance
plus réductrice, avec Mn prépondérant. La teinte
marron de la zone médiane traduirait une
pulsation où Fe tendrait à supplanter Mn
3.2.2.- CIMENT CALCITIQUE MICROSPATHIQUE CMS 3 -
L'évolution des couleurs CL de ce ciment est identique à celle qui a
été observé pour le ciment CMS 1.
3.2.3. - CIMENT SPATHIQUE CS
CS a : précipitation dans une ambiance probablement
oxydante ; Fe exerce une action inhibitrice,
les couleurs sombres étant dominantes en début
de système.
26
- CS b : croissance en milieu réducteur. Mn serait
incorporé de préférence à Fe .La luminescence
est activée.
- CS b : croissance en milieu réducteur. Mn serait
incorporé de préférence à Fe .La luminescence
est activée.
- CS c : retour probable à des conditions oxydantes ; Fe
deviendrait prépondérant par rapport à Mn , d'où
les teintes marron.
- CS d : la teinte jaune orange indiquerait le caractère
réducteur du fluide. Mn supplante Fe
La similitude des évolutions des ciments CMS 1, CMS 3 et CS
(a, b) plaiderait pour un mise en place synchrone, ou, tout au moins
dans des conditions de variations du fluide nourricier similaire.
Les couleurs de cathodoluminescence observées sont, comme
l'avait noté P. AMIEUX (in D. GIOT et AL 1984) semblables à celles de
l'encaissant. D'après cet auteur, cela montre le caractère autochtone
de ces ciments, autrement dit, l'autochtonie des fluides à partir
desquels ils ont précipité.
3.2.4 - LES CIMENTS DOLOMITIQUES DS a ET DS B
DS a
Les couleurs de cathodoluminescence de ce premier ciment
dolomitique tant dans les faciès du Comblanchien qu'au sein de la formation
oolithique, indiqueraient une inhibition de la luminescence par Fe ,
Mn , étant présent mais subordonné. La prépondérance de Fe par rapport à
Mn , dans les faciès oolithiques, n'est pas homogène. Elle varie de façon
très rythmée, devenant moins accentuée vers la fin du système, où les teintes marron/
mauve dominent.
Cela impliquerait d'une part le caractère oxydé du fluide et,
d'autre part, une diminution de cet état d'oxydation au cours de la crois¬
sance cristalline.
26
- CS b : croissance en milieu réducteur. Mn serait
incorporé de préférence à Fe .La luminescence
est activée.
- CS b : croissance en milieu réducteur. Mn serait
incorporé de préférence à Fe .La luminescence
est activée.
- CS c : retour probable à des conditions oxydantes ; Fe
deviendrait prépondérant par rapport à Mn , d'où
les teintes marron.
- CS d : la teinte jaune orange indiquerait le caractère
réducteur du fluide. Mn supplante Fe
La similitude des évolutions des ciments CMS 1, CMS 3 et CS
(a, b) plaiderait pour un mise en place synchrone, ou, tout au moins
dans des conditions de variations du fluide nourricier similaire.
Les couleurs de cathodoluminescence observées sont, comme
l'avait noté P. AMIEUX (in D. GIOT et AL 1984) semblables à celles de
l'encaissant. D'après cet auteur, cela montre le caractère autochtone
de ces ciments, autrement dit, l'autochtonie des fluides à partir
desquels ils ont précipité.
3.2.4 - LES CIMENTS DOLOMITIQUES DS a ET DS B
DS a
Les couleurs de cathodoluminescence de ce premier ciment
dolomitique tant dans les faciès du Comblanchien qu'au sein de la formation
oolithique, indiqueraient une inhibition de la luminescence par Fe ,
Mn , étant présent mais subordonné. La prépondérance de Fe par rapport à
Mn , dans les faciès oolithiques, n'est pas homogène. Elle varie de façon
très rythmée, devenant moins accentuée vers la fin du système, où les teintes marron/
mauve dominent.
Cela impliquerait d'une part le caractère oxydé du fluide et,
d'autre part, une diminution de cet état d'oxydation au cours de la crois¬
sance cristalline.
29
DS B
La trilogie de couleur CL correspondrait, dans l'ordre
chronologique à :
- DS 1 B , : précipitation en ambiance très légèrement
réductrice favorisant discrètment l'incorporation de
Mn . Cela pourrait être mis en relation avec un
caractère très magnésien du fluide à cette période.
- DS Bo : l'inhibition presque totale qui traduit la
teinte mauve sombre, indiquerait le retour à un milieu
oxydant, Fe dominant largement Mn
- DS 3 B , : des conditions réductrices s'installeraient à
nouveau, avec incorporation préférentielle de Mn au
réseau. La teinte rouge/orange semble indiquer que Mn
substitue autant ou davantage de sites Ca que de sitesty
Mg . DSI B 3 serait alors plus calcique que DS Bi. Ce
changement dans la stoechiométrie de la dolomite pourrait
être en relation avec une éventuelle et relative
diminution de la concentratipon en Mg dans le fluide,
la cristalli sation des phases précédentes ayant affaibli
les disponibilités en cet ion.
Selon P. AMIEUX, la teinte et le chimisme de ces ciments
dolomitiques attestent du caractère allochtone des fluides nourriciers.
On ne retrouve plus, comme dans le cas des ciments calcitiques
précédents, la similitude des couleurs de cathodoluminescence avec
celles de l'encaissant. La migration de solutions allochtones permet
l'enrichissement du fluide intersticiel en magnésium notamment, ce
qu'illustre la précipitation de dolomite.
29
DS B
La trilogie de couleur CL correspondrait, dans l'ordre
chronologique à :
- DS 1 B , : précipitation en ambiance très légèrement
réductrice favorisant discrètment l'incorporation de
Mn . Cela pourrait être mis en relation avec un
caractère très magnésien du fluide à cette période.
- DS Bo : l'inhibition presque totale qui traduit la
teinte mauve sombre, indiquerait le retour à un milieu
oxydant, Fe dominant largement Mn
- DS 3 B , : des conditions réductrices s'installeraient à
nouveau, avec incorporation préférentielle de Mn au
réseau. La teinte rouge/orange semble indiquer que Mn
substitue autant ou davantage de sites Ca que de sitesty
Mg . DSI B 3 serait alors plus calcique que DS Bi. Ce
changement dans la stoechiométrie de la dolomite pourrait
être en relation avec une éventuelle et relative
diminution de la concentratipon en Mg dans le fluide,
la cristalli sation des phases précédentes ayant affaibli
les disponibilités en cet ion.
Selon P. AMIEUX, la teinte et le chimisme de ces ciments
dolomitiques attestent du caractère allochtone des fluides nourriciers.
On ne retrouve plus, comme dans le cas des ciments calcitiques
précédents, la similitude des couleurs de cathodoluminescence avec
celles de l'encaissant. La migration de solutions allochtones permet
l'enrichissement du fluide intersticiel en magnésium notamment, ce
qu'illustre la précipitation de dolomite.
30
IU - ESSAI DE RECONSTITUTION DE LA DYNAMIQUE DIAGNETIQUE
La succession de phases de dégration (dissolution) et
d'agradation (cimentation) cristallines peut être exprimée en terme de
séquences de diagenèse. Une séquence est constituée d'une phase de
dissolution suivie d'un épisode de cimentation. La dynamique de dissolu¬
tion pourrait être comparée avec la dynamique érosionnelle d'un terme
de base grossier dans une séquence sédimentaire positive. La phase de
cimentation représenterait l'équivalent du dépôt du terme sédimentaire
lui-même, avec mise en place parfois rythmée.
Dans les formations oolithiques et Comblanchien du Dogger
d'Aulnay-sous-Bois, trois séquences de diagenèse semblent devoir être
distinguées : la première, SI, se déroule en ambiance autochtone. De
la calcite, spathique ou microspathique, précipite après une phase de
dissolution relativement discrète. Avec la séquence 52, la diagenèse se
poursuit dans une ambiance allochtone, caractérisée par des migrations
de fluides. Une phase de dissolution majeure dans le réservoir précède
le développement de ciments dolomitiques spathiques parfois très
poécilithiques. Enfin, la séquence S3 est marquée, toujours en contexte
allochtone, par une dissolution liée au développement de fractures et
la précipitation de ciments sulfatés (celestite et anhydrite).
4.1. - La séquence autochtone SI
4.1.1. LA DISSOLUTION
Postérieurement aux dépôts palissadlques d' aragonite
microspathique, deux types de dissolution affectent le réseau poreux.
L'une (Dl) se développe aux interfaces grains-fluide intersticiel. Elle
se manifeste par une corrosion en bordure des grains ou pénétrant
parfois jusqu'au coeur. L'autre correspond à une disparition de matière
aux contacts entre les grains. Elle relève des effets mécaniques de la
compaction : c'est le phénomène de pression-dissolution.
30
IU - ESSAI DE RECONSTITUTION DE LA DYNAMIQUE DIAGNETIQUE
La succession de phases de dégration (dissolution) et
d'agradation (cimentation) cristallines peut être exprimée en terme de
séquences de diagenèse. Une séquence est constituée d'une phase de
dissolution suivie d'un épisode de cimentation. La dynamique de dissolu¬
tion pourrait être comparée avec la dynamique érosionnelle d'un terme
de base grossier dans une séquence sédimentaire positive. La phase de
cimentation représenterait l'équivalent du dépôt du terme sédimentaire
lui-même, avec mise en place parfois rythmée.
Dans les formations oolithiques et Comblanchien du Dogger
d'Aulnay-sous-Bois, trois séquences de diagenèse semblent devoir être
distinguées : la première, SI, se déroule en ambiance autochtone. De
la calcite, spathique ou microspathique, précipite après une phase de
dissolution relativement discrète. Avec la séquence 52, la diagenèse se
poursuit dans une ambiance allochtone, caractérisée par des migrations
de fluides. Une phase de dissolution majeure dans le réservoir précède
le développement de ciments dolomitiques spathiques parfois très
poécilithiques. Enfin, la séquence S3 est marquée, toujours en contexte
allochtone, par une dissolution liée au développement de fractures et
la précipitation de ciments sulfatés (celestite et anhydrite).
4.1. - La séquence autochtone SI
4.1.1. LA DISSOLUTION
Postérieurement aux dépôts palissadlques d' aragonite
microspathique, deux types de dissolution affectent le réseau poreux.
L'une (Dl) se développe aux interfaces grains-fluide intersticiel. Elle
se manifeste par une corrosion en bordure des grains ou pénétrant
parfois jusqu'au coeur. L'autre correspond à une disparition de matière
aux contacts entre les grains. Elle relève des effets mécaniques de la
compaction : c'est le phénomène de pression-dissolution.
31
Dans le premier cas, cela aboutit à une augmentation
discrète du volume poreux, alors que dans le second, il se produit une
diminution de la porosité. Par contre, le bilan chimique du fluide
intersticiel se trouve influencé de même façon : la disparition de
matière provoque une élévation de la concentration en CaCO,, qui doit
être prise en compte pour la compréhension de la genèse des phases de
cimentation.
4.1.2. - LES CIMENTS CALCITIQUES
4.1.2.1. - CJment microspathique palissadique - CMSl
Son dépôts à la surface des grains s'intègre dans le cadre
de la diagenèse très précoce, ou même de la sédimentation. Son
développement est en relation à la présence d'une zone vadose marine en
milieu intertidal, recevant d'une part les influences marines (marées
hautes éventuelles, embruns, migrations à partir des nappes phréatiques
marines) et, d'autre part, les influences météoriques (précipitations,
ruissellement, migrations occasionnelles à partir des nappes phréatiques
météoriques) .
L'aragonite, qui constitue ces ciments à l'origine, est
stable en milieu marin, mais, elle se transforme rapidement en calcite
dans un contexte plus météorique. Le remplacement par la calcite peut
être très précoce, avant ou dès les premiers stades d'enfouissement, au
sein de la zone vadose, ou bien tardif, au sein des zones phréatiques
par exemple.
4.1.2.2. - Ciment spathique - CS
Le plus souvent, il est localisé autour des fragments
échinodermiques, ce qui ne signifie pas nécessairement qu'il s'agit
d'une croissance syntaxiale. Ce type d'habitus périéchinodermique est
indicateur d'une diagenèse d'enfouissement. Ce fait est confirmé par18 13les caractéristiques isotopiques (ô 0 et ô C) du ciment, compatibles
avec une précipitation à partir d'eaux météoriques évoluées (J.F.
SUREAU, D. GIOT et AL., 1984), au cours de l'enfouissement.
L'observation en lame mincies fournit un argument supplémentaire, dans la
mesure où il est clair que les calcites spathiques scellent des figures
compactionnelles telles que décollements des ciments palissadlques,
contacts intergranulaires stylolithiques, fentes en coin.
31
Dans le premier cas, cela aboutit à une augmentation
discrète du volume poreux, alors que dans le second, il se produit une
diminution de la porosité. Par contre, le bilan chimique du fluide
intersticiel se trouve influencé de même façon : la disparition de
matière provoque une élévation de la concentration en CaCO,, qui doit
être prise en compte pour la compréhension de la genèse des phases de
cimentation.
4.1.2. - LES CIMENTS CALCITIQUES
4.1.2.1. - CJment microspathique palissadique - CMSl
Son dépôts à la surface des grains s'intègre dans le cadre
de la diagenèse très précoce, ou même de la sédimentation. Son
développement est en relation à la présence d'une zone vadose marine en
milieu intertidal, recevant d'une part les influences marines (marées
hautes éventuelles, embruns, migrations à partir des nappes phréatiques
marines) et, d'autre part, les influences météoriques (précipitations,
ruissellement, migrations occasionnelles à partir des nappes phréatiques
météoriques) .
L'aragonite, qui constitue ces ciments à l'origine, est
stable en milieu marin, mais, elle se transforme rapidement en calcite
dans un contexte plus météorique. Le remplacement par la calcite peut
être très précoce, avant ou dès les premiers stades d'enfouissement, au
sein de la zone vadose, ou bien tardif, au sein des zones phréatiques
par exemple.
4.1.2.2. - Ciment spathique - CS
Le plus souvent, il est localisé autour des fragments
échinodermiques, ce qui ne signifie pas nécessairement qu'il s'agit
d'une croissance syntaxiale. Ce type d'habitus périéchinodermique est
indicateur d'une diagenèse d'enfouissement. Ce fait est confirmé par18 13les caractéristiques isotopiques (ô 0 et ô C) du ciment, compatibles
avec une précipitation à partir d'eaux météoriques évoluées (J.F.
SUREAU, D. GIOT et AL., 1984), au cours de l'enfouissement.
L'observation en lame mincies fournit un argument supplémentaire, dans la
mesure où il est clair que les calcites spathiques scellent des figures
compactionnelles telles que décollements des ciments palissadlques,
contacts intergranulaires stylolithiques, fentes en coin.
32
La croissance cristalline s'est donc effectuée non pas
proche de l'interface eau libre- sédiment, mais sous une tranche de
dépôt suffisante pour provoquer une compaction. A cet égard, il serait
intéressant de connaître le seuil de rupture des contacts
intergranulaires permettant la formation de stylolithes. La profondeur
d'enfouissement pourrait être ainsi précisée.
Certains cristaux se sont également développés au sein des
cavités de dissolution intragranulaires , ce qui démontre leur
postériorité par rapport à la dissolution Dl.
4.1.2.3. - Ciment microspathique - CMS3
Pénécontemporain du ciment CS, il se développe sur les
parois des cavités de dissolution. S'il correspond bien à une phase
d'agradation cristalline, il s'agit cependant d'une recristallisation
de bordure par accroissement de cristaux de micrite et non d'une
précipitation primaire à partir d'une paroi granulaire (comme c'est le
cas pour l'aragonite palissadique CMS P).
4.1.3. - INTERPRETATION DE LA SEQUENCE SI
Pour expliquer l'ensemble des phénomènes intervenus au
cours de la séquence diagénétique SI, et intégrant les manifestations
précoces anté SI il est proposé l'hypothèse suivante reposant sur
l'évolution d'un système sédimentaire tel que celui de la fig. 2.
Le système est défini par l'affrontement entre eaux
météoriques marines dans un environnement infratidal à supratidal, où
se dévelope une sédimentation granulaire. Cette dualité se manifeste au
sein de la zone vadose, dans le domaine intertidal, ou les influences
marines pourront induire une lithification précoce par dépôt
d' aragonite palissadique. Le domaine supratidal sera au contraire
susceptible de subir une influence météorique accentuée.
Dans le milieu phréatique, où les fluides remplissent
totalement et en permanence le réseau poreux, eaux marines et eaux
météoriques s'affrontent directement ou par l'intermédiaire d'une zone
de mélange plus ou moins développée.
32
La croissance cristalline s'est donc effectuée non pas
proche de l'interface eau libre- sédiment, mais sous une tranche de
dépôt suffisante pour provoquer une compaction. A cet égard, il serait
intéressant de connaître le seuil de rupture des contacts
intergranulaires permettant la formation de stylolithes. La profondeur
d'enfouissement pourrait être ainsi précisée.
Certains cristaux se sont également développés au sein des
cavités de dissolution intragranulaires , ce qui démontre leur
postériorité par rapport à la dissolution Dl.
4.1.2.3. - Ciment microspathique - CMS3
Pénécontemporain du ciment CS, il se développe sur les
parois des cavités de dissolution. S'il correspond bien à une phase
d'agradation cristalline, il s'agit cependant d'une recristallisation
de bordure par accroissement de cristaux de micrite et non d'une
précipitation primaire à partir d'une paroi granulaire (comme c'est le
cas pour l'aragonite palissadique CMS P).
4.1.3. - INTERPRETATION DE LA SEQUENCE SI
Pour expliquer l'ensemble des phénomènes intervenus au
cours de la séquence diagénétique SI, et intégrant les manifestations
précoces anté SI il est proposé l'hypothèse suivante reposant sur
l'évolution d'un système sédimentaire tel que celui de la fig. 2.
Le système est défini par l'affrontement entre eaux
météoriques marines dans un environnement infratidal à supratidal, où
se dévelope une sédimentation granulaire. Cette dualité se manifeste au
sein de la zone vadose, dans le domaine intertidal, ou les influences
marines pourront induire une lithification précoce par dépôt
d' aragonite palissadique. Le domaine supratidal sera au contraire
susceptible de subir une influence météorique accentuée.
Dans le milieu phréatique, où les fluides remplissent
totalement et en permanence le réseau poreux, eaux marines et eaux
météoriques s'affrontent directement ou par l'intermédiaire d'une zone
de mélange plus ou moins développée.
DOMAINE DOMAINE SUPRATIDAL
enen
1 - Etape vadose
2 - Etape phréatique marine
3 - Etape phréatique météorique
Figure 3 - SCHEMA THEORIQUE SIMPLIFIE DU DISPOSITIF SEDIMENTAIRE ET DES ZONES VADOSES ET PHREATIQUES
DOMAINE DOMAINE SUPRATIDAL
enen
1 - Etape vadose
2 - Etape phréatique marine
3 - Etape phréatique météorique
Figure 3 - SCHEMA THEORIQUE SIMPLIFIE DU DISPOSITIF SEDIMENTAIRE ET DES ZONES VADOSES ET PHREATIQUES
34
Dans l'hypothèse proposée, trois étapes sont distinguées
selon le type d'environnement hydrologique (vadose, phréatique marin,
phréatique météorique plus ou moins évolué) auxquelles s'ajoute une
quatrième étape, liée à la compaction.
4.1.3.1. - Etape vadose
En domaine intertidal, le sable oolithique subit une
lithification par dépôt palissadique d' aragonite. Dans la zone vadose
marine, l'aragonite reste en équilibre avec les fluides intersticiels
plus ou moins temporaires.
4.1.3.2. - Etape phréatique marine
Au cours de l'enfouissement, le sable oolithique consolidé
passe de la zone vadose marine à la zone phréatique marine. A priori,
l'aragonite reste en équilibre avec les fluides intersticiels, à
caractéristiques marines, de même que l'encaissant. Selon la puissance
du recouvrement sédimentaire, les phénomènes de compaction pourront ou
non commencer à se manifester.
4.1.3.3. - Etape phréatique météorique
Dans le contexte "régressif" du Bathonien, les domaines
supratidaux, caractérisés par les influences météoriques, se
développent aux dépens des domaines interditaux et infratidaux sous
influences marines. Dans un tel contexte régressif, le sédiment enfoui
pourra passer de la zone phréatique marine à la zone phréatique météorique.
D'un état d'équilibre avec le fluide intersticiel d'origine
marine, le sable oolithique passe à un état de déséquilibre, lié au
caractère potentiellement sous saturé des eaux météoriques phréatiques
vis-à-vis de CaCO 3. Plusieurs phénomènes se produisent alors :
. l'aragonite devient instable.
. l'encaissant est corrodé par dissolution..
34
Dans l'hypothèse proposée, trois étapes sont distinguées
selon le type d'environnement hydrologique (vadose, phréatique marin,
phréatique météorique plus ou moins évolué) auxquelles s'ajoute une
quatrième étape, liée à la compaction.
4.1.3.1. - Etape vadose
En domaine intertidal, le sable oolithique subit une
lithification par dépôt palissadique d' aragonite. Dans la zone vadose
marine, l'aragonite reste en équilibre avec les fluides intersticiels
plus ou moins temporaires.
4.1.3.2. - Etape phréatique marine
Au cours de l'enfouissement, le sable oolithique consolidé
passe de la zone vadose marine à la zone phréatique marine. A priori,
l'aragonite reste en équilibre avec les fluides intersticiels, à
caractéristiques marines, de même que l'encaissant. Selon la puissance
du recouvrement sédimentaire, les phénomènes de compaction pourront ou
non commencer à se manifester.
4.1.3.3. - Etape phréatique météorique
Dans le contexte "régressif" du Bathonien, les domaines
supratidaux, caractérisés par les influences météoriques, se
développent aux dépens des domaines interditaux et infratidaux sous
influences marines. Dans un tel contexte régressif, le sédiment enfoui
pourra passer de la zone phréatique marine à la zone phréatique météorique.
D'un état d'équilibre avec le fluide intersticiel d'origine
marine, le sable oolithique passe à un état de déséquilibre, lié au
caractère potentiellement sous saturé des eaux météoriques phréatiques
vis-à-vis de CaCO 3. Plusieurs phénomènes se produisent alors :
. l'aragonite devient instable.
. l'encaissant est corrodé par dissolution..
35
4.1.3.4. - Etape compact i onnelle
A ce stade de l'enfouissement, la compaction est
susceptible d'intervenir, il en résulte les effets déjà décrits, dont
l'un, la dissolution sous pression provoque une libération de CaCO 3
dans le fluide intersticiel.
Si le fluide est en équilibre ou près de l'équilibre avec
l'encaissant, la pression-dissolution engendre une sursaturation forcée
en CaCO , .
La transformation de l'aragonite en calcite (CMS 1), le
développement de ciment microspathique de recristallisation de
l'encaissant (CMS 3), la croissance de calcite spathique (CS),
périéchinodermique ou non, pourraient être liés à cette
surconcentration.
L'influence des fluides météoriques, plus ou moins évolués,
réside donc dans la création de l'instabilité géochimique. La
dissolution produit un effet tampon et tend à rétablir l'équilibre en
CaCO-,. La compaction, par l'intermédiaire de la pression-dissolution
peut être le facteur déclenchant, qui permet la croissance minérale,
notamment dans les lieux de l'espace poreux où la demande est la plus
forte, c'est-à-dire où l'instabilité est la plus marquée : les ciments
palissadlques et les cavités de dissolution. Les ciments
péri échinodermiques ne seraient le plus souvent que l'expression d'une
agradatlon quasi obligatoire du fragment bioclastique monocristallin.
La précipitation des ciments est une réaction à l'état de
sursaturation. Elle tend à rétablir l'équilibre en CaCO,. On peut
estimer que la séquence SI se termine avec le rétablissement de cet
équilibre.
4.2. - La séquence allochtone 52
4.2.1. - LA PHASE DE DISSOLUTION MAJEURE (02)
C'est une phase de dégradation cristalline majeure car elle
se solde par l'ouverture de cavités importantes, induisant une porosité
35
4.1.3.4. - Etape compact i onnelle
A ce stade de l'enfouissement, la compaction est
susceptible d'intervenir, il en résulte les effets déjà décrits, dont
l'un, la dissolution sous pression provoque une libération de CaCO 3
dans le fluide intersticiel.
Si le fluide est en équilibre ou près de l'équilibre avec
l'encaissant, la pression-dissolution engendre une sursaturation forcée
en CaCO , .
La transformation de l'aragonite en calcite (CMS 1), le
développement de ciment microspathique de recristallisation de
l'encaissant (CMS 3), la croissance de calcite spathique (CS),
périéchinodermique ou non, pourraient être liés à cette
surconcentration.
L'influence des fluides météoriques, plus ou moins évolués,
réside donc dans la création de l'instabilité géochimique. La
dissolution produit un effet tampon et tend à rétablir l'équilibre en
CaCO-,. La compaction, par l'intermédiaire de la pression-dissolution
peut être le facteur déclenchant, qui permet la croissance minérale,
notamment dans les lieux de l'espace poreux où la demande est la plus
forte, c'est-à-dire où l'instabilité est la plus marquée : les ciments
palissadlques et les cavités de dissolution. Les ciments
péri échinodermiques ne seraient le plus souvent que l'expression d'une
agradatlon quasi obligatoire du fragment bioclastique monocristallin.
La précipitation des ciments est une réaction à l'état de
sursaturation. Elle tend à rétablir l'équilibre en CaCO,. On peut
estimer que la séquence SI se termine avec le rétablissement de cet
équilibre.
4.2. - La séquence allochtone 52
4.2.1. - LA PHASE DE DISSOLUTION MAJEURE (02)
C'est une phase de dégradation cristalline majeure car elle
se solde par l'ouverture de cavités importantes, induisant une porosité
36
sans commune mesure avec la porosité résiduelle antérieure. Elle
implique la mise en place de conditions de sous saturation dans le
fluide intersticiel, à un stade avancé de la diagenèse d'enfouissement.
Elle est liée à une rupture de l'équilibre antérieur.
La présence de fractures, la nature et les caractéristiques
CL des ciments postérieurs à cette dissolution suggèrent fortement une
influence allochtone dans les fluides intersticiels. Cela conduit à
envisager un événement structural régional ou local, responsable de la
rupture de l'équilibre précédemment établi. La migration de fluide
allocthone, de chimisme différent du fluide autochtone pourrait être
guidée par un champ de fractures.
4.2.2. - LES CIMENTS DOLOMITIQUES
Leur présence traduit le caractère magnésien des fluides
allochtones. L'études cristallochimique des dolomites (J.F. SUREAU 1984) met en évidence
LTie stoechiométrie anormalement calcique, légèrement ferrifère. Cela pour¬
rait être expliqué par le fait que l'arrivée d'un fluide magnésien, qui
se marque par une dissolution importante dans la roche, a pour
conséquence une libération de CaCO ,. Cela n'entraîne pas, comme dans
le cas de la séquence SI une croissance de calcite, mais une
coprécipitation de Ca et Mg . La concentration en CaCO, dans le
fluide intersticiel pourrait être suffisamment élevée pour induire une
stoechiométrie anormale de la dolomite.
Dans le détail, il apparaît que la séquence S2 peut être
décomposée en deux séquences inégales S2 a et S2 b.
La séquence S2 a est la plus développée. Elle comprend la
phase de dissolution majeure D2, suivie de la précipitation du ciment
de dolomite spathique poecilithique DS a.
La séquence S2 b est plus discrète. Elle débute par une
légère déstabilisation du ciment DS a, traduisant l'instauration d'un
état de déséquilibre chimique dans les fluides intersticiels. Elle se
poursuit par le développement des dolomites automorphes (DS B).
36
sans commune mesure avec la porosité résiduelle antérieure. Elle
implique la mise en place de conditions de sous saturation dans le
fluide intersticiel, à un stade avancé de la diagenèse d'enfouissement.
Elle est liée à une rupture de l'équilibre antérieur.
La présence de fractures, la nature et les caractéristiques
CL des ciments postérieurs à cette dissolution suggèrent fortement une
influence allochtone dans les fluides intersticiels. Cela conduit à
envisager un événement structural régional ou local, responsable de la
rupture de l'équilibre précédemment établi. La migration de fluide
allocthone, de chimisme différent du fluide autochtone pourrait être
guidée par un champ de fractures.
4.2.2. - LES CIMENTS DOLOMITIQUES
Leur présence traduit le caractère magnésien des fluides
allochtones. L'études cristallochimique des dolomites (J.F. SUREAU 1984) met en évidence
LTie stoechiométrie anormalement calcique, légèrement ferrifère. Cela pour¬
rait être expliqué par le fait que l'arrivée d'un fluide magnésien, qui
se marque par une dissolution importante dans la roche, a pour
conséquence une libération de CaCO ,. Cela n'entraîne pas, comme dans
le cas de la séquence SI une croissance de calcite, mais une
coprécipitation de Ca et Mg . La concentration en CaCO, dans le
fluide intersticiel pourrait être suffisamment élevée pour induire une
stoechiométrie anormale de la dolomite.
Dans le détail, il apparaît que la séquence S2 peut être
décomposée en deux séquences inégales S2 a et S2 b.
La séquence S2 a est la plus développée. Elle comprend la
phase de dissolution majeure D2, suivie de la précipitation du ciment
de dolomite spathique poecilithique DS a.
La séquence S2 b est plus discrète. Elle débute par une
légère déstabilisation du ciment DS a, traduisant l'instauration d'un
état de déséquilibre chimique dans les fluides intersticiels. Elle se
poursuit par le développement des dolomites automorphes (DS B).
37
L'existence de ces deux étapes dans la séquence S2 exprime
l'aspect puisé des migrations de fluides allochtones, pulsations dont
les causes géologiques restent encore à préciser (structuration
tectonique, variations climatiques...)
4.3. - La séquence allochtone S3
4.3.1. - PHASE DE DISSOLUTION (D 3)
Les cavités se développent uniquement aux épontes de
fractures. Elle traduit la circulation d'eau sous saturée en CaCO,,
manifestant une agressivité vis-à-vis de toutes les formes de calcite
et dolomite présentes.
4.3.2. - LES CIMENTS SULTATES
Le caractère sulfaté du fluide allochtone conduit, à son
arrivée dans le réseau poreux, à une précipitation de sulfate de
calcium (d'anhydrite) dont seules des traces sont conservées en
inclusion et de sulfates de strontium (celestite) plus fréquents. La
sous saturation en Ca et Mg est telle qu'une épigénie importante
des ciments calcitiques et dolomitiques antérieurs par les sulfates
peut se produire à proximité des fractures. Le chimisme du fluide
allochtone est donc fondamentalement différent de celui des eaux
précédentes.
4.4. - Origine des fluides allochtones
Le caractère d'abord magnésien (Séquence S2) puis sulfaté
(à strontium, séquence S3) des fluides allochtones peut difficilement
impliquer les formations jurassiques, bien que des dépôts dolomitiques
et sulfatés soient connus en Lorraine, au Portlandien supérieur. Il
semble plus raisonnable d'envisager une influence triasique. Le Trias
alimente, en de très nombreux endroits, des minéralisations, par la
migration de fluide , qui peuvent être selon les cas fortement magnésiens
ou fortement sulfatés.
37
L'existence de ces deux étapes dans la séquence S2 exprime
l'aspect puisé des migrations de fluides allochtones, pulsations dont
les causes géologiques restent encore à préciser (structuration
tectonique, variations climatiques...)
4.3. - La séquence allochtone S3
4.3.1. - PHASE DE DISSOLUTION (D 3)
Les cavités se développent uniquement aux épontes de
fractures. Elle traduit la circulation d'eau sous saturée en CaCO,,
manifestant une agressivité vis-à-vis de toutes les formes de calcite
et dolomite présentes.
4.3.2. - LES CIMENTS SULTATES
Le caractère sulfaté du fluide allochtone conduit, à son
arrivée dans le réseau poreux, à une précipitation de sulfate de
calcium (d'anhydrite) dont seules des traces sont conservées en
inclusion et de sulfates de strontium (celestite) plus fréquents. La
sous saturation en Ca et Mg est telle qu'une épigénie importante
des ciments calcitiques et dolomitiques antérieurs par les sulfates
peut se produire à proximité des fractures. Le chimisme du fluide
allochtone est donc fondamentalement différent de celui des eaux
précédentes.
4.4. - Origine des fluides allochtones
Le caractère d'abord magnésien (Séquence S2) puis sulfaté
(à strontium, séquence S3) des fluides allochtones peut difficilement
impliquer les formations jurassiques, bien que des dépôts dolomitiques
et sulfatés soient connus en Lorraine, au Portlandien supérieur. Il
semble plus raisonnable d'envisager une influence triasique. Le Trias
alimente, en de très nombreux endroits, des minéralisations, par la
migration de fluide , qui peuvent être selon les cas fortement magnésiens
ou fortement sulfatés.
38
Cela nous conduit à considérer les phases de structuration
régionale, supposées intervenir dans les ruptures d'équilibre observées
au sein de la roche, comme étant d'une ampleur suffisante pour affecter
au minimum toute la pile sédimentaire entre le Jurassique moyen et le
Trias. A cet égard, il faut noter qu'un des accidents majeurs du Bassin
de Paris, d'orientation armoricaine est, selon les données géophysiques,
localisé aux alentours de Meaux, c '.est -à-dire à une quinzaine de
kilomètres seulement d'Aulnay. Il s'agit là d'un accident profond dont
l'histoire a été manifestement polyphasée et qui possède probablement
des satellites à proximité immédiate d'Aulnay. La communication entre
d'éventuelles nappes phréatiques conservées dans les horizons poreux
triasiques et celles du Dogger apparaît donc plausible. La connaissance
des époques de rejeux de cet accident pourrait peut être permettre de
situer les différentes phases des transformations diagénétiques
observées.
38
Cela nous conduit à considérer les phases de structuration
régionale, supposées intervenir dans les ruptures d'équilibre observées
au sein de la roche, comme étant d'une ampleur suffisante pour affecter
au minimum toute la pile sédimentaire entre le Jurassique moyen et le
Trias. A cet égard, il faut noter qu'un des accidents majeurs du Bassin
de Paris, d'orientation armoricaine est, selon les données géophysiques,
localisé aux alentours de Meaux, c '.est -à-dire à une quinzaine de
kilomètres seulement d'Aulnay. Il s'agit là d'un accident profond dont
l'histoire a été manifestement polyphasée et qui possède probablement
des satellites à proximité immédiate d'Aulnay. La communication entre
d'éventuelles nappes phréatiques conservées dans les horizons poreux
triasiques et celles du Dogger apparaît donc plausible. La connaissance
des époques de rejeux de cet accident pourrait peut être permettre de
situer les différentes phases des transformations diagénétiques
observées.
39
V - CONCLUSION
Cette étude de la succession diagénétique des phases de
cimentation, par la caractérisation en cathodoluminescence, en complément
aux observations faites en lumière naturelle et aux données des
analyses isotopiques et cristallochimiques, montre que la vie des
réservoirs du Dogger d'Aulnay sous Bois s'est déroulée, dans un premier
temps, en système relativement clos. Dans un second temps, l'aquifère
s'ouvre à des influences allochtones permettant l'introduction
d'éléments chimiques nouveaux tel le magnésium.
Les facteurs qui contrôlent la première étape sont
vraisemblablement liés au contexte sédimentaire. Ainsi, le
développement des ciments palissadlques aragonitiques, liés à une
diagenèse très précoce en zone vadose marine, donne un embryon d'ossature
au sédiment. Cette lithification précoce favorise la conservation d'une
part importante de la porosité originelle des sables oolithiques. Elle
minimise l'effet de la compaction, en prévenant une trop grande
réduction volumétrique des pores par tassement. Les phénomènes de
pression-dissolution aux contacts intergranulaires sont également
réduits, la libération consécutive de CaCO, dans le fluide intersticiel
et donc la précipitation de calcite sont de même limitées. Le passage
d'un type de fluide intersticiel, marin, à un autre, de
caractéristiques plus météoriques, plus ou moins évolué et probablement
sous-saturé en CaCO,, pourrait résulter dans le cadre de la "régression
bathonienne", d' emersions locales en particulier dans la zone de
barrière.
La seconde période de la vie du réservoir sçrait placée
sous influence de facteurs externes à la formation. La migration des fluictes,
responsables des dissolutions et des cimentations dolomitiques pourrait
être commandée par les événements tectoniques et climatiques. La structu¬
ration du Bassin de Paris au cours du Crétacé et du Tertiaire est
probablement le facteur déterminant dans la mise en circulation de la
nappe du Dogger, dans l'établissement de connections avec d'autres
nappes (celle du Trias entre autre), et dans son alimentation à partir
des bordures de bassin.
39
V - CONCLUSION
Cette étude de la succession diagénétique des phases de
cimentation, par la caractérisation en cathodoluminescence, en complément
aux observations faites en lumière naturelle et aux données des
analyses isotopiques et cristallochimiques, montre que la vie des
réservoirs du Dogger d'Aulnay sous Bois s'est déroulée, dans un premier
temps, en système relativement clos. Dans un second temps, l'aquifère
s'ouvre à des influences allochtones permettant l'introduction
d'éléments chimiques nouveaux tel le magnésium.
Les facteurs qui contrôlent la première étape sont
vraisemblablement liés au contexte sédimentaire. Ainsi, le
développement des ciments palissadlques aragonitiques, liés à une
diagenèse très précoce en zone vadose marine, donne un embryon d'ossature
au sédiment. Cette lithification précoce favorise la conservation d'une
part importante de la porosité originelle des sables oolithiques. Elle
minimise l'effet de la compaction, en prévenant une trop grande
réduction volumétrique des pores par tassement. Les phénomènes de
pression-dissolution aux contacts intergranulaires sont également
réduits, la libération consécutive de CaCO, dans le fluide intersticiel
et donc la précipitation de calcite sont de même limitées. Le passage
d'un type de fluide intersticiel, marin, à un autre, de
caractéristiques plus météoriques, plus ou moins évolué et probablement
sous-saturé en CaCO,, pourrait résulter dans le cadre de la "régression
bathonienne", d' emersions locales en particulier dans la zone de
barrière.
La seconde période de la vie du réservoir sçrait placée
sous influence de facteurs externes à la formation. La migration des fluictes,
responsables des dissolutions et des cimentations dolomitiques pourrait
être commandée par les événements tectoniques et climatiques. La structu¬
ration du Bassin de Paris au cours du Crétacé et du Tertiaire est
probablement le facteur déterminant dans la mise en circulation de la
nappe du Dogger, dans l'établissement de connections avec d'autres
nappes (celle du Trias entre autre), et dans son alimentation à partir
des bordures de bassin.
40
A chacune des phases de dégradation cristalline, provoquées
par l'installation de conditions sous-saturées dans les fluides, la
formation réagit par une libération de CaCO , qui tend à rétablir
l'équilibre antérieur ou créer un nouvel équilibre. Chacune des phases
d'agradation cristalline, postérieure à un stress géochimique,
physicochimique ou mécanique, porte la marque de cette réaction de la
formation calcitique encaissante. Ainsi, les ciments autochtones de la
de la séquence SI ont des caractéristiques de cathodolumincescence
voisines de celles de l'encaissant dissout, les ciments dolomitiques de
la S2 ont une stoechiométrie anormalement calcique et enfin une partie
des ions sulfates allochtones se combine au calcium libre pour former
de 1' anhydrite dans la séquence 53.
La cathodoluminescence apparaît donc comme un outil
complémentaire très utile pour la détermination des différentes étapes
de la vie du réservoir. Elle permet de proposer une chronologie fine
des phases de cimentation et leur calage par rapport aux périodes de
dégradation cristalline. Autorisant, bien qu'avec grande prudence,
certaines déductions concernant les fluides intersticiels, elle aide à
la compréhension des influences des facteurs sédimentaires et des
facteurs tectoniques. Couplée à l'étude sédimentologique, elle donne
une vue dynamique de la diagenèse et contribue à préciser certains
guides de prospection.
Ainsi, il apparaît que les horizons réservoirs les plus
favorables correspondent aux dépôts de haute énergie, liés à la
barrière oolithique, ayant subi une lithification précoce en zone
vadose marine intertidale et surtout affectée de façon privilégiée par
une. dissolution induite sur fissuration. La maîtrise de l'histoire
sédimentaire et structurale du bassin permettra de prévoir les régions
favorables aux migrations de fluides ces derniers étant susceptibles
d'augmenter le volume poreux disponible par dissolution, et donc, par
là même, d'améliorer la qualité des réservoirs.
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A chacune des phases de dégradation cristalline, provoquées
par l'installation de conditions sous-saturées dans les fluides, la
formation réagit par une libération de CaCO , qui tend à rétablir
l'équilibre antérieur ou créer un nouvel équilibre. Chacune des phases
d'agradation cristalline, postérieure à un stress géochimique,
physicochimique ou mécanique, porte la marque de cette réaction de la
formation calcitique encaissante. Ainsi, les ciments autochtones de la
de la séquence SI ont des caractéristiques de cathodolumincescence
voisines de celles de l'encaissant dissout, les ciments dolomitiques de
la S2 ont une stoechiométrie anormalement calcique et enfin une partie
des ions sulfates allochtones se combine au calcium libre pour former
de 1' anhydrite dans la séquence 53.
La cathodoluminescence apparaît donc comme un outil
complémentaire très utile pour la détermination des différentes étapes
de la vie du réservoir. Elle permet de proposer une chronologie fine
des phases de cimentation et leur calage par rapport aux périodes de
dégradation cristalline. Autorisant, bien qu'avec grande prudence,
certaines déductions concernant les fluides intersticiels, elle aide à
la compréhension des influences des facteurs sédimentaires et des
facteurs tectoniques. Couplée à l'étude sédimentologique, elle donne
une vue dynamique de la diagenèse et contribue à préciser certains
guides de prospection.
Ainsi, il apparaît que les horizons réservoirs les plus
favorables correspondent aux dépôts de haute énergie, liés à la
barrière oolithique, ayant subi une lithification précoce en zone
vadose marine intertidale et surtout affectée de façon privilégiée par
une. dissolution induite sur fissuration. La maîtrise de l'histoire
sédimentaire et structurale du bassin permettra de prévoir les régions
favorables aux migrations de fluides ces derniers étant susceptibles
d'augmenter le volume poreux disponible par dissolution, et donc, par
là même, d'améliorer la qualité des réservoirs.
41
LISTE BIBLIOGRAPHIQUE
AMIEUX P. (1982) .- La cathodoLuminescence : méthode d'étude sédimentoLogi-
que des carbonates .- BuLL. Centre Rech. ExpLor.-Prod. ELf Aqui¬
taine^ b, 2, 437-483, 11 fig-, 3 tabL. + annexe, 6 pL.
CARPENTIER A.B. S 06LESBY T.W. (1976) .- HydroLogic significance of manga¬
nese, iron and magnesium in caLcite and doLomite cements of the
Smackover Formation, eastern Mississipi .- NucLide Spectra,
voL. Ç, n° 9 (résumé).
COY-YLL R. (1969) .- QueLques aspects de La cathodoLuminescence des miné¬
raux .- Chem. geoL., Amsterdam, voL. 5, pp. 243-254, 4 fig., 2
tabL.
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.- Econ. GeoL., Lancaster (USA), voL. 74, n" 4, pp. 908-918,
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some caLcite cements deduced from artificiaL staining .- Journ.
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GIOT D. & ROJAS J. (1982) .- Caractéristiques sédimentoLogiques et diagra¬
phiques du Dogger dans Le forage géothermique d'AuLnay-sous-Bois
(Seine Saint-Denis) .- rapport interne du B.R.G.M. 82 SGN 736 GTH
(inédit).
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84 SGN 141 IRG (inédit).
41
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Upper Cambrian straight canyon and Fera Formation of the Dugway
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LINDHOLM R.C. & FINKELMAN R.B. (1972) ,- CaLcite staining : semi¬
quantitative determination of ferrous iron .- Jour. Sed.
PetroL., TuLsa, voL. 42, pp. 259-242, 1 fig.
NICKEL E. (1978) .- The present status of cathode Luminescence as a
tooL in sedimentoLogy .- MineraLs Sci . Eng., voL. 10, n° 2,
pp. 73-100, 8 fig-, 8 tabL.
PIERSON B.J. (1981) .- The controL of cathodoLuminescence in doLomite by
iron and manganese .- SedimentoLogy, Oxford, voL. 28, pp. 601-
610, 8 fig.,1 tabL.
REMOND G. (1977) .- AppLications of cathodo-Luminescence in mineraLogy
.- Jour. Lumin., North HoLLand pubL. Comp-, voL. 15, n° 2,
pp. 121-155, 7 fig., 8 pL.
RICHTER D.K. S ZINNERNAGEL U. (1980) .- Mn activated cathodoLuminescence
in echinoid tests ,- Internat. Assoc. Sed., 1st Europ. Meeting
Bochum, pp. 172-176, 1 fig. (résumé)
SOMMER S.E. (1972a) .- Cathodo-Luminescence of carbonates : 1 - Characteri¬
zation of cathodo-Luminescence from carbonate soLid soLutions .-
Chem. GeoL., ELsevier pubL. Comp., Amsterdam, voL. 9, pp. 257-
273, 4 fig.
SOMMER S.E. (1972b) .- CathodoLuminescence of carbonates : 2 - GeoLogicaL
appLications .- Chem. GeoL., ELsevier pubL. Comp., Amsterdam,
voL. 9, pp. 275-284, 1 fig., 1 tabL.
PLANCHES PHOTOSPLANCHES PHOTOS
PLANCHE 1
Photos 1 et 2 : Formation CombLanchien 1724 m
Cavité de type bird's eyes, rempLie desédiment interne micritique CM1 à La base,puis coLmatée par un ciment doLomitiqueDSB au sommet. Généra Lement, de te L Lescavités sont coLmatées de caLcite CS.
En C.L. (photo 2), on observe une étroiteparenté entre La micrite de L'encaissantet CM1.
La doLomite DSB est structurée en septsystèmes de zones.
Grossissement : x 120.bas haut
PoLarité sédimentaire
Photos 3 et 4 : Formation CombLanchien 1687 m
Micrite graveLo-biocLastique CM1, affectéede dissoLution recristaLLisation aboutissantau déveLoppement de caLcite CM2 à teinte deC.L. jaune (photo 4), mettant en vaLeur pardifférence La texture wackestone non visi-bLe en L.N.
A noter La présence d'une frange intermé¬diaire entre CM1 et CM2.
Dans une grande cavité, déveLoppement d'uncristaL de caLcite CS à trois systèmes dezones de croissance.
Grossissement : x 60.
miente encaissanteCM1
zone dissoute etrecristaLLisée
CM2
PLANCHE 1
Photos 1 et 2 : Formation CombLanchien 1724 m
Cavité de type bird's eyes, rempLie desédiment interne micritique CM1 à La base,puis coLmatée par un ciment doLomitiqueDSB au sommet. Généra Lement, de te L Lescavités sont coLmatées de caLcite CS.
En C.L. (photo 2), on observe une étroiteparenté entre La micrite de L'encaissantet CM1.
La doLomite DSB est structurée en septsystèmes de zones.
Grossissement : x 120.bas haut
PoLarité sédimentaire
Photos 3 et 4 : Formation CombLanchien 1687 m
Micrite graveLo-biocLastique CM1, affectéede dissoLution recristaLLisation aboutissantau déveLoppement de caLcite CM2 à teinte deC.L. jaune (photo 4), mettant en vaLeur pardifférence La texture wackestone non visi-bLe en L.N.
A noter La présence d'une frange intermé¬diaire entre CM1 et CM2.
Dans une grande cavité, déveLoppement d'uncristaL de caLcite CS à trois systèmes dezones de croissance.
Grossissement : x 60.
miente encaissanteCM1
zone dissoute etrecristaLLisée
CM2
PLANCHE 1
PLANCHE 2
Photos 1 et 2 : Formation ooLithique - 1 726,05 m
Ciment de caLcite microspathique CMSl déveLoppé sur La paroi des pores,
en substitution à une cristaLLisation d'aragonite micropaLissadique.
En C.L. (photo 2), noter deux systèmes de zones CMSl a (zones a-j et 33)
et CMSl b (zones bi, b2 et bs).
Grossissement : x 120.
Photos 3 et 4 : Formation CombLanchien - 1 689,5 m
Ciment de caLcite microspathique CMS2, déveLoppé sur Les parois internes
d'une cavité initiaLe, ici Les Loges d'un foraminifère benthique.
En C.L. (photo 3), deux systèmes de zones sont égaLement présents :
CMS2 a Caí ^^ ^2^ ®^ ^^^^ ^ ^'^1' ^^ ®* '^S^' simiLaires à ceux de CMSl,
attestant de Leur contemporanéité.
Grossissement : x 120.
PLANCHE 2
Photos 1 et 2 : Formation ooLithique - 1 726,05 m
Ciment de caLcite microspathique CMSl déveLoppé sur La paroi des pores,
en substitution à une cristaLLisation d'aragonite micropaLissadique.
En C.L. (photo 2), noter deux systèmes de zones CMSl a (zones a-j et 33)
et CMSl b (zones bi, b2 et bs).
Grossissement : x 120.
Photos 3 et 4 : Formation CombLanchien - 1 689,5 m
Ciment de caLcite microspathique CMS2, déveLoppé sur Les parois internes
d'une cavité initiaLe, ici Les Loges d'un foraminifère benthique.
En C.L. (photo 3), deux systèmes de zones sont égaLement présents :
CMS2 a Caí ^^ ^2^ ®^ ^^^^ ^ ^'^1' ^^ ®* '^S^' simiLaires à ceux de CMSl,
attestant de Leur contemporanéité.
Grossissement : x 120.
PLANCHE 2
Photos 3 et 4 : Formation Comblanchien - 1 689,5 m Photo 1 : Formation oolithique - 1 724,5 tn
Cristal de calcite CS développé de façon automorphedans une cavité de dissolution.
Montre en C.L. (photo 4) trois systèmes de zonesCSb, CSG et CSd.
Grossissement : x 120.
Vue en C.L. montrant les ciments palissadlques CMSldéveloppés sur la paroi des pores Initiaux et lescristaux microspathiques CMS3 issus de la recristal¬lisation d'une micrite en bordure d'une cavité dedissolution affectant un grain.
Les systèmes de zones de CMS3 sont identiques à CMSlet CMS2.
Grossissement : x 120.
CSb CSc CSd
Photo 2 - Formation oolithique - 1 724 m
Vue en C.L. montrant une cavité type bird's eyesremplie à sa base (partie gauche) par une micritede sédimentation interne CMI, puis par une calciteCS, dans ce cas monocristalline et monozonale(CSbi ou b3).
Grossissement : x 60.
UI
Photos 3 et 4 : Formation Comblanchien - 1 689,5 m Photo 1 : Formation oolithique - 1 724,5 tn
Cristal de calcite CS développé de façon automorphedans une cavité de dissolution.
Montre en C.L. (photo 4) trois systèmes de zonesCSb, CSG et CSd.
Grossissement : x 120.
Vue en C.L. montrant les ciments palissadlques CMSldéveloppés sur la paroi des pores Initiaux et lescristaux microspathiques CMS3 issus de la recristal¬lisation d'une micrite en bordure d'une cavité dedissolution affectant un grain.
Les systèmes de zones de CMS3 sont identiques à CMSlet CMS2.
Grossissement : x 120.
CSb CSc CSd
Photo 2 - Formation oolithique - 1 724 m
Vue en C.L. montrant une cavité type bird's eyesremplie à sa base (partie gauche) par une micritede sédimentation interne CMI, puis par une calciteCS, dans ce cas monocristalline et monozonale(CSbi ou b3).
Grossissement : x 60.
UI
PLANCHE 3
i:
l
Photo 3 : Formation oolithique - 1 724,5 m.
Vue d'ensemble montrant une succession de cimentspalissadique CMSl, périéchinodermique CS (a,b,c)en zone centraLe, DSa et partiellement DSB.
A noter la discontinuité angulaire entre CSa etCSb-c.
Grossissement : x 120.
f->zo
Photos 1 et 2 : Formation Comblanchien - 1 689,5 m.
Cristal de calcite spathique CS, développé dans unecavité de dissolution, 1 en L.N., 2 en C.L.
Quatre systèmes de zones a, b, c et d sont observables.
Grossissement : x 60.
Photo 4 : Formation oolithique - 1 724,06 M.
En C.L. ciment CMS1 micropalissadique, CS montrant troissystèmes de zones a, b et c, puis une dolomite biphaséeDSa et DSB (non visible sur le schéma).
Grossissement : x 120.
Photo 3 : Formation oolithique - 1 724,5 m.
Vue d'ensemble montrant une succession de cimentspalissadique CMSl, périéchinodermique CS (a,b,c)en zone centraLe, DSa et partiellement DSB.
A noter la discontinuité angulaire entre CSa etCSb-c.
Grossissement : x 120.
f->zo
Photos 1 et 2 : Formation Comblanchien - 1 689,5 m.
Cristal de calcite spathique CS, développé dans unecavité de dissolution, 1 en L.N., 2 en C.L.
Quatre systèmes de zones a, b, c et d sont observables.
Grossissement : x 60.
Photo 4 : Formation oolithique - 1 724,06 M.
En C.L. ciment CMS1 micropalissadique, CS montrant troissystèmes de zones a, b et c, puis une dolomite biphaséeDSa et DSB (non visible sur le schéma).
Grossissement : x 120.
PLANCHE 4
Photos 3 et 4 : Formation Comblanchien - 1 723,5 m
Ciment dolomitique développé dans une cavité 3 enL.N., 4 en C.L.
Le ciment DSa est constitué d'un grand nombre dezones de teinte marron sombre à noire.
Le ciment DSB scelle une surface de corrosion dé¬veloppée sur DSa et est constitué de trois zones :Bi mauve, B2 mauve noir et B3 rouge orange.
Grossissement : x 120.
cavité résiduelle
Photos 1 et 2 : Ensemble Comblanchien - 1 724 m.
Détail d'un ciment dolomitique remplissant une cavitéde type bird's eyes : 1 en L.N., 2 en C^L.
Au-dessus du sédiment Interne micritique CMI, le cimentdolomitique est constitué d'un doublet de zones, récur¬rent, de teinte mauve sombre (Bg/ 34, Bô^ 38) et rougeorange (33, 35, 37).
Grossissement : x 120.
Photos 3 et 4 : Formation Comblanchien - 1 723,5 m
Ciment dolomitique développé dans une cavité 3 enL.N., 4 en C.L.
Le ciment DSa est constitué d'un grand nombre dezones de teinte marron sombre à noire.
Le ciment DSB scelle une surface de corrosion dé¬veloppée sur DSa et est constitué de trois zones :Bi mauve, B2 mauve noir et B3 rouge orange.
Grossissement : x 120.
cavité résiduelle
Photos 1 et 2 : Ensemble Comblanchien - 1 724 m.
Détail d'un ciment dolomitique remplissant une cavitéde type bird's eyes : 1 en L.N., 2 en C^L.
Au-dessus du sédiment Interne micritique CMI, le cimentdolomitique est constitué d'un doublet de zones, récur¬rent, de teinte mauve sombre (Bg/ 34, Bô^ 38) et rougeorange (33, 35, 37).
Grossissement : x 120.
PLANCHE 5
Photos 1, 2 et 3 : Ensemble oolithique - 1 731,10 m
Vue d'ensemble en L.N (1) et C.L. (2) d'une grande cavité de dissolution avec recristallisation de dolomite DSB
automorphe, certains cristaux présentant des faces courbes.
Détail en C.L. (3) montrant les trois zones de la dolomite DSB : B^^ B2 et B3. La zone DS3i se substitue à un ancien
ciment spathique, tandis que Bg se surimpose aux anciens éléments granulaires ; dans B3, aucun vestige n'est observé.
Photos 1 et 2 : grossissement x 30 ; photo 3 : grossissement x 120.
Photo 4 : Ensemble oolithique - 1 725,30 m
Vue en C.L. d'un cristal automorphe à faces courbes
DSB/ développé dans une cavité de dissolution. Il
montre trois zones : Bl, 32 et 33»
Grossissement : x 120. DSB 3
TJr-
io
Photos 1, 2 et 3 : Ensemble oolithique - 1 731,10 m
Vue d'ensemble en L.N (1) et C.L. (2) d'une grande cavité de dissolution avec recristallisation de dolomite DSB
automorphe, certains cristaux présentant des faces courbes.
Détail en C.L. (3) montrant les trois zones de la dolomite DSB : B^^ B2 et B3. La zone DS3i se substitue à un ancien
ciment spathique, tandis que Bg se surimpose aux anciens éléments granulaires ; dans B3, aucun vestige n'est observé.
Photos 1 et 2 : grossissement x 30 ; photo 3 : grossissement x 120.
Photo 4 : Ensemble oolithique - 1 725,30 m
Vue en C.L. d'un cristal automorphe à faces courbes
DSB/ développé dans une cavité de dissolution. Il
montre trois zones : Bl, 32 et 33»
Grossissement : x 120. DSB 3
TJr-
io
PLANCHE 6
PLANCHE 7
CS
Photo 1 - Formation ooLithique - 1 726,05 m.Vue générale en C.L. du ciment caLcitique micropathique palissadiqueCMSl autour des grains, du ciment caLcitique spathique CS et du cimentdoLomitique spathique DSB. Une porosité résiduelle notable subsiste.
Grossissement 120.
Photo 2 : Base de La formation CombLanchien - 1 723,5 m.Vue en C.L. illustrant Les rapports entre Le ciment CMSl, Le cimentcaLcitique périéchinodermique (syntaxial) CS et le ciment dolomitiqueDSB.
Grossissement : x 120.
PLANCHE 7
CS
Photo 1 - Formation ooLithique - 1 726,05 m.Vue générale en C.L. du ciment caLcitique micropathique palissadiqueCMSl autour des grains, du ciment caLcitique spathique CS et du cimentdoLomitique spathique DSB. Une porosité résiduelle notable subsiste.
Grossissement 120.
Photo 2 : Base de La formation CombLanchien - 1 723,5 m.Vue en C.L. illustrant Les rapports entre Le ciment CMSl, Le cimentcaLcitique périéchinodermique (syntaxial) CS et le ciment dolomitiqueDSB.
Grossissement : x 120.
PLANCHE 7
