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L'évolution post-L'évolution post-sédimentairesédimentaire
Dans l'évolution post-sédimentaire, il est Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder au cours du temps et étapes, qui vont se succéder au cours du temps et amener des modifications de plus en plus importantes amener des modifications de plus en plus importantes du sédiment originel. du sédiment originel.
la compaction, qui consiste essentiellement en une la compaction, qui consiste essentiellement en une expulsion d'eau suite à la surcharge provoquée par expulsion d'eau suite à la surcharge provoquée par l'accumulation des sédiments et l'accumulation des sédiments et la diagenèse qui concerne surtout des phénomènes la diagenèse qui concerne surtout des phénomènes chimiques de dissolution et cristallisation. chimiques de dissolution et cristallisation. la pédogenèse, qui peut intervenir lorsqu'un sédiment la pédogenèse, qui peut intervenir lorsqu'un sédiment est émergé; est émergé;
Cycle géologique Cycle géologique
Cycle géologique Cycle géologique
DiagenèseDiagenèseSi on compare un sable récemment déposé Si on compare un sable récemment déposé
dans une rivière ou dans une plage actuelle avec un dans une rivière ou dans une plage actuelle avec un grès ancien, on voit qu'il y a plusieurs différence grès ancien, on voit qu'il y a plusieurs différence notamment : la résistance, la cohérence, la porosité notamment : la résistance, la cohérence, la porosité et si on fait une étude fine on peut même détecter et si on fait une étude fine on peut même détecter des différences de texture et composition des différences de texture et composition minéralogique.minéralogique.
Ainsi si on veut définir le terme de diagenèse Ainsi si on veut définir le terme de diagenèse dans un sens large : c'est l'ensemble des dans un sens large : c'est l'ensemble des changements naturels physiques ou chimiques du changements naturels physiques ou chimiques du sédiment entre le moment de son dépôt final et le sédiment entre le moment de son dépôt final et le moment où il entre dans le régime du moment où il entre dans le régime du métamorphisme ou de l'altération météorique, bien métamorphisme ou de l'altération météorique, bien entendu les limites de ces domaines d'évolution reste entendu les limites de ces domaines d'évolution reste très floue.très floue.
DiagenèseDiagenèseG.Dunoyer de segonzac 1969 propose le schéma suivant G.Dunoyer de segonzac 1969 propose le schéma suivant
pour la définition des trois frontières de la diagenèse.pour la définition des trois frontières de la diagenèse. I- où commence la diagenèse : problème de l'interaction milieu -I- où commence la diagenèse : problème de l'interaction milieu -
sédiment.sédiment. II- limite de diagenèse : problème de l'ankimétamorphisme.II- limite de diagenèse : problème de l'ankimétamorphisme. III- limite de diagenèse : problème de l'altération superficielleIII- limite de diagenèse : problème de l'altération superficielle
Continent
Océan
Métamorphisme
Zone de diagenèseI
II
III
Diagenèse -DéfinitionDiagenèse -DéfinitionEn définitive la diagenèse est En définitive la diagenèse est
l'ensemble des transformations l'ensemble des transformations physico-chimique que subissent les physico-chimique que subissent les sédiments après leurs dépôts et sédiments après leurs dépôts et avant le métamorphisme, avant le métamorphisme,
FACTEURS DE LA FACTEURS DE LA DIAGENESE. DIAGENESE.
Cette évolution a lieu sous l'effet de Cette évolution a lieu sous l'effet de facteurs physico-chimiques telle facteurs physico-chimiques telle
La porosité La porosité la circulation de fluide dans les la circulation de fluide dans les
sédiment,sédiment, la pression et la températurela pression et la température
FACTEURS DE LA DIAGENESEFACTEURS DE LA DIAGENESELa porositéLa porosité
la porosité est l'espace vide entre les la porosité est l'espace vide entre les grains, plus il y a d'espace vide, plus grains, plus il y a d'espace vide, plus les eaux interstitielles peuvent les eaux interstitielles peuvent circuler et transporter des ions et on circuler et transporter des ions et on aura ainsi des précipitations de aura ainsi des précipitations de ciments qui vont entraîner le ciments qui vont entraîner le comblement de la porosité.comblement de la porosité.
En règle générale, plus un sédiment est En règle générale, plus un sédiment est poreux plus il subira de nombreuses poreux plus il subira de nombreuses transformations diagénètiquestransformations diagénètiques
FACTEURS DE LA DIAGENESEFACTEURS DE LA DIAGENESEComposition des eaux Composition des eaux
interstitielles interstitielles La différence entre les eaux interstitielles des grès actuels La différence entre les eaux interstitielles des grès actuels
et ancien est une preuve suffisante en elle même, des et ancien est une preuve suffisante en elle même, des changements importants que subit l'eau interstitielle au changements importants que subit l'eau interstitielle au cours de la diagenèse.cours de la diagenèse.
L'eau interstitielle des sables anciens peut varier des eaux L'eau interstitielle des sables anciens peut varier des eaux potables près de la surface de la terre à des eaux salées potables près de la surface de la terre à des eaux salées et concentrées des grandes profondeurs (par rapport à la et concentrées des grandes profondeurs (par rapport à la surface de la terre ).surface de la terre ).
La plupart de ces eaux hypersalines contiennent plus de Ca La plupart de ces eaux hypersalines contiennent plus de Ca que de Mg (l'inverse est vrai pour l'eau de mer), les que de Mg (l'inverse est vrai pour l'eau de mer), les sulfates sont très réduites, la teneur en silice est très sulfates sont très réduites, la teneur en silice est très importante.importante.
Tous ces changements montrent à l'évidence les réactions Tous ces changements montrent à l'évidence les réactions chimiques qui se sont opérées entre les fluides chimiques qui se sont opérées entre les fluides interstitielles et la roche après la sédimentation .interstitielles et la roche après la sédimentation .
FACTEURS DE LA DIAGENESEFACTEURS DE LA DIAGENESE Température et pression Température et pression
En fonction de la profondeur on a un gradient En fonction de la profondeur on a un gradient géothermique 1°C/33m et un gradient barométrique géothermique 1°C/33m et un gradient barométrique 1bar/4m1bar/4m
Cette pression est due à la charge lithostatique elle Cette pression est due à la charge lithostatique elle donne lieu à des phénomène de compaction, les donne lieu à des phénomène de compaction, les grains sont pressés les uns contre les autres ce qui grains sont pressés les uns contre les autres ce qui entraîne une dissolution de surface de contact des entraîne une dissolution de surface de contact des grains et une libération des ions dans les fluides grains et une libération des ions dans les fluides interstitielles, ces fluides circulent et donnent lieu à interstitielles, ces fluides circulent et donnent lieu à des recristallisation et des néoformations. des recristallisation et des néoformations.
Par ailleurs tous ces phénomènes sont favorisés par Par ailleurs tous ces phénomènes sont favorisés par l'augmentation de la température qui entraîne l'augmentation de la température qui entraîne l'augmentation de la vitesse de réaction .l'augmentation de la vitesse de réaction .
(Ainsi la diagenèse favorise la formation de nouveau (Ainsi la diagenèse favorise la formation de nouveau minéraux qui n'existaient pas dans le sédiment minéraux qui n'existaient pas dans le sédiment original).original).
PRINCIPAUX EFFETS DE LA PRINCIPAUX EFFETS DE LA DIAGENÈSEDIAGENÈSE
Parmi les principaux effets de la diagenèse on a Parmi les principaux effets de la diagenèse on a la compaction, la cimentation, la la compaction, la cimentation, la recristallisation, la dissolution, le recristallisation, la dissolution, le remplacement et la néoformation.remplacement et la néoformation.
Remarque : Actuellement on distingue une Remarque : Actuellement on distingue une diagenèse précoces (syndiagenèse) de surface diagenèse précoces (syndiagenèse) de surface s'opérant sous une faible profondeur (<50m s'opérant sous une faible profondeur (<50m environs) et une diagenèse tardive (épidiagenèse) environs) et une diagenèse tardive (épidiagenèse) se déroulant après un enfouissement important.se déroulant après un enfouissement important.
CimentationCimentation
l'eau qui circule dans un sédiment, par exemple un sable, est sursaturée par rapport à certains minéraux, elle précipite ces minéraux dans les pores du sable et ceux-ci viennent souder ensemble les particules du sable; on obtient alors une roche sédimentaire qu'on appelle un grès.
Le degré de cimentation peut être faible, et on a alors une
roche friable, ou il peut être très poussé, et on a une roche très solide.
Compaction/CimentationCompaction/Cimentation
La compaction d'un sédiment peut conduire à sa cimentation. Ainsi, la pression élevée exercée aux points de contact entre les particules de quartz d'un sable amène une dissolution locale du quartz, un sursaturation des fluides par rapport à la silice et une précipitation de silice sur les parois des particules cimentant ces dernières ensemble.
LithificationLithification CompactionCompaction - - qui consiste qui consiste
essentiellement en une expulsion essentiellement en une expulsion d'eau suite à la surcharge provoquée d'eau suite à la surcharge provoquée par l'accumulation des sédiments par l'accumulation des sédiments
CimentationCimentation – Précipitation dans les – Précipitation dans les espaces poreux des ions soluble espaces poreux des ions soluble dans l’eau interstitielledans l’eau interstitielle CalciteCalcite QuartzQuartz Oxyde de FerOxyde de Fer
Lithification des Sédiments Lithification des Sédiments DétritiquesDétritiques
ÉPIGÉNIEÉPIGÉNIE
Remplacement lent, au sein d'une Remplacement lent, au sein d'une roche, d'un minéral par un autre, roche, d'un minéral par un autre, molécule par molécule, avec molécule par molécule, avec conservation de la forme originelle.conservation de la forme originelle.
Quartz
CalciteGolf de Corrosion
Mécanisme de l’ÉPIGÉNIEMécanisme de l’ÉPIGÉNIE
Surfa
ce d
e di
ssol
utio
n
Quartz
Calcite
Surfa
ce d
e
préc
ipita
tion
H4SiO
4
Ca2+ +
2HCO
3-
H+ +
HCO3
-
Vers le poreinterstitiel
A partir le poreinterstitiel
En résumé En résumé
La La diagenèsediagenèse est l'ensemble des est l'ensemble des transformations par processus biochimiques transformations par processus biochimiques et physico-chimiques qui, dans les et physico-chimiques qui, dans les conditions de subsurface (faibles pressions conditions de subsurface (faibles pressions et températures), affectent un sédiment et températures), affectent un sédiment après son dépôt pour le transformer en après son dépôt pour le transformer en roche sédimentaire.roche sédimentaire.
Ces transformations engagent des processus Ces transformations engagent des processus variés, notamment : dissolution, variés, notamment : dissolution, cimentation, épigénisation.cimentation, épigénisation.