19
L'évolution post- L'évolution post- sédimentaire sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder au de grandes étapes, qui vont se succéder au cours du temps et amener des modifications de cours du temps et amener des modifications de plus en plus importantes du sédiment plus en plus importantes du sédiment originel. originel. la compaction, qui consiste essentiellement en la compaction, qui consiste essentiellement en une expulsion d'eau suite à la surcharge une expulsion d'eau suite à la surcharge provoquée par l'accumulation des sédiments et provoquée par l'accumulation des sédiments et la diagenèse qui concerne surtout des la diagenèse qui concerne surtout des phénomènes chimiques de dissolution et phénomènes chimiques de dissolution et cristallisation. cristallisation. la pédogenèse, qui peut intervenir lorsqu'un la pédogenèse, qui peut intervenir lorsqu'un sédiment est émergé; sédiment est émergé;

L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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;

Page 2: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

Cycle géologique Cycle géologique

Page 3: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

Cycle géologique Cycle géologique

Page 4: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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.

Page 5: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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

Page 6: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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,

Page 7: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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

Page 8: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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

Page 9: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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 .

Page 10: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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).

Page 11: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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.

Page 12: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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.

Page 13: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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.

Page 14: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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

Page 15: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

Lithification des Sédiments Lithification des Sédiments DétritiquesDétritiques

Page 16: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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

Page 17: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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

Page 18: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder

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.

Page 19: L'évolution post- sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder