Diagenèse de la matière organique

Licence Science et technologie S3 UE « Pétrologie »

Armelle RIBOULLEAU

Abondance des organismes marins

In Lee & Wakeham (1989)

1-6 : dinoflagellés, 7 : silicoflagellé,8-14 : diatomées,

15-17 : protozoaires,18 : copépode

Phytoplancton

Zooplancton

+Bactéries

In Tissot & Welte (1984)

Zone aérobie :

• respiration de l'oxygène

Zone strictement anaérobie :

• réduction des nitrates

• réduction des sulfates

• fermentation

Globalement moins efficaces que respiration de l’oxygène

Pas de biodégadation

0 0,1 0,2 0,3O/C

H/C

0

0,5

1,0

1,5

Chimie de la MO sédimentaire

Diagramme de

van Krevelen

Type I lacustre

Type II Marin

Type III continental

CH+

AA+L

AF

AH

humine

Biopolymères

kérogène

Dégradationbiochimique

Polycondensation

Insolubilisation

Géopolymère

“bitumes”

0,01

0,1

1

10

100

0 20 40 60 80 100

Proportion de la

matière organique (%)CH + AA + L : carbohydrates + acides aminés + lipides ; AF : acides fulviques ; AH : acides humiques

Pro

fond

eur (

km)

D’après Tissot & Welte (1984)

Solubilité ++++ ++ + Insoluble

« bitumes »

ac. humiques et fulviques

humine & kérogène

Nb de molécules liées

0 0,1 0,2 0,3O/C

H/C

0

0,5

1,0

1,5

Diagenèse de la MO

Type I

Type II

Type III

Diag. précoce

Diag. d’enfouissement

Réflectance de la vitriniteR0

In Tissot & Welte (1984)

Les charbons

http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~sano/Fossil/Plants/Seed&Nuts/Seed&Nuts-40.html

Enfouissem

ent

C Matières Eau Pouvoir R0

Rang (%) volatiles (%) calorifique (%)

(%) (kcal/kg)

60 75 0,25

Tourbe

53 35 4000 0,30

Lignite

77 42 10 7000 0,50

Houille

91 8 8650 2,50

Anthracite

100 0 0 11,00

Graphite

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5O/C

H/C

0

0,5

1,0

1,5

0,6

Tourbe

Lignite

Houille

Anthracite

100%

Tourbe

20%

Lignite

10%

Houille

O

S

OH

O

N

NN

N

VO

Composés saturés

Composés aromatiques Composés Hétéroatomiques(NSO)

Composition du pétrole

gaz

huileP

rofo

ndeu

r(km

)

“bitumes”

Hydrocarbures générés

Dia

gen

èse

Zone

imm

atur

e

Ca t

a gen

èse

Mét

ag.

Fen

ètre

àhu

ileF

en.à

gaz

hum

ide

Fen

.àga

zse

c

0

1

2

3

4

Méthane biogénique

D’après Tissot & Welte (1984)

= diagenèse

Diagramme de van Krevelen

Diagenèse

Catagenèse

Métagenèse

Métamorphisme0 20 40 60 80 100

Proportion de lamatière organique (%)

CH+

AA+L

AF

AH

humine

Biopolymères

kérogène

Dégradationbiochimique

Polycondensation

Insolubilisation

Géopolymère

Dégradationthermique

Carbonisation

résiducarboné

gaz

huile

“bitumes”

0,01

0,1

1

10

100

1000

10000

Pro

fond

eur(

m)

CH + AA + L : carbohydrates + acides aminés + lipides ; AF : acides fulviques ; AH : acides humiques

R ~ 0,50

R ~ 20

R ~ 40

D’après Tissot & Welte (1984)

Type I Type II Type III

HydrocarburesAromatiques

D’après Tissot & Welte (1984)

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Type I Type II Type III

ImmatureImmature Immature

HuileHuile Huile

Fenètre à gaz humide

Fenètre à gaz sec

R0

D’après Tissot & Welte (1984)

0 0 0 0100 100 100 100200 200 200 200

mg de pétrole / g de carbone organique

0

1

2

3

4

Pro

fond

eur (

km)

Est Sahara Bassin deParis

Afrique de l’Ouest

Bassin deLos Angeles

Dévonien sup.(350 Ma)

Jurassique inf.(180 Ma)

Tertiaire inf.(35 Ma)

Tertiaire sup.(10 Ma)

50 °C

70 °C

115 °C

60 °C

D’après Tissot & Welte (1984)

Durand (1987)

Durand (1987)