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Cours de Sédimentologie (GEOL-F-204) Structures sédimentaires Année 2008-2009 Xavier Devleeschouwer

Sedimento Struct Sediment 2008-09

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Sedimento Struct Sediment 2008-09

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  • Cours de Sdimentologie (GEOL-F-204)

    Structures sdimentaires

    Anne 2008-2009

    Xavier Devleeschouwer

  • Ce chapitre se focalisera sur les diverses figures sdimentaires qui tmoignent dun phnomne drosion.

    Dans lactuel comme dans lancien, la plupart des zones o se produisent des accumulations de sdiments correspondent des interactions complexes entre lrosion, le transport et le dpt.

    Comme pour de nombreuses structures, la chance pour quune figure drosion soit prserve dans lenregistrement sdimentaire est trs faible. Le sdiment devait tre suffisamment cohsif et fort pour maintenir le relief avant de subir un enfouissement rapide par un sdiment de nature diffrente (contraste).

    Les structures rosives sont quasi toujours reconnues sur les plans de stratification comme relief la base de la strate qui recouvre immdiatement la surface drosion.

    Lrosion est galement reconnue sur le profil de la squence par le recoupement de la stratification ou de la lamination du sdiment sous la surface drosion. Lorsque lrosion a tralise grande chelle, il se peut quaucune figure drosion nait t prserve et mme quand la structure drosion est prserve, il nest pas certain quelle reprsente la quantittotale drosion. La figure drosion prserve peut donc reprsenter lpaisseur minimale de sdiments rode.

    Plusieurs figures drosion sont de bons indicateurs de polarit stratigraphique (voir chapitre prcdent) et de la direction des palocourants. Elles peuvent donc jouer un rle important dans la reconstitution palogographique et dans lanalyse structurale des sries tudies.

    La classification des structures sdimentaires se fera en 3 parties:- les figures drosion basale [sole marks],- les structures petite chelle vues sur la surface suprieure de stratification de sdiments actuels et anciens,- les structures plus grandes reconnues dans les squences anciennes (chenaux, slumps, )

    Les structures sdimentaires drosion

  • A. Les Sole Marks

    Ces figures drosion correspondent un groupe vari de structures qui sont observes et prserves la base de couches plus grenues interstratifies avec des mudstones (shales).

    Le sdiment grossier est souvent un grs mais peut galement tre de manire exceptionnelle un calcaire ou un conglomrat.

    Ces figures basales rsultent de lrosion de sdiments cohsifs finement grenus qui vont immdiatement tre remobiliss en suspension. La force de cohsion du matriau rod et donc du sdiment finement grenu permet aux dtails du relief dtre maintenu jusqu son enfouissement par du matriel plus grenu.

    La reprise du dpt par du matriel similaire celui rod, ne permet normalement pas de produire un contraste lithologique suffisant que pour tre visible par altration.

    Lrosion et le dpt peuvent tre videmment deux phases diffrentes dun seul courant spar par une priode de temps relativement courte. Lvolution ultrieur de la squence sdimentaire va normalement renforcer linduration du sdiment grossier et sa rsistance laltration par rapport au matriel plus fin. Ce dernier sera prfrentiellement altr et retirpour permettre dobserver le moule la base du grs.

    Les structures sdimentaires drosion

  • Les structures sdimentaires drosion

    Ces structures reprsentent donc une impression ngative du relief drosion !!!

    Les figures basales sont des produits denvironnements sdimentation pisodique. Un dpt prolong de boues argileuses est ponctu dafflux rapides de sdiments grossiers lors dvnements qui comportent une premire phase rosive et une phase de sdimentation qui suit immdiatement. Un des vnements les plus communs qui produisent ce type de strates est le courant de turbidit.

    Les varits de figures basales se subdivisent en deux classes: les structures dues des affouillements turbulents [scour marks] et celles dues des objets qui se dplacent sous laction de courants [tool marks].

    SCOUR MARKS

    Ces figures se distinguent par une forme gnralement lisse et par une apparence fusele hydrodynamiquement. Elles peuvent apparatre sous la forme de moule isol ou selon des gomtries qui couvrent toutes la surface de stratification. Une varit de formes sont connues, au sein desquelles il est possible de reconnatre des groupes qui peuvent tre nomms de manire similaire et dcrits ensemble.

    Quatre groupes seront dtaills:

    les obstacle scours, les flutes, les longitudinal scours, les gutter casts

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les obstacle scours

    Des fragments de roche tels que des galets, des fragments de bois, et parfois les coquilles les plus robustes se retrouvent la base de bancs de grs et sont associs des rides distinctives de grs.

    Les rides sont souvent en forme de croissant ou de fer cheval et encerclent partiellement le galet avec des tranes qui se prolongent et se rduisent dans une seule direction. Ces rides sont en ralit le moule de zones creuses dveloppes autour du galet.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Un exemple daffouillements lis un obstacle peut sobserver sur une plage avec un galet sur le trajet du backwash ou sur une barre sableuse dans une rivire avec un flot important.

    Le creusement ou laffouillement se fait selon une dpression en croissant autour de lobstacle avec le creux le plus marqu avant le galet (et donc en amont du courant) et les tranes en creux pointant vers laval du courant et donc en arrire du galet. Le creux est gnr par lacclration du courant autour de lobstacle et la morphologie du creux est dtermine par les tourbillons issus de lacclration du courant. Ces tourbillons sont dirigs vers le substrat et vont roder alors que les spirales des tourbillons sont envoyes de part et dautre de lobstacle et diminuent en intensit vers laval produisant les sillons latraux.

    On retrouve ce type de marque drosion de manire rare, souvent le galet ou lobjet de lobstacle est parti mais il reste le moule de la dpression en forme de fer cheval qui donne une bonne indication de la direction du courant et constitue une structure de polaritpar excellence.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les flutes.

    Elles sont similaires aux marques avec un obstacle et sont prserves soit de manire isole soit en groupe. Individuellement, elles ont des dimensions et des formes variables mais sont relativement uniformes en dimensions lorsquelles sobservent sur une mme surface.

    Elles se caractrisent par une pointe ( nez ) arrondie voire parfois finement incurve une extrmit. La partie la plus profonde (et donc le relief le plus fort) apparat proche de cette pointe partir de laquelle le sillon svase et disparat. Les flutes ont des tailles comprises entre 5 et 50 cm en longueur, de 1 20 cm en largeur et souvent de plus de 10 cm de profondeur. Elles ont des formes trs variables (dias suivante) depuis des formes allonges jusqu des formes transversales.

    Les cts de certaines flutes sont parfois lisses parfois en forme descalier qui est li la prsence de lamines de granulomtrie diffrente ce qui induit une rosion diffrente.

    Lensemble des flutes ont les pointes orientes dans la mme direction.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Formes de flutes pour une vue en plan (Allen 1971)

    Distribution de flutes sur la surface de stratification (image du haut) et un exemple du Carbonifre suprieur (image du bas)

  • Shiguai Formation, Mongolie, Chine

    Les structures sdimentaires drosion

    Formes de flutes allonges, Flysch de lOligocne

    Direction et sens du courant ??

  • Les structures sdimentaires drosion

    Flutes dans les grs du Carbonifre du TafilaltMaroc

    Direction et sens du courant ??

  • Les structures sdimentaires drosion

    Une petite dpression ou de lgres irrgularits du sol peuvent tre le point de dmarrage de lrosion active par la formation de nombreux tourbillons qui accentuent lrosion la pointe en aval, les tourbillons sont absorbs par le courant principal ce qui ralentit lrosion.

    Les flutes sont les indicateurs principaux des directions de palocourants et constituent de bons indicateurs de polarit stratigraphique galement.

    Notons quil est parfois difficile de distinguer les flutes transversales sinueuses des rides de vagues. Il faut alors regarder la structure interne du relief: les flutes ne possdent aucune structure particulire alors que les rides montrent une lamination oblique.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les longitudinal scours.

    Ces figures apparaissent sous la forme dun champ trs serr de rides et de sillons parallles la base des bancs de grs.

    En coupe transversale, les rides ont un aspect plutt arrondi et les sillons sont assez raides ce qui reflte un creux assez arrondi et une ride raide la surface du banc argileux qui subi lrosion.

    La distance qui spare les rides est gnralement de 0,5 1 cm avec un relief de quelques millimtres.

    Le paralllisme dun champ que lon observe est assez constant dans lespace et peut prsenter deux rides voisines qui coalescent et dautres qui disparaissent ou se terminent par un bout arrondi ressemblant un peu aux pointes des flutes. Dans certains cas, lassemblage est plus fortement dendritique que parallle.

  • Les structures sdimentaires drosion

    La formation de ces marques est lie aux tourbillons qui se forment petite chelle et dont laxe des spirales sont parallles au courant. Deux tourbillons adjacents ont des sens de rotation opposs ce qui implique que le flot la surface des sens ascendants et descendants de mouvement selon les cellules dessines en (a) sur la figure de droite.

    Les lignes le long desquelles les vortex descendent vers le substrat seront les zones drosion plus forte. A linverse les zones de remontes seront celles ayant lrosion la plus faible.

    Ce sont de bonnes structures en tant que critre de polarit stratigraphique mais ne sont pas de bons indicateurs du sens du courant. Seuls les cas ou certaines rides prsentent une pointe arrondie similaire aux flutes peuvent servir dterminer la direction et le sens du courant.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les gutter casts.

    Ces structures apparaissent souvent en forme de ride allonge et isole la base de grs ou de calcaire grossier. Elles senfoncent dans la strate en dessous compose de sdiments plus fin partir dun plan de stratification qui semble relativement plat. En coupe verticale, on a une forme de V ou de U. Cette forme est relativement symtrique et parfois asymtrique en ayant un ct plus pentu que lautre. Elles ont une taille de 10 cm de profondeur et autant de largeur.

    Quand le sdiment plus grossier ne correspond pas un banc continu au-dessus de la surface drosion, le remplissage grossier est prserv sous la forme dun corps isol au sein du sdiment plus fin.

    En plan, ces figures peuvent tre sinueuses, stendre sur plusieurs mtres et se terminer de manire abrupte et pentue comme les flutes. Certaines marques (tool marks) peuvent se superposer sur les cts et le fond avec une orientation prfrentielle parallle llongation.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les gutter casts.

    Ces structures sont le produit de laction de laffouillement de fluides et de laction rosive de grains plus grossier entrans par le courant.

  • TOOL MARKS

    Les traces doutils diffrent des scour marks en ce sens quelles sont le rsultat de lrosion produite par des objets transports par les courants et pas par le courant lui-mme. Elles ont des formes plus tranches, plus fines et comportent une disposition dtaille de relief petite chelle.

    Une simple classification morphologique est applicable:

    Continu -> profil tranch et irrgulier -> grooves-> profil liss et crnulations -> chevrons

    Discontinu -> seul -> prod marks, bounce marks-> rpt -> skip marks

    Les Grooves

    Ces structures apparaissent sous la forme de rides allonges la base des grs. Elles sont soit isoles soit en groupe parallle. En coupe transversale verticale, elles montrent un relief bien dlimit et irrgulier, habituellement reli de plus petites rides et grooves. Les plus petites figures tendent tre parallles aux plus grandes mais elles sont parfois tresses pour donner une allure de tire-bouchon. La fin de ces structures est parfois graduelle ou particulirement abrupte. Rarement, un fragment de plante ou de fossile voire un copeau dargile peut tre observ la fin de la ride.

    La majorit des plans de stratification qui comportent ces structures montrent une seule direction. Dans le cas de plusieurs directions qui se recoupent, il convient dessayer de retrouver la squence chronologique.

    Les structures sdimentaires drosion

  • Les structures sdimentaires drosion

    Ces structures rsultent du remplissage dun relief drosion provoqu par un objet qui est tran sur le substrat par un courant. Plus rarement, il est possible que la structure rsulte du roulement dun outil de forme circulaire qui laisse une trace similaire celle laisse par une roue sur du sable mou ou de largile.

    Quand lobjet est retrouv la fin de la trace, on connat le sens et le direction du courant.

    Lapparence en tresse de certaines traces laisse penser que lobjet subit une rotation pendant quil est tran le long de la surface

  • Les structures sdimentaires drosion

    Plusieurs types de groovesComparer les tailles !

    Dterminer les directions et le sens du courant ??

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les chevrons

    Ces structures plus rares que les grooves se prsentent sous forme de zones linaires de crnulations en forme de V souvent asymtriques avec la partie raide en amont.

    Chaque zone individuelle ne dpasse que rarement 2-3 cm de large et le relief est gnralement infrieur 5 mm.

    Il suffit de traner un bton travers de la boue molle ou nimporte quel liquide visqueux et une trace similaire est laisse. La structure en chevrons enregistre des plissements petite chelle de la surface de la boue cohsive par le passage dun objet (outil) proximit immdiate du substrat. Les rides en forme de V qui sont caractristiques de la marque en chevrons se referme en aval du courant.

    Il sagit dun bon indicateur du sens et de la direction de palocourants et dun bon indicateur de polarit stratigraphique galement.

  • Les structures sdimentaires drosion

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les Prod marks et bounce marks

    Trs finement dfinie, des traces discontinues, souvent allonge avec une orientation prfre, apparaissent la base des bancs de grs. Certaines appeles prod marks sont asymtriques dans leur longueur avec une extrmit assez profonde, mousse et bien dfinie alors que lautre extrmit est progressive et en pente douce vers la surface de stratification.

    Dautres sont des bounce marks, elles sont plus symtriques dans la longueur et prsentent des pentes douces aux deux extrmits.

    Chaque type varie en taille de quelques cm de large et de dizaines de cm de long jusqu des formes dlicates de moins d1 cm de longueur et de 1-2 mm de large. La profondeur est globalement proportionnelle la largeur, la plus petite taille tant seulement de 1-2 mm de profondeur.

    Ces structures correspondent limpact dobjets sur le substrat lors de mouvements de saltation.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Avec les prod marks, lobjet a un angle dapproche assez grand ce qui donne un impact qui pntre profondment dans la boue avant dtre propuls en dehors par le courant laissant une pointe mousse dans la partie aval de la trace.

    Lasymtrie des prods est loppos des pointes des flutes qui se trouvent dans la partie amont.

    Les bounce marks correspondent un angle dapproche plus petit ce qui a pour effet davoir un impact sur le fond plus doucement inclin avant dtre emport nouveau.

    Aucune asymtrie ne permet dobtenir le sens du palocourant et donc seule la direction peut tre dduite.

    On mentionne seulement dans la littrature la prsence de vertbres de poissons partir dexemples exceptionnels lorigine de certaines traces.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Les skip marks

    Il sagit de sries de bounce marks arranges linairement avec un espacement assez constant. Les marques individuelles ne doivent pas tre identiques mais tre suffisamment semblables que pour suggrer quelles puissent tre produites par le mme objet. Dans certains cas, les structures sont relativement rapproches.

    Les skip marks reprsentent le rebond ou la saltation du mme outil au-dessus du fond.

    Base dun banc de grs, assemblage de tool marks: skip, bounce marks, chevron mark.Krosno beds. Oligocene. Kty, Pologne

  • Les structures sdimentaires drosion

    La distribution et lassociation des traces doutils.

    Elles apparaissent souvent en assemblage mixte compos de diffrents types de grooveset de prods observs ensemble.

    Les grooves gnralement plus larges et plus longues permettent dobtenir une meilleure direction, les prods par leur asymtrie donne le sens du courant.

    Les tool marks sont rarement observes sur le mme plan de stratification que les scourmarks.

    Dans beaucoup de squences comme les turbidites, les tool marks sont souvent prsentes la base des bancs de grs peu pais alors que les scours le sont plutt la base de bancs plus pais de grs.

    Les tool marks reprsentent donc une rosion superficielle lie des courants peu importants.

  • Les structures sdimentaires drosionB. Les structures petite-chelle vues sur la surface suprieure de stratification dans des environnements modernes et anciens

    Les structures drosion sont relativement communes sur les surfaces de stratification des sdiments sableux et argileux dans les environnements de dpts modernes mais sont rarement prserves sur la surface de stratification suprieure des roches. Autant leau que le sable peuvent roder les surfaces de sdimentation.

    Les formes drosion par leau sont subdivise en obstacle scours, longitudinal ridges andfurrows et les rill marks.

    Obstacle scoursCes structures ont dj t vues prcdemment (voir sole marks). Elles forment une structure en fer cheval autour dun galet, dun bloc de glace, un fragment de coquille. La taille de la structure tant relie proportionnellement celle de lobstacle.

    Longitudinal ridges and furrowsDans les zones intertidales plates et argileuses, des dessins composes de rides et de sillons sobservent avec une taille et un espacement variables. Ils sont parallles aux courants dominants et sont probablement lis des dplacements en spirale de circulation secondaire dans leau.

    Les Rill marks (figures de ruissellement)Ces structures de petites chelles correspondent des chenaux dendritiques de quelques cm de largeur et sont observs sur les surfaces modernes de sables et de silts mais rarement sur les surfaces dans les sdiments anciens. Elles se forment essentiellement sur les plages et sur les pentes des surfaces tidales en priode de mare basse et parfois sur les flancs des sdiments de rivires. Elles sont invariablement dtruites par la monte du niveau de leau et ont un trs faible potentiel de prservation.

  • Les structures sdimentaires drosion

    Figures de ruissellement:1 est le sens de lcoulement de leau et2 correspond la ligne de rivage

    Les formes drosion par le vent

    Des vents forts soufflant sur des sdiments peu cohsifs peuvent donner des formes drosionqui rappellent des flutes mais qui prsentent un relief positif la surface. Elles se caractrisent par un nez plus ou moins mouss en amont de la direction du vent et une traine qui svase en aval de la direction du vent. Sur les surfaces modernes, le vent soufflant va emporter le sable et laisser en place des galets ou des coquilles rsiduels en relief, la partie raide fait face au vent alors que la partie en pente svase sous le vent. Elles font en moyenne quelques cm de large et quelques dizaines de cm de long au maximum. Ces structures apparaissent en groupe et rarement isole.

  • Les structures sdimentaires drosionC. Les figures drosion en squence verticale

    La reconnaissance quune rosion a eut lieu pendant laccumulation de sdiments dpend de la prsence de surfaces qui recoupe les laminations ou les stratifications de sdiments antrieurement dposs. Ces figures sont bien observes en coupe verticale.

    Une surface qui recoupe un dpt antrieur sera forcment incline par rapport la surface horizontale de dpt.

    Deux processus sont considrer quand on regarde une surface suspecte drosion:

    a) lrosion par affouillement qui se dveloppe sous la forme dune figure allonge dans la direction de lcoulement du fluide (chenaux) ou dans les sdiments oliens (creux de dflation ou [blow out]).

    b) lrosion par un mouvement de masse le long dune pente, qui forme une figure qui a une forme et une orientation mal dfinie mais souvent arque le long de la pente [slump scar]

    Ces figures drosion peuvent avoir des dimensions variables jusqu des centaines de mtresde profondeur et plusieurs km de large.

    Les chenaux observs en coupe nont cependant pas tous une forme simple, les cts du chenal sont souvent marqus par des figures mineures en tages ou terrasses. La nature du substrat et lhistoire de lrosion et du remplissage sont les deux lments qui doivent intervenir pour gnrer ces formes. La lithologie (la taille des grains, la composition) du sdiment rod vont ragir diffremment lrosion. En gnral, un sdiment fin et cohsif sera plus rsistant quun sdiment grossier.

    De nombreux chenaux connaissent une succession de phases drosion et de dpt comme le montre la figure (dias suivante).

  • Les structures sdimentaires drosion

    La figure ci-dessus montre deux types de squences qui permettent dobtenir une forme similaire de chenal. La squence des vnements ne peut tre dduite que par observation du remplissage du chenal et des traces drosion. Les surfaces drosion sont par ailleurs plus facilement dtectable lorsquil y a un contraste vident au niveau de la lithologie. Une surface drosion au sein du remplissage du chenal peut tre associe un plan de stratification trs net et parfois une couche peu paisse conglomratique comprenant des fragments de roches exotiques ou intraformationels.

  • Les structures sdimentaires drosionComment faire la diffrence entre un chenal [channel] et une cicatrice de slump [slump scar]

    Les slumps correspondent un type de glissement au sein duquel la rotation du substratrocheux ou du rgolithe* se fait vers le bas le long dune surface incurve. La surface suprieure de chaque bloc du slump reste relativement intacte. Les slumps laissent sur le substrat une cicatrice arque ou des dpressions sur la pente de la colline. Le slump peut se subdiviser en plusieurs paquets spars par des surfaces de glissement parallles [slip surfaces]. Les slumps se produisent dans tous les environnements le long dune pente soit en terrain continental, en zone de rivire ou en milieu sous-marin.

    Dpt de silt glaciaire, chaque slump en avant plan, laisse une cicatrice arque, KennarticRiver, Nunavut, Canada

    Les cicatrices de slumps ont une extension horizontale maximale perpendiculaire la direction de la base de la pente alors que les chenaux sont allongs au pied de la pente.Les slumps nont gnralement quun seul ct par rapport aux chenaux qui en ont deux. En coupe verticale, les cicatrices de slump sont toujours lgrement courbe. Le critre principal est cependant la similitude du sdiment au-dessus et en-dessous des surfaces des cicatrices de slumps. Le slump se produit sur la pente suite des instabilits (souvent en bas de penteou le long de la ligne incurve la base du slump) sans intervention extrieure. La poursuitedu dpt va progressivement combler et niveller la dpression du slump en surface.

    *Rgolite ou rgolithe est une roche ou un sdimentaltr sur place

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileux

    Les structures sdimentaires de dpt dans:

    A. les sdiments argileux non consolids et lithifis

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileuxLes structures de dpt dans les boues, les argiles et les argiles feuilletes [muds, mudstonesand shales]

    Les roches mentionnes sont dfinies comme suit:

    - mud et mudstone correspondent respectivement des boues argileuses non consolides et lithifies dans lesquelles les grains de sable sont exclus. Dans la pratique et sur le terrain, ils regroupent les argiles et les silts qui deviennent des roches argileuses et silteuses car il est difficile de faire prcisement la diffrence sur le terrain.- silt et siltstone correspondent des sdiments silteux non consolids et lithifis o la taille dominante des particules est comprise entre 4 m et 62,5 m (en bouche, cela croustille encore alors que les grains ne sont plus visibles lil nu)- clay et claystone correspondent des sdiments argileux non consolids et lithifis argileux o la taille des grains est infrieure 4 m. Ils sont gras et collants au toucher.- le shale correspond un terme utilis la place de mudstone pour caractriser une roche argileuse qui prsente une certaine fissilit laltration. Terme ne pas utiliser.

    Les boues argileuses et les roches argileuses sont excessivement communes tant dans les environnements de dpts rcents et dans lenregistrement sdimentaire ancien (jusqu60%). Elles drivent de laltration de sources continentales. Des sdiments finement grenus peuvent galement driver de lactivit volcanique explosive et former des dpts sdimentaires qui sont parfois transports et resdiments. Ils ont cependant une couleur assez particulire et requirent une analyse en laboratoire pour confirmer lorigine volcanique.

    Beaucoup de boues et de roches argileuses contiennent galement de la matire organique qui apparat sous la forme de dbris organiques fins ou de molcules organiques attaches aux particules argileuses (minraux argileux).

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileuxLes conditions de dpt de ces sdiments sont difficilement interprtables par rapport ceux plus grossiers. Deux raisons:- la gamme de processus physiques qui oprent au moment du dpt est trs restreinte,- les sdiments finement grenus, riches en minraux argileux et en matire organique ont une porosit assez leve par rapport aux sdiments plus grossiers. Les sdiments argileux sont donc plus susceptibles de subir de la compaction au cours de lenfouissement ce qui a pour effet de modifier voire doblitrer toute structure. Le taux de compaction est variable et dpendra de la composition du sdiment et de son histoire lors de lenfouissement. Certaines boues carbonates ne sont quasi pas influences par la compaction mais pour les sdiments argileux riches en matire organique, on peut avoir un taux de compaction jusquau quart ou au huitime de lpaisseur initiale. Cet effet sobserve sur la structure interne des concrtions qui se sont formes au tout dbut de lvolution aprs le dpt. Certaines concrtions ciment carbonat prservent des structures de dpt peu compact et prservent des fossiles.

    Les mouvements tectoniques (plissements) qui sexercent sur ce type de sdiment ont pour effet de dvelopper un clivage, liminant ou dformant les structures originelles.

    Structures et laminations

    Les structures se dcrivent petite chelle et concernent diffrents types de laminations. De manire gnrale, les variations de taille de grains ne sont pas visibles lil mais correspondent des diffrences de couleurs: les couleurs claires indiquent un sdiment un peu plus grossier (ce nest pas toujours le cas !!)

    A. Une lamination trs fine et une fissilit

    Une trs fine lamination parallle correspond aux claystones ou aux silstones micaces. Les surfaces parallles la fissilit (dcoupage en feuillets) sont souvent lisses et plates.

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileuxLa fissilit est lie lorientation des grains ds que lon ne percoit pas de diffrence dans la taille des grains. Les minraux argileux, les chlorites et les micas apparaissent sous forme de feuillets et sont dforms selon une orientation parallle sous linfluence de la compaction.

    Ces dpts indiquent que des conditions moins turbulentes ont permis la sdimentation de ces particules transportes en suspension. La sdimentation des particules argileuses est souvent associe aussi un changement de salinit entre la rivire et le milieu marin. Certains argiles peuvent sagglomrer pour former des floculats selon le processus de floculation. Ces floculats ont des tailles plus leves et sdimentent plus rapidement.

    B. Une lamination fine avec des diffrences dans la taille des grains

    Un examen attentif de section polie de mudstone rvle souvent une alternance de bandes de couleur diffrente (ple et fonce) de lordre de 1 mm maximum en paisseur. Ces bandes refltent des variations dans la taille des grains qui peuvent tre visibles avec une loupe ou au microscope. Les lamines les plus grenues devraient correspondre des grains de la taille des silts. Le paralllisme et la continuit de ces lamines peuvent tre trs variables latralement.

    Le processus lorigine de la sdimentation de ces alternances de lamines indique quil y a des fluctuations:

    - soit les particules sdimentent partir du matriel en suspension dans toute la colonne deau ou partir deau lgrement turbide qui flotte proximit de la surface. Les fluctuations dans larrive de matriel en suspension pourraient donner ces laminations.- soit les lamines silteuses correspondent de faibles courants de densit (fort dilus) qui scoulent proximit du fond alors que les lamines argileuses reprsentent la sdimentation de fond.

    Rechercher dans la squence verticale si des bancs plus pais de grs correspondent des turbidites alors on peut raisonnablement penser que le lien est correct.

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileuxC. Une lamination plus paisse ou des lits fins avec des limites graduelles

    De nombreux mudstones prsentent une apparence caractrise par des alternances de lamines claires et sombres, millimtriques centimtriques (quelques cm). Ces lamines sont domines par le silt mais des grains de la taille des sables sont prsents dans les lamines les plus grenues.

    Ces sdiments prsentent souvent un litage fin, parallle avec des transitions graduelles.

    Il est important dexaminer la rpartition des tailles de grains pour dterminer si la laminationest bien le reflet de changements dans la taille des grains ou bien si elle est lie la prsence de matire organique qui donne un aspect plus sombre aux lamines plus finement grenues.

    Ces laminations refltent des fluctuations qui se produisent sur un temps suffisamment long. Elles indiquent donc un effet saisonnier voire dautres facteurs climatiques qui contrlent la dcharge de sdiments qui arrivent au niveau des deltas.

    Le caractre transitionnel des contacts entre les lamines suggre plutt des pisodes graduellement croissants ou dcroissants de dcharge plus leve.

    D. Une stratification fine avec une base tranche et une transition graduelle au sommet

    Des mudstones qui comprennent des couches distinctes sombres et claires sont souvent plus grenues, les couches claires prsentent des bases nettes et des sommets graduels. Lpaisseur de ces couches tant claires que sombres est bien plus variable que dans la catgorie C.Les couches tendent devenir continuent latralement et les couches les plus grenues prsentent un granuloclassement. La base des lits les plus grenus prsentent parfois des surfaces irrgulires avec des reliefs ou des creux de plusieurs millimtres ce qui pourrait correspondre la charge exerce par les silts sur les argiles non consolids.

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileuxCes indices suggrent que les couches les plus grenues reprsentent un vnement soudain qui se superpose la sdimentation plus continue de matriel en suspension plus finement grenu dans les couches plus sombres. Le granuloclassement interne et la transition graduelle des surfaces suprieures indique une dcroissance du nombre de particules en suspension pendant les pisodes les plus actifs.

    E. Les mudstones qui ne prsentent pas de structures

    Certains mudstones ne prsentent pas de lamination, pas de stratification, pas de fissilit et le sdiment est compltement massif au point de prsenter des fractures conchodales.

    Labsence de structures peut sexpliquer soit par un dpt homogne et continu ou les structures ont t effaces ultrieurement.

    Un dpt rapide de particules argileuses en suspension pourrait permettre dexpliquer ce phnomne. Quoique rare dans lenregistrement sdimentaire, on connat des arbres en position de vie dans des mudstones dans les sries houillres qui constituent de bons exemples. On peut galement assimiler ce type de dpt aux normes paisseurs de loess (sdiments argilo-calcaires et silteux) dposs par les vents en domaine priglaciaire.

    Les structures peuvent tre effaces par une srie de phnomnes tels que la bioturbation des organismes, lactivit des racines des plantes ou dans les processus de formation de sol. Dans tous ces cas, des indices devraient tre prserves selon lorigine du processus: la prsence de formes indiquant des terriers, des traces de racines, des changements de couleur ou le dveloppement de concrtions.

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileux

    Polished slab of typical, finely laminated, very fine-grained basinal sandstone_siltstone

    Finely laminated siltstone and fine-grained sandstone, of the Carboniferous, Mai Po Member

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileux

    Laminated black shale from the New Albany Shale of Indiana

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileux

    shale that consists of alternating black and greenish gray beds

  • Les structures sdimentaires de dpt dans les sdiments argileux

    Seemingly undisturbed black mud with some silt laminae (white arrows)

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les structures sdimentaires de dpt dans:

    B. les sdiments sableux et les grs

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grsLes formes construites par laction dun coulement fluide [bedform]

    Les coulements fluides transportent du matriel et participent la construction en milieu aquatique de rides de courant, de mgarides et dantidunes et dans latmosphre sous laction du vent de rides balistiques et de dunes.

    Toutes ces formes (sauf les antidunes) se dplacent dans le sens du courant. Elles sont caractrises par une srie de paramtres identifis sur la figure et parallle au sens du courant. Lasymtrie se calcule sur base du rapport L1/L2.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grsLes grains transports au-dessus de la crte dune ride se dispersent sur une distance importante le long de la face aval par le courant de retour. Le volume de particules dposes et le gradient dvolution diminuent le long de la pente et sont directement corrls avec la granulomtrie. Ce type de sdimentation sur la face aval produit une augmentation de langle de la pente au cours du temps. Cette pente, surface enveloppe de grains sans cohsion, devient instable lorsque le seuil de rupture est atteint. Il se produit une avalanche de grains qui rduit langle de la pente de la face sous le courant en donnant naissance une lamine incline en forme de biseau.

    Toutes ces constructions (en milieu aquatique ou arien) contribuent au transport des sdiments au cours de leur migration. Elles se dplacent dans le sens du courant, les grains de la face amont sont abandonns sur la face aval.

    On a dvelopp le concept de rgime dcoulement subdivis en rgimes dcoulement infrieur, transitoire et suprieure sur base dapproches exprimentales en laboratoire.

    - lcoulement infrieur est caractris par une forte rsistance lcoulement et un faible transport de sdiment. Le tri granulomtrique favorise le vannage des lments fins. Il sagit dun coulement subcritique (Fr1). Les formes caractristiques sont les antidunes et des lits plans. Les grains roulent sur le fond et crent une couche en mouvement sur une paisseur gale quelques diamtres de la taille moyenne des grains.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grsUn coulement donn est caractris par une puissance dcoulement (P):

    P = V. et = .D.S

    avec V la vitesse dcoulement, : la force de cisaillement, D: lpaisseur de lcoulementS: la pente du gradient dnergie et : la densit du fluide charg de particules

    En fonction de la puissance dcoulement (qui caractrise un coulement donn) et de la granulomtrie du sdiment, les constructions sont rparties en 5 types de formes.

    - les lits plans sans mouvement caractrisent les fonds soumis de trs faibles courants. Ce type de structures se dveloppe dans des milieux domins par la dcantation, quelle quen soit la profondeur.

    - les petites rides correspondent de petites structures asymtriques frquentes dans les rivires et sur les plages dans la zone daction des mares. Lorsque la vitesse du courant augmente, de petites rides se forment partir dirrgularits du substratum. Elles prsentent une face amont en pente douce et une pente aval raide (avec un angle de 30-35). La longueur donde oscille entre 0,3 et 0,6 m. Le rapport L/H est compris entre 10 et 20. Avec laugmentation de la vitesse du courant, la crte des rides devient sinueuse puis lingode.

    - les mgarides reprsentent les formes les plus courantes dans les rivires aux lits sableux, les chenaux de mare et sur les plages graveleuses. Le passage aux mgarides est abrupt. Les mgarides se dveloppent partir de lits plans (sables de granulomtrie > 0,6 mm) ou partir de petites rides (sables de granulomtrie < 0,6 mm). La longueur donde varie de 0,6 m plus de 100 m dans de profonds chenaux de mares ou des lits de rivires. Les premires mgarides possdent des crtes rectilignes qui deviennent, avec laugmentation de la puissance du courant, ondules et puis en forme de croissants.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    - les lits plans avec dplacement de sdiment sont caractriss par labsence dlvations ou de dpressions dont lamplitude serait > la taille maximale des grains. Les grains se dplacent sur le fond par roulement, glissement ou saltation. Ils crent des figures drosion longitudinale.

    - les antidunes sont frquentes dans les courants de mare et les rivires graveleuses en priode de crues. Elles correspondent des systmes dondulations stationnaires du substratum en phase avec les vagues de surface.

    - chutes et pools correspondent un rgime dcoulement supercritique (puissance dcoulement la plus leve) et ce type de structures se retrouvent dans les chenaux.

    La relation entre le type de structure et la tranche deau ou la vitesse du courant sont videmment attendues par les gologues mais elle nest pas facile tablir. Un diagramme reliant la vitesse, la tranche deau et le nombre de Froude permet de reporter les domaines de stabilit des structures construites.

    Le formation des petites rides est, jusqu une profondeur de quelques dm, contrle par lpaisseur de la tranche deau et la vitesse de lcoulement. La construction des rides dans des tranches deau croissantes ncessite une vitesse plus leve. Le mme raisonnement sapplique aux mgarides.

    La construction des lits plans ou des antidunes ncessite des vitesses dautant plus leve que la tranche deau augmente.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Dans le rgime dcoulement infrieur, les structures construites sont, au-del dune certaine tranche deau, indpendantes de celle-ci.

    Par contre, dans le rgime dcoulement suprieur, elles sont directement contrles par lpaisseur de la tranche deau.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les structures dveloppes dans les sables dtritiques et carbonats comme dans les grs et les calcaires sableux reflte une varit de processus de transport qui sont les meilleurs indicateurs du type et de la force des courants qui dplacent les sdiments.

    Lagent de transport est leau ou lair. Le dpt de sable est gnralement d larrt dun pisode de transport de charges, une accumulation pendant un coulement constant avec un excs dapport de sdiment ou au dpt partir des grains en suspension au sein de courants dont la vitesse diminue.

    Rides et laminations entrecroises [ripples and cross lamination]

    Les rides sont des ondulations espaces plus ou moins rgulirement que lon observe sur des surfaces de sable ou sur le plan de stratification de grs. Leur espacement (longueur donde) est gnralement < 50 cm et le relief ne dpasse pas 3 cm.

    Au-dessus de ces dimensions, les ondulations de bancs sont appeles des dunes ou des vagues de sables [dunes or sandwaves] -> on y reviendra plus loin dans ce chapitre.

    Les rides prsentent toutes sortes de formes qui refltent des processus sdimentaires particuliers et qui permettent dinterprter les conditions de dpt. Les lamines obliques et les laminations entrecroises que lon peut observer en coupe verticale sont galement des indicateurs de certains types de rides.

    Ces rides et laminations entrecroises sont observes dans les sdiments composs de grains dont la taille va des silts grossiers aux sables moyens. Elles sont plus rares ds que le matriel sableux devient plus grossier.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    A. La morphologie des rides

    Les rides sont dcrites daprs leur apparence tant en profil quen vue en plan. La distinction entre rides symtriques et asymtriques est base sur le profil perpendiculaire la ligne de crte.

    De manire gnrale (mais cest bien plus complexe), on peut dire que les rides symtriques sont le produit de laction des vagues alors que les rides asymtriques sont le produit de laction de lactivit des courants.

    Llment essentiel pour linterprtation est lagencement des rides en vue en plan ainsi que la forme et la continuit de la ligne de crte des rides.

    Ct labridu courant

    Ct en pente douce, expos au courant

    X est parallle au courant, Y est vertical et z est horizontal

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    La plupart des rides symtriques prsentent une crte relativement continue et droite mais certaines rides avec une crte rectiligne peuvent avoir une asymtrie marque.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Agencement des crtesdes rides: nombreusesmorphologies

    Forme en plan des crtesdes rides: paramtres

    mesurables

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Plusieurs paramtres sont utiliss pour caractriser ou faire la distinction entre courants ou vagues.

    Les rides avec des crtes fortement sinueuses et celles avec une forme tri-dimensionnelle bien marque comme les rides lingodes ont un profil asymtrique. Elles possdent une face trs pentue labri du courant et une face sous le courant en pente douce. Il peut se former sur la face sous le courant, des rides et des sillons que lon peut observer aligns paralllement la direction du flux. De petits trous daffouillement sont galement visibles sur la face labri du courant.

    Sur certaines plages, la forme des rides avec un petit relief peut montrer une forme trs marque et rptitive de forme rhombodrique ce qui donne un agencement en forme dardoises de toit . Ces formes de rides sont alignes paralllement au courant de jusant, sont asymtriques, ont des espacements de la dizaine de cm et des hauteurs < 1 cm et sont rarement prserves dans les roches sdimentaires anciennes.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    B. La structure interne des rides: les laminations obliques

    Sur les rides qui sont observes sur un plan de stratification ou sur une surface moderne de plage, il est toujours possible dexaminer les laminations internes.

    Dans certaines squences de sables et de silts interstratifis, les rides de sables sont isoles au sein dun sdiment plus fin ou prserves sur le plan de stratification suprieur de bancs de sables plus pais. Ces units correspondent des [form sets]. Dans beaucoup de grs, seuls des laminations obliques et entrecroises existent. Cela comprends des units [sets] jusqu 3-4 cm en paisseur, chacunes constitues de lamines inclines [foresets or cross laminae] qui prsentent des contacts tangentiels la base et tronqus au sommet. La base des units a une forme en auge ou relativement parallle (tabulaire).

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Beaucoup de surfaces dgages par lrosion (actuel et ancien) montrent des lamines incurves qui plongent vers le banc en zones parallles. Ces zones ont jusqu 8 cm de large et 20-30 cm de long. Cet agencement est appel [rib and furrow].

    Cest une vue en plan de rides en auges avec lamines entrecroises produites au cours de la migration de rides ( crtes sinueuses, lingodes ou en forme de lunes) dans le sens du courant. Les laminations plongent vers la gauche et le sens du courant est indiqu par une flche jaune.On a des auges (lignes jaunes) qui sont alignes paralllement au courant.

    Dans certains cas, des lamines obliques peuvent intercepter les plans de stratifications et prsenter des pendages dans des directions opposes. Ce type de laminations obliques opposes est gnrpar un type de ride de vague. Cela saccompagne dune interdigitation des lamines au sommet de la crte et par le drapage de quelques lamines au sommet de la crte.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les laminations obliques en ride grimpante [climbing ripple cross lamination or rippledrift]

    Dans les sdiments lamines obliques, les limites entre les units sont rosives et souvent grossirement horizontales mais pour dautres les limites sont inclines et pas toujours rosive. Les limites dunits plongent dans une direction oppose au pendage de la lamine oblique avec un angle variable. Certaines units ne sont pas rosives et prservent les lamines dposes sur la face sous le courant des rides.

    Il sagit de la migration et de la croissance verticale (aggradation) simultanes de rides produites par des courants ou des vagues dans des sdiments sans cohsion. Ce processus daggradation suppose un apport constant en matriel en suspension.

    Dans les rides grimpantes, on distingue les rides dont les lamines sont en phase (les crtes se superposent selon la verticale) de celles qui progradent.

    Lapport de particules en suspension conduit ces formes se dplacer sur des surfaces inclines dont langle crot avec la hauteur de la structure et le taux daccumulation de particules.

    Le transport par traction-saltation le long de la pente tend rduire langle. Quand le bilan entre apports et dparts est dficitaire, lensemble des lamines lies une forme repose de faon rosive sur les units dune construction prcdente ou voisine. Si le bilan est excdentaire, la forme complte est prserve et lon obtient des ride grimpantes.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    La stratification Flaser et lenticulaire [flaser and lenticular bedding]

    Dans certaines units de rides de sables laminations obliques, lagencement est perturb par des interlaminations et des amas de sdiments plus fins (silts et argiles). Quand ce type de sdiment domine, les rides de sables peuvent apparatre sous la forme dunits de rides isoles (lenticular bedding).

    Par contre, dans la stratification flaser, le sdiment argileux apparat sous la forme de lamines peu paisses et discontinues qui recouvrent les formes des rides ou sont confines dans les creux des rides.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les constructions de courants unidirectionnels

    Le mouvement de leau au-dessus dune couche de sable, sous la forme de courants unidirectionnels ou de vagues oscillantes voire une combinaison des deux peut aboutir au dveloppement de rides.Une ride ou mgaride se compose dune ou plusieurs lamines sur la face amont, de nombreuses lamines sur la face aval, et dune ou quelques lamines la base reposant sur le substratum.

    La gomtrie des lamines dpend des facteurs de lcoulement et du rapport de la tranche deau entre le creux et la crte de la ride. Quand la force de traction est faible, les grains roulent le long de la pente sous le courant et le contact de la lamine avec le substratum est angulaire. Lorsque la force de traction augmente, les grains sont pris dans le courant turbulent de retour et la lamine a un contact tangentiel ou concave vers le haut. Une rduction de la tranche deau laval donne le mme effet.

    La figure de remplissage dun creux montre la succession des lamines tangentielles, angulaires, concaves (approfondissement de la tranche deau).

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    La gomtrie des lamines dpend de la forme des crtes des rides ou mgarides qui est elle-mme fonction de la puissance dcoulement. Les constructions aux crtes rectilignes donneront des stratifications entrecroises planes [planar crossbedding]. Lnergie augmentant, les crtes deviennent ondules puis lingodes et la section verticale de ces structures donne des auges [trough crossbedding] ou des festons [festoons].

    Le contrle principal sur la taille des rides est la taille des grains du sdiment, des sables plus grossiers donnent des rides plus larges.

    Les rides actuelles se forment prfrentiellement dans des eaux peu profondes mais on en connat aussi dans des milieux profonds qui se forment sous linfluence des courants ocaniques de fond. Les courants de turbidits peuvent aussi former des rides et des laminations obliques. Au cours de la dclration de ces courants, le sable et le silt qui tombent partir du matriel en suspension peuvent tre repris sur le substrat pour donner des rides.

    La varit des formes des rides est lie en partie la structure des turbulences du fluide proximit du fond.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les processus lis aux vagues de surface

    Toutes les rides symtriques et beaucoup de rides asymtriques avec des crtes continues rsultent de lactivit des vagues de surface qui oprent parfois avec un courant. La morphologie et la lamination sont fortement relies au mouvement de leau proximit du fond. Trois types de vagues ont une influence sur le sdiment : free gravity waves, forcedwaves, les vagues dferlantes [breaking waves]

    - les free gravity waves se dplacent partir de la zone o elles sont gnres par laction du vent et le mouvement gnral de dplacement pour nimporte quelle particule deau est une loupe quasi complte. Le mouvement oscillatoire donne naissance des rides avec des crtes raides avec leur lignes de crte parallles au front de la vague.

    - dans les eaux peu profondes, la surface du sdiment peut tre fortement influence par les vagues qui sont activement dirige par le vent ou forced waves . Le mouvement est plus complexe que dans la premire catgorie de vagues car il comprend un mlange de composante unidirectionelle et de mouvement elliptique (orbital movement). Les rides qui en rsultent sont asymtriques.

    - sous laction des vagues dferlantes, le flux est particulirement confus. Le flot et le jusant dans la zone de rivage vont gnrer des rides seulement si les vagues sont peu nergiques. Dans des conditions plus actives, des rides rhombodes ou des lits plats se dvelopperont.

    Les formes des rides symtriques sont largement fonction de la profondeur deau. Les formes ayant des crtes plus arrondies sont observes plus frquemment dans les milieux plus profonds alors que les crtes plus raides sont plus communes dans les eaux peu profondes proximit de zones mergentes.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Le processus dinterfrence

    Dans beaucoup denvironnements, il y a coexistence entre les courants et les vagues ou entre deux types de vagues. Les interactions entre les vagues et les courants produisent un agencement de rides qui dpendra des forces relatives et des directions des deux composantes (courants et vagues).

    Elles peuvent jouer dans la mme direction mais pas dans le mme sens de dplacement, des rides crtes raides se forment. Quand les directions divergent, des figures dinterfrence se dveloppent. Cependant, cela ne signifie pas que les deux processus oprent en mme temps comme cela se produit de manire espace dans le temps dans les environnements tidaux (zones dactivit des mares).

    Deux modles de rides se croisent pour former une figure dinterfrence.

    Sens et direction des deux processus??

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les rides oliennes

    Ces rides formes sous laction du vent sont relativement courantes dans lenvironnement actuel et bien plus rare dans lancien.

    On parle de rides dimpact [impact ripples] qui ont un faible relief et se forment partir de la fraction grossire du sable sur lequel elle se dveloppe. Elles ont un RI lev et des lignes de crtes plutt raides et continues dorientation transversale la direction du vent et sur lesquelles les grains les plus grossiers sont concentrs. Ces rides sont lgrement asymtriques en profil. La face sous le vent est incline avec un angle faible.

    Avec ce type de ride, le facteur qui contrle leur forme et leur dveloppement est le comportement des grains de sable qui sont momentanment des particules qui impactent. Sous laction du vent, les grains se dplacent principalement par saltation. La longueur du saut est directement proportionnelle la vitesse du vent. Une fois tablies, les rides prsentent diffrents angles dimpact des grains sur la face sous le vent ou celle protge du vent.

    Si les grains tombent sur la face sous le vent, ils sont capables de mettre en mouvement dautres grains alors quen tombant sur lautre face avec un angle plus faible, ils sont pigs. Limpact sur les grains de la ride va provoquer de lgers dplacements de ces derniers sous la forme de [creep] (fluage ou lent glissement) le long de la pente.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Lespacement des rides varie avec la vitesse du vent. Les grains les plus grossiers bougent par fluage et sont concentrs vers le sommet de la ride.

    Les rides arodynamiques [aerodynamic ripples] sont des formes caractrises par des petits reliefs avec un RI lev.

    Les rides dadhsion [adhesion ripples] se forment lorsque des grains de sable sec sont souffls au-dessus dune surface de sdiments humides et quils se collent la surface lors de limpact. La monte capillaire de lhumidit suffit piger de nouveaux grains en humidifiant de faon constante la nouvelle surface. Ce phnomne produit une surface qui a parfois une allure de ride. Les faces les plus pentues se situent sous le vent. Ces rides ont un faible potentiel de prservation car en schant, la cohsion diminue et la ride seffondre, les grains sont alors remanis par le vent.

    Rides dans le sable - Al Huqf, Oman Rides sur Great Sand Dune

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Pour terminer la partie avec les rides, on en retiendra:

    - que ce sont de bons indicateurs de polarit stratigraphique,- quelles indiquent un dpt par des courants ou des vagues suffisamment forts pour dpasser la vitesse critique drosion mais pas assez forts que pour former des dunes ou des vagues de sable,- la symtrie des rides et la forme de la crte permettent de faire une estimation de la force relative des courants ou des vagues lorigine de ces dernires,- que les rides grimpantes peuvent aider dterminer lafflux de sdiments car langle de croissance est directement reli au taux de sdimentation.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les dunes marines [aqueous dunes], les vagues de sable [sandwaves], les barres [bars] et la stratification entrecroise

    De nombreuses zones dans le lit sableux des rivires, des zones de mares et des chenaux ainsi que sur les fonds marins sableux balays par les courants tidaux montrent des figures plusieurs fois plus grandes que les rides de courant. Ces figures prsentent une hauteur et un espacement bien distinct des rides de courant.

    Dans lenregistrement sdimentaire, seuls des exemples petite chelle sont observs en tant que figures de surface de stratification et leurs prsence est souvent reconstruite partir des assemblages de stratification entrecroise quelles induisent.

    Les figures grande chelle et les stratifications entrecroises qui caractrisent leur structure interne apparaissent dans les sables moyens et grossiers ainsi que dans les sables graveleux et les fins graviers.

    - Les formes simples, rptitives, fortement asymtriques, dont les dimensions sont indpendantes de la largeur du chenal sont appeles des dunes. Elles sont par dfinition observables en trois dimensions avec une ligne de crte sinueuse et montrent des trous daffouillement sur la face labri du courant. Elles peuvent galement avoir une ligne de crte raide sans traces daffouillement.

    Les dunes ont, en gnral, des rides de courant sur la face sous le courant.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    - Dans les zones soumises des courants tidaux assez forts, en milieu tidal profond [subtidal], des formes larges, simples, de plusieurs mtres de haut et de plusieurs centaines de mtres de longueur donde. Elles sont le plus souvent visibles lors de mesures ralises avec un sonar ou par rponse par cho-sounding et correspondent aux vagues de sable. Elles sont asymtriques et prsentent des lignes de crte troites et continues jusqu plusieurs centaines de mtres de longueur. Elles sont orientes perpendiculairement la direction du flux tidal.

    Des formes composes, dont la taille est indpendante de la largeur du chenal sont appeles des vagues de sable complexes et peuvent prsenter une partie mergeante qui est nomme ltendue sableuse plate [sand flat].

    - Quand une forme est relie en taille la largeur du chenal, le terme gnral utilis est celui de barre. Plusieurs types de barre sont reconnues dans le lit dune rivire sableuse (voir dessins page suivante).

    Ce type de structures (ou de formes) lorsquelles sont exposes en priode de basses eaux, montrent des figures produites lors de lmersion dont lampleur est fonction du temps dmersion. La face sous le vent et la crte sont arrondies et des langues de sables peuvent stendre en amont du courant partir de la ligne de crte sous linfluence du dplacement des sdiments par les vagues qui passent au-dessus de la ligne de crte [washover].

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Diffrents types de barres sont reprsentes dans le lit dune rivire sableuse. La dimension des barres se corrle avec la largeur du chenal. La surface des barres sableuses comporte des dunes (motif rptitif) dont la taille est indpendante de la largeur du chenal.

    (a) Des barres en alternance [alternate bars] avec des faces sous le vent bien dveloppes

    (b) Des barres latrales [side bars](c) Des barres situes au milieu du chenal [mid-channel

    bars] avec une barre associe de confluence(d) Des barres lies aux courbes du chenal [point bars].

    La migration du chenal donne naissance aux barres en forme de croissants [scroll bars]

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Structures internes des dunes

    Lanalyse de la structure interne des dunes travers des tranches montre des lits inclins similaires aux laminations obliques mais plus grandes chelles appeles stratification entrecroise [cross bedding]. Des dunes crtes troites donnent des units tabulaires de grandes extension latrale et des dunes crtes arrondies donnent des units en forme dauges. Les units en auges ont des dimensions en paisseur (de 30 cm ->1,5 m), en largeur (souvent 1-2 m -> quelques mtres) et quelques dizaines de mtres de longueur (souvent 5-10m). Chaque foresets des units en auges a une concavit vers le haut.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les units tabulaires ont une large gamme de taille (1 m dpaisseur et plusieurs dizaines de mtres de longueur). Les foresets de ces units sont soit plans (base angulaire - a) soit asymptotiques (base tangentielle b). Les surfaces limites [bounding surfaces] entre les diffrentes units [cosets] sont plus ou moins horizontales.

    Boundingsurfaces

    angulaire tangentiel

    Dans une srie de cas, ces surfaces limites peuvent tre inclines (et tous les cas sont possibles, soit montant (accrtion vers lamont), soit descendant (accrtion vers laval).

    Dans certaines units, le pendage des foresets peut-tre oppos dune unit lautre, on parle de stratification croise en artes de poisson [herringbone cross bedding]. Enfin, les foresetspeuvent avoir une allure sigmode.

    foreset

    unit

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Des discontinuits sont parfois observes au sein dune unit, elles correspondent des surfaces drosion [reactivation surfaces], elles sont moins fortement incline que le pendage des foresets et sont soit isole (seul) soit apparaissent sous la forme de plusieurs figures.

    Utilit des dunes, des vagues de sables et de la stratification entrecroise

    Elles peuvent tre utilises comme indicateurs de polarit stratigraphique, des conditions de dpt et de direction des palocourants.

    Polarit stratigraphique: quand les dunes sont prserves en tant quunits ou la surface des stratifications suprieures, elles peuvent donner une bonne indication de polarit

    Conditions de dpt:La forme des foresets dans les units tabulaires peut indiquer les forces du courant et les changements de la forme des foresets au sein dune unit tabulaire peut indiquer des fluctuations de la force du courant au cours du temps. Ces changements peuvent tre associs aux surfaces drosion (reactivation surfaces).

    La hauteur des dunes se corrle avec la profondeur du flux mais il est difficile dans lanciende connatre lpaisseur relle de la dune avant les phnomnes drosion.

    Direction des palocourants:La stratification entrecroise est lun des meilleurs indicateurs de palocourants.Avec les units tabulaires, la mesure la plus performante est celle du pendage des foresets. Pour mesurer un pendage sur une coupe verticale, il faut voir plusieurs faces avec des orientations diffrentes. Le pendage apparent dun foreset nest quune composante dupendage rel.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les dunes oliennes et la stratificatione entrecroise

    Les petites dunes oliennes en domaine ctier sont comparables en taille aux dunes marines ou vagues de sables.

    Les dunes oliennes, par contre, migrent travers de larges structures appeles draas qui nont pas dquivalents marins. De petites rides oliennes et des lits horizontaux se superposent sur les dunes et les draas. Les dunes oliennes sont composes uniquement de sables et rarement de petits graviers. Des dunes sableuses, vaporitiques (gypse) et carbonates sont connues.

    Classification, taille et forme de ces structures oliennes

    Les classifications bases sur les observations au sol, les photographies ariennes basse altitude, les structures internes et les mesures ralises sur les rgimes de vent se sont adjointes les donnes issues des images satellites qui observent des ensembles des chelles rgionales relies des donnes climatologiques rgionales

    Toutes ces structures possdent une pente douce sous le vent et une pente plus abrupte labri du vent. Cette dernire comprend habituellement une face de glissement o se produisent les avalanches. Les dunes et les draas possdent des rides qui migrent tant sur la partie sous le vent que sur celle labri du vent.

    La taille des draas indique des apports sableux considrables et peut ncessiter plus de 10 000 ans pour se former et arriver lquilibre alors que les rides peuvent rpondre quasi instantanment aux changements de direction et de force du vent.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Ordre Longueur donde

    Hauteur Orientation par rapport au vent

    Origine possible Nom

    1 3005500 m 20-450 m Longitudinale ou transversale Instabilitarodynamique Draas (ou mgadunes)2 3-600 m 0.1-100 m Longitudinale ou transversale Instabilitarodynamique dunes

    3 15-250 cm 0.2-5 cm Longitudinale ou transversale Instabilitarodynamique rides arodynamiques0,5-2 cm 0.05-100

    cmTransversale Mcanisme

    dimpactRides dimpact

    41-3 cm 0.05-100 cm Longitudinale

    Tourbillons en spirale

    Horizontale secondaire

    Rides de sinuosit(secondaire)

    Le tableau renseigne lordre hirarchique des structures oliennes sur base de la longueur donde, de la hauteur, de lorientation par rapport aux vents.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    La forme des structures, lorientation relative de ces structures par rapport aux vents quiprovoquent le transport des grains de sable, lespacement des formes transversales ou longitudinales permet de reconnatre les formes individuelles isoles (voir ci-dessus) des dunes et des draas.

    Nanmoins, la combinaison de plusieurs composantes (transversales, longitudinales, obliques) rend la classification fort difficile car la morphologie est alors plus complexe.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Dplacement et migration dune dune (partie de droite) et formation dune dune du type barchane (partie de gauche): 10 m de haut, 100 m tant en largeur quen longueur.

    Sous le vent et en labsence dapports levs de sable, une dune se dplace plus vite ses extrmits quau centre ce qui provoque la formation dun croissant dont les pointes se situent en aval du sens du vent.

    Barchane dune dans le Coral Pinks, Utah, USA

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Un akl (en Afrique) correspond un dense assemblage de dunes ou de draas qui se tassent et tendent grimper l'une sur le dos de la prcdente. Cet assemblage comporte plusieurs composantes (transversale, longitudinale, oblique). Ces rides sinueuses, transversales montrent en alternance des secteurs aspect lingodes et barchanodes.

    On retrouve galement des dunes en forme dtoiles et des dunes ayant une forme de dme avec des flancs arrondis (voir image e, prcdemment).

    Les dunes transversales (voir image a, prcdemment) et les barchanes sont des dunes en forme de croissant, il convient de noter que des draas de barchanes ont parfois des dunes barchanodes sur la face sous le vent (voir image c). Ces dunes se forment perpendiculairement au vent.

    Des dunes paraboliques ont une forme de U (voir image d) et peuvent se refermer pour former un anneau dans la partie aval du sens du vent. Leur morphologie est inverse par rapport aux barchanes.

    Des dunes longitudinales se rpartissent en rides de sables (troites et relativement raides) et le type seif qui est sinueux (voir image f). Lespacement entre les dunes est gnralement le double de leur largeur. Ces dunes se forment paralllement au vent dominant fort auquel se superpose un autre faisant un angle avec le premier.

    Les structures internes des dunes et des draas ne sont pas encore bien connues et les quelques exemples de tranches ralises dans certains types de dunes ne permettent pas encore dextrapoler un assemblage particulier pour chaque type de dunes.

    On reconnat cependant plusieurs ordres de structures internes (depuis les structures grandes chelles aux laminations petite chelle).

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Dunes paraboliques stabilises, partie nord-ouest des collines Great Sand, Saskatchewan

    Champ de dunes actif (akl), Alexandria Dunefield, South Africa

    Dune linaire (longitudinale) dans le dsert Golmud, Qinghai, Province, Chine

    Un akl, Guerrero Negro, Baja California Mexico

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Dunes transversales barchanodes Guerrero Negro, Baja California, Mexico.

    Dunes lingodes prs de Gobabeb, Namibie

    Les structures internes grande chelle

    - stratification entrecroise grande chelle- diffrents types de stratification entrecroise, des units tabulaires sont les plus communes- les units sont spares par des surfaces limites qui sont principalement horizontales ou inclines sous le vent avec une lger angle- une stratification entrecroise en auge est prsente dans la partie suprieure des dunes

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Navajo Formation, grs olien stratification entrecroise, Antelope Canyon

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les lits plats et les laminations parallles

    De nombreuses surfaces sableuses dans les milieux marins et oliens actuels comme dans les grs anciens se caractrisent par des surfaces plates (plans parallles). Elles sont observes prfrentiellement pour des compositions de sable de taille granulomtrique fin moyen.

    Les lamines sont peu paisses (quelques diamtres de grains) et plates.

    Pour des tailles granulomtriques fines (0,1-0,2 mm), les conditions indiquent un courant vitesse leve (80-100 cm/sec) et une faible profondeur deau en labsence de micas. Pour des tailles granulomtriques plus grossires (1,5-2 mm) ou plus riches en micas, le courant est caractristique de vitesses plus lentes (de lordre de 30-40 cm/sec).

    Les laminations planes parallles de sables sont un terme caractristiques des turbidites (on y reviendra plus loin) ou des varves (tout dpt feuillet dont la sdimentation est contrl par les saisons comme les feuillets sdimentaires des dpt lacustres).

    Stratification plane parallle dans des couches de varvite (Sao Paulo, Brsil)

    Quelles sont les autres structures visibles?

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    La stratification entrecroise en Hummocky

    Cette stratification est bien reconnue dans les sables et les grs dont la taille granulomtrique se situe entre les grains fins moyens. La structure montre des laminations courbes avec des secteurs concavit (dpression) vers le haut [concave-up or swales] ou convexit(bombement) vers le haut [convex-up or hummock].

    HCS hauteur jusqu 40 cm (souvent 20 cm)et longueur donde jusqu 5 m (souvent 1 m)

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    Les lamines ont tendance spaissir dans les dpressions et samincir dans les bombements des structures en HCS. Dans la plupart des cas, il ny a pas dorientation prfrentielle de linclinaison des laminations ce qui suggre une disposition morphologique en 3 D assez uniforme.

    Quand la structure est prsente la base dun banc de grs bien marqu, on retrouve des traces drosion sur la surface basale du banc. Le sommet du banc est horizontal grande chelle et se caractrise par des rides de vagues.

    La prsence de cette structure dans un environnement marin peu profond (dduit daprs les traces de fossiles, les fossiles, etc.) et lassociation avec laction des vagues ainsi quun style de dpt pisodique (bancs interstratifis) a conduit linterprtation quil est le produit de lactivit de vagues fortes et complexes situe sous la zone dactivit des vagues de beau temps. Cette structure est donc largement associe aux dpts de tempte.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grsLe granuloclassement et la squence de Bouma

    Certains grs, surtout dans les squences interstratifies de grs et de mudstones, montre des changements de la taille des grains et des structures sdimentaires particulirement caractristiques dun processus de dpt.

    Ces bancs se rencontrent dans une large gamme denvironnements de dpts et concernent des grs depuis la taille des grains des sables trs grossiers ou graviers sableux jusqu la taille des silts. La squence enregistre galement diffrents styles de laminations. On parle de la squence de Bouma.

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grsD

    C C

    B

    A

    La squence de Bouma est un bon indicateur de polarit

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    La squence de Bouma enregistre donc un granuloclassement normal la base du banc de grs dont la surface infrieue de stratification est souvent tranche et peut rvler des structures sdimentaires (moules de sole marks, voir prcdemment).

    Elle comporte 5 termes nots A-E selon lordre stratigraphique (de bas en haut):

    - le terme A compos de sables (grs) est granuloclass normalement (parfois ce nest pas le cas),- le terme B montre une lamination plane parallle dans des sables (grs) plus fins,- le terme C se caractrise par des rides avec des stratifications entrecroises (souvent des rides grimpantes (climbing ripples),- le terme D correspond galement une lamination plan parallle compos de sdiments plus fins souvent des silts,- le terme E termine la squence et correspond un mudstone ou un siltstone finement grenu (ce dernier est parfois difficile sparer de la sdimentation autochtone interstratifie entre les niveaux de turbidites)

    Lagencement vertical est toujours le mme mais certains membres de cette squence idale peuvent manquer dans les sries turbiditiques. Lpaisseur relative de cette squence est galement variable. Certaines turbidites comportent uniquement un terme A avec parfois un petit terme B. Quand le terme C est prserv, on retrouve toujours les rides.

    Dans cette squence, les sables (grs) enregistrent un pisode de forte nergie alors que les mudstones enregistrent une sdimentation correspondant une plus grande priode de temps provenant de la dcantation du matriel en suspension et ce dans des conditions calmes.

    Le dpt du terme A indique la dclration dun courant de turbidit dans des milieux marins profonds (bassins) mais il importe de garder lesprit que des courants de turbidit qui dclrent sont connus dans de nombreux environnements !!

  • Les structures de dpt dans les sdiments sableux et les grs

    A noter que les turbidites calcaires prsentent des structures sdimentaires similaires mais en milieu carbonat.

    Remarque: le terme C de la squence de Bouma peut prsenter une structure sdimentaire de petits plis ou dondulations que lon appelle des convolutes (voir chapitre sur les roches sdimentaires dformes). La prsence de ces convolutes peut effacer partiellement les rides de courant.

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats, et brches

    Les structures sdimentaires de dpt dans:

    C. les graviers, les conglomrats et les brches

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Les dpts de graviers, de conglomrats et de brches concernent des roches sdimentaires pour lesquelles la quantit de clastes > 2 mm doit tre > 30% avant dtre considr comme faisant partie de la catgorie granulomtrique des rudites (daprs lchelle de Wentworth).

    On peut utiliser les diagrammes ternaires suivants pour classifier ces rudites selon le pourcentage dargiles, de sables et de graviers que lon observe voire le pourcentage de cendres, de lapillis et de bombes pour les roches sdimentaires volcaniques.

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Un des premiers lments observer sur le terrain concerne la composition des clastes les plus gros ce qui permet de dterminer la provenance possible et le processus lorigine. Le deuxime point est de dterminer si les clastes sont intraformationnels (proviennent du bassin de sdimentation) ou sils proviennent dune source plus ancienne (origine extraformationnelleou exotique).

    Morphologie et conditions gnrales du dpt des graviers

    Les structures de dpt des sables tels que les rides ne peuvent se former vu la taille des clastes. Par contre de grandes dunes de sables peuvent se former avec une composante de graviers (des dunes sous-marines composes uniquement de graviers sont connues dans les rivires). On retrouve ces accumulations dans une srie denvironnements:

    Les chenaux de riviresLes rivires anastomoses en tresses avec un lit de graviers contiennent des barres allonges parallles au flot. Le dpt de graviers se fait sur la partie sommitale plate et ces graviers sont imbriqus les uns sur les autres. Lpaisseur varie depuis celle dun gravier plusieurs mtres de haut.Dans les rivires plus sinueuses, les graviers peuvent saccumuler sur des barres latrales.Dans les rivires plus larges, les barres sont caractrises par des assemblages plus complexes.Le remplissage du chenal est restreint et sous la forme de lentilles.

    Cnes de djectionsLes pisodes dinondations sur les cnes alluviaux donnent naissance des lentilles localises et des lobes de sdiments grossiers dposs par des coulements boueux. Le dpt correspond des clastes qui flottent dans une matrice plus fine.

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Les rivagesAu pied des falaises, les blocs tombs sont attaqus, briss et les morceaux sont transports. Les accumulations de graviers se forment sur les plages et plus particulirement sur celles qui subissent les temptes. Il se forme des rides de graviers grossirement linaires. Les graviers sont souvent bien arrondis et sont bien classs.

    Les cnes de djections en milieu marin profondAu pied des principales pentes sous-marines, les courants de turbidit et les autres coulements par gravit permettent laccumulation de graviers sous la forme de remplissage de chenaux et de lobes proximit de la bouche des canyons sous-marins.

    Les environnements associs aux rcifsCes milieux comportent des pentes fortes o saccumulent des dbris rcifaux (clastescarbonats).

    Les environnements associs aux glaciersLes sdiments de toutes tailles transports par les glaciers sont parfois assembls pour crer des moraines par la fonte de la neige et dautres blocs tombent depuis les icebergs et les blocs de glace pour donner des dropstones isols.Plusieurs types de dpts glaciaires composs de graviers transports par la glace ou les torrents et les rivires glaciaires sont connus (voir partie du cours sur lrosion et le transport par les glaciers).

    Les dpts associs aux environnements volcaniquesDes dbris grossiers (dbris pyroclastiques) provenant des ruptions volcaniques explosives correspondent aux dpts en milieu aqueux et arien de retombes pyroclastiques, voire des dpts des nues ardentes. Pendant le transport, les dbris pyroclastiques sont mlangs avec des dpts sdimentaires siliciclastiques ou carbonats et sdimentent sous la forme de conglomrats.

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Structure et critres

    Forme des clastes (rondeur et sphricit, selon les mmes critres de classification que ceux vus prcdemment dans le cours)

    Classement et distribution des tailles de grains

    Il convient dobserver le conglomrat pour voir si les clastesse touchent ou non, dobserver la nature de la matrice (sable, boues argileuses) et la nature des clastes(roches sdimentaires, volcaniques, etc.)

    Ces figures montrent le classement et la distribution des tailles de grains pour 4 types de conglomrats.

    a) Orthoconglomrat caractris par une distributonbimodale (taille de graviers et taille de sables) ainsi que par un bon classement. Le terme de claste sapplique aux lments grossiers et le terme de matrice la fraction fine,

    b) Orthoconglomrat caractris par labsence de matrice, une forte porosit et une forte permabilit. On peutcependant distinguer deux tailles de clastes. [openwork orthoconglomerate],

    c) Orthoconglomrat caractris par un mauvaisclassement, par une distribution polymodale (plusieurstailles: clastes et matrice),

    d) Paraconglomrat caractris par un trs mauvaisclassement, par la prsence de matrice et de clastesavec une distribution trs variable des classes

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Granuloclassement au sein des strates

    Un granuloclassement peut sobserver dans les dpts de graviers ou de conglomrats mais on observe souvent un granuloclassement inverse, bien plus que dans les sables.

    Des bancs non granoclasssindiquent habituellement une forte viscosit qui inhibe la turbulence et les interactions entre les grains.

    Un granuloclassement normal indique le dveloppement de turbulence au cours du dpt.

    Dans les dpts volcaniques, outre le granuloclassement li la taille des particules, il faut tenir compte galement dun granuloclassement de densitli des diffrences de densit importante entre les dbris volcaniques.

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Structure et orientation

    Regarder lorientation des clastes dune certaine dimension parmi lensemble des clastes. Une orientation prfrentielle de lun des axes (axe a - long, axe b intermdiaire, axe c - petit) peut tre observe alors que dans dautres bancs, on ne distingue aucune orientation prfrentielle ce qui indique un transport par des processus dans lesquels les clastes ntaient pas libres de se dplacer lun par rapport lautre (probablement dans un flux visqueux lev ou un taux de sdimentation rapide) .

    Une orientation peut souvent tre observe dans les conglomrats riches en matrice et en clastes de formes allonges ou ovales. Dans ces cas, un des axes est parallle au pendage et lautre est transversal ou inversment. Il y a un phnomne dimbrication. Cela suggre que les clastes se dplacaientde manire individuelle et se sont dposs aprs arrt dans une position en quilibre.

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Stratification et stratification entrecroise

    Le dchiffrement de la stratification dans ces bancs conglomratiques est difficile mais peut parfois se lire par des changements de couleurs, de taille de grains, de classement, etc. Les contacts entre deux units sont souvent graduels voire amalgams quand il ny a pas de diffrence dans la matrice. Des strates sont bien individualises et correspondent alors des phnomnes rosifs (souvent la base).

    Plusieurs bancs distincts avec des contacts marqus correspondent une srie dvnements de dpts distincts (changement de lnergie dans un sous-environnement, discontinuitsdimentaire avec rosion, etc.).

    Une stratification oblique ou entrecroise peut tre prsente dans les sries conglomratiques et rarement dans les brches.

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    Diagramme permettant de dterminer les processus lorigine des structures

  • Les structures de dpt dans les graviers, conglomrats et brches

    brche poudinguebrche

  • Les structures dues aux dformations et aux drangements

    Les structures dues aux dformationset

    aux drangements

  • Nimporte quel sdiment peut-tre dform aprs le dpt mais ces figures sont plus courantes dans les sables et les matriaux finement grenus.

    Des figures peuvent se former comme rsultat de processus chimiques, physiques ou biologiques. Ces processus peuvent avoir lieu trs rapidement aprs le dpt ou bien plus tardivement au cours de lenfouissement et de la diagnse.

    Dformation physique de sdiments mous

    Ce phnomne rsulte de forces physiques, souvent gravitaires, qui agissent sur des sdiments physiquement souples comme des silts, des sables la surface du sdiment ou juste aprs lenfouissement. Il nexiste pas de classification relle et ils seront dcrits daprs leur mode principal doccurrence.

    La rsistance dun sdiment la dformation sexprime par la force de cisaillement (T):

    T = C + (-) tan

    avec est la pression normale au cisaillement, est la pression du fluide interstitiel et est langle de friction interne et C est la cohsion des grains

    Pour quun sdiment qui sest dpos subisse une dformation, il faut que sa force de cisaillement soit rduite ou que la tension de cisaillement applique augmente. Ceci peut se produire par une perte de cohsion (1), par un rajustment de la compaction (ou du tassement) ce qui rduira langle de friction interne (2) ou en augmentant la pression du fluide interstitielle (3).

    La cohsion est contrle par la taille des grains alors que laction simultane de (2)+(3) dans un sdiment gorg deau peut amener une liqufaction temporaire du sdiment.

    Les structures dues aux dformations et aux drangements

  • Les structures dues aux dformations et aux drangements

    Ce choc qui initie la liqufaction est gnr de manire extrieure suite un tremblement de terre, ou en local par une lvation du niveau marin voire un pisode soudain de dpt.

    La liqufaction dun sdiment peut-tre totale de telle manire que tous les contacts entre les grains sont casss. Dans ce cas, la lamination originale est dtruite ce qui donne un aspect plus massif.

    Les figures de charge [load casts] et les structures en flammes [flame structures]

    On les observe habituellement la base des bancs de grs interstratifis avec des mudstones. Les figures de charge sont relativement arrondies, en forme de langues irrgulires de taille et de relief variables. Les load casts montrent des lamines de contortion et ce dautant plus fort que lon se rapproche du centre de la structure. La taille varie de quelques millimtres plusieurs dizaines de cm voire plus d1 mtre. Les figures de charge apparaissent rarement isoles mais plutt en groupe la base dun banc.

  • Les structures dues aux dformations et aux drangements

    On reconnat des doigts ou des biseaux de mudstone qui pointent vers le haut entre les lobes sableux et sont appels des structures en flammes. Elles sont videmment relies aux figures de charges. Ces dernires correspondent des protrusions de sables au sein du mudstone, certaines sont plus globulaires et attaches au banc grseux sus-jacent par un cou ou compltement dtach de ce dernier.

    Dans certains cas, il nexiste plus de banc grseux qui sest compltement dstructur. Des [load balls] (petites dimensions) de sables flottent dans le mudstone. Ces load balls sont alors isoles. Le mudstone ou le siltstone a acquis une texture assez drange et macule.

    Le mcanisme est li une diffrence de densit (boue argileuse moins dense que le sable) et lensemble va se dformer par gravit sur ces bancs instables, non compacts et ayant une faible cohsion. La prsence des load casts nest pas restreinte un environnement prcis.

    Load casts observs diffrentes chelles Load casts vus du dessous

  • Les structures dues aux dformations et aux drangements

    La formation des pseudonodules ou structures en traversins [ball and pillows] sobservent aussi dans des couches sableuses (grs). La base de la couche sableuse est ondule, voire mme dcoupe en une srie de nodules spars les uns des autres par des formes rappelant des traversins. La dimension de ces structures est variable (de quelques cm plusieurs mtres de longueur). Les pseudonodules ne sont pas un indicateur dun environnement particulier mais bien dune vitesse de sdimentation rapide. Le mcanisme de formation pourrait tre reli au passage dondes sismiques qui favorisent un chappement de fluides et une remobilisation des sdiments.

  • Les structures dues aux dformations et aux drangements

    Les fissures [cracks]

    Elles correspondent une large gamme dchelles et de formes qui apparaissent aujourdhui la surface de sdiments et dans lancien sur les surfaces de stratification des roches sdimentaires. Il existe 4 types de fissures:

    A. Les fentes de dessication [dessication mudcracks]

    Elles sont communes la surface de lacs, de playas, des plaines dinondation, dans les environnements intertidaux et supratidaux o elles correspondent des fissures ouvertes ou partiellement remplies par dautres sdiments. Dans les roches, elles apparaisent sur les plans de stratification de squence intertsratifie de grs et de mudstones et moins couramment dans les dpts carbonats finement stratifis.

    Dans les roches, les fissures se forment dans les sdiments argileux et sont remplies par du sdiment plus grossier (souve