Dr CHABOU Moulley Charaf Universit Ferhat Abbas, Stif Dpartement des Sciences de la Terre LMD -Sciences de la Terre et de lUnivers- Gosciences - Module : Nature des Enveloppes Terrestres. 1re anne Semestre 2.

III. Les roches. Les roches sdimentaires

III.1. Dfinitions Les roches sdimentaires sont des roches exognes (cest--dire formes la surface

de la Terre) qui reprsentent 5 % en volume de la crote terrestre. Elles sont trs rpandues la surface (elles couvrent 75 % de la surface) sous forme de couches recouvrant les roches mtamorphiques et magmatiques.

Les roches sdimentaires ont une grande importance du point de vue conomique : le

ptrole, le gaz, le charbon, luranium, les matriaux de construction sont dorigine sdimentaire. Elles ont aussi une importance scientifique : cest le seul type de roches contenant des fossiles.

Les roches sdimentaires se forment partir de sdiments.

III.2. Les diffrents types de sdimentation Les rivires, ocans, vents et eaux de pluies ont la capacit de transporter les particules

issues de la dsagrgation (destruction) des roches par rosion. Ces matriaux sont composs de fragments de roches et de minraux. Lorsque lnergie de transport nest plus assez forte pour dplacer ces particules, ces dernires se dposent : cest le processus de sdimentation. Ce type de sdimentation est appel : sdimentation dtritique ou clastique.

Un autre type de dpt sdimentaire se produit lorsque les matriaux sont dissous dans

leau et prcipitent. Ce type de sdimentation est dnomm : sdimentation chimique.

Un troisime processus peut se produire lorsque les organismes vivants extraient les ions dissous dans leau pour former des coquilles et des os. Ce type de sdimentation est appel : sdimentation biognique.

Ainsi, il existe trois grands types de roches sdimentaires : roches dorigine

dtritiques, chimiques et biogniques. III.3. Etapes de formation dune roche sdimentaire La formation des roches sdimentaire passe par plusieurs tapes : a- Lrosion : cest le processus de destruction de roches prexistantes. On distingue

deux types drosion :

Lrosion physique ou mcanique : dsagrgation des roches en petits morceaux par des processus physique ou mcanique.

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Lrosion chimique : dissolution des lments chimiques par les eaux qui conduit la dcomposition des roches ou des minraux.

Les agents de lrosion sont : les eaux, le vent, le gel, la temprature.

b. Le transport : les sdiments issus de lrosion peuvent tre transports sur de

grande distance par le vent, ou par les eaux dans les fleuves, rivires ou courants ocaniques. c. Le dpt : lorsque la vitesse de lagent de transport devient faible pour continuer

transporter les sdiments, ces derniers se dposent. Le dpt se fait dans des bassins de sdimentation, le plus souvent au fond des mers.

d. La diagense : on appelle diagense le processus physico-chimique qui transforme un sdiment meuble en roche consolide. La diagense passe par deux tapes (figure 2) :

La compaction : les sdiments se rapprochent

entre eux avec diminution des vides ou des pores entre les particules, et limination de leau qui se trouve entre les pores.

La cimentation ou lithification : les sdiments

se lient entre eux par un ciment dorigine chimique. Les sdiments se transforment alors en une roche solide.

Figure 2 : diffrentes tapes de la diagense.

III.4. Les roches sdimentaires dtritiques (ou clastiques) Les roches sdimentaires dtritiques se forment partir de roches prexistantes et sont

constitues de fragments de roches et de minraux. Elles reprsentent 85 % des roches sdimentaires prsentes la surface de la Terre (Figure 1).

Figure 1 : abondance relative des diffrents types de roches sdimentaires

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La classification des roches dtritiques se base sur la taille (granulomtrie) des particules. Elle est donne dans le tableau 1.

Tableau 1 : classification des roches sdimentaires dorigine dtritique

Nom de la particule

Taille de la particule

Nom du sdiment

Classe Nom de la roche solide

Blocs > 256 mm Graviers Gros cailloux 64-256 mm Graviers Petits cailloux 2-64 mm Graviers

Rudites Conglomrats (poudingues si les

particules sont arrondies, sinon

cest des brches). Sable 1/16-2 mm Sables Arnites Grs Silt 1/256-1/16 mm Silts Siltites Argile < 1/256 mm Argiles

Lutites (Plites) Argilites

III.5. Les roches sdimentaires dorigine chimique et biochimique

Les roches sdimentaires dorigine chimique sont formes partir de la prcipitation

ou la cristallisation de substances (ions ou sels minraux) dissoutes dans l'eau. Les plantes et les animaux peuvent extraire les substances dissoutes dans leau pour

constituer leurs tests ou leurs os et ce sont leurs restes qui constituent les roches sdimentaires dorigine biochimique.

Les roches sdimentaires dorigine chimique et biochimique sont classes daprs la

composition chimique. III.5.1. Les roches carbonates Les roches carbonates sont formes essentiellement de calcite (CaCO3), daragonite

(CaCO3) ou de dolomite CaMg (CO3)2. Les roches carbonates riches en calcite (ou aragonite) sont appeles calcaires, alors que celles riches en dolomite forment les dolomies. Les calcaires constituent plus de 10 % des roches sdimentaires (figure 1).

Leau de mer contient une grande quantit de carbonate de calcium (CaCO3) dissoute.

De nombreux organismes utilisent ce carbonate de calcium pour former leurs squelettes et autres parties dures de leurs corps. Quand ces organismes meurent, les courants marins brisent ces fragments en petits morceaux appels sdiments bioclastiques. La roche forme par la lithification de ces sdiments est appele calcaire bioclastique, ce qui indique que cette roche sest forme par des processus biologique et clastique. Dautres calcaires et les dolomies rsultent de la prcipitation directe de carbonates (origine chimique) : dolomies primaires, stalactites, stalagmites, calcaires lithographiques, travertins.

Pour faire la diffrence entre calcaires et dolomies, on utilise le test de lacide. Les

calcaires font effervescences lacide (HCl), alors que les dolomies ne le font pas. En gnral, les dolomies contiennent toujours un certain pourcentage de calcite et

vice-versa (les calcaires contiennent aussi un certain pourcentage de dolomite). Si la roche

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contient plus de 50 % de dolomites, cest une dolomie. Si elle contient plus de 50 % de calcite, cest un calcaire.

III.5.2. Les roches siliceuses Elles se forment par prcipitation de la silice (SiO2) dans des eaux satures (origine

chimique) ou par extraction de la silice de leau de mer par des organismes pour constituer leurs tests qui par accumulation et lithification donneront des roches dures (origine biochimique). Ces roches sont essentiellement formes dopale (silice hydrate) et de calcdoine. Le terme chert est utilis pour dsigner lensemble des roches siliceuses dorigine chimique ou biochimique.

Les principales roches siliceuses dorigine biochimique sont : les radiolarites formes

par les tests de radiolaires (zooplancton marin) et les diatomites formes par laccumulation de tests de diatomes (algues siliceuses).

La principale roche siliceuse dorigine chimique est le silex, accident siliceux en

milieu calcaire. Cest une roche qui a t utilise comme outils (flches, haches, pour allumer le feu) par les hommes prhistoriques.

III.5.3. Les roches salines ou vaporites Il sagit dun groupe de minraux dorigine chimique, qui prcipitent suite des

concentrations par vaporation intense, gnralement dans des eaux peu profondes ou des lacs sals dans des milieux dsertiques.

Les principales roches vaporitiques sont : le gypse (CaSO4-2H2O) et lanhydrite

(CaSO4), le sel gemme ou halite (NaCl) et le sel de potasse ou sylvite (KCl). III.5.4. Les roches carbones Roches constitues essentiellement de composs du carbone organique. La roche

forme par accumulation des restes de plantes est le charbon. Les phytoplanctons microscopiques et bactries sont les sources principales de matire organique contenue dans le sdiment. La transformation des composs organiques dans les sdiments forment les hydrocarbures (ptrole et gaz naturel).

III.5.5. Les roches ferrifres et phosphates Les roches phosphates (phosphate) sont essentiellement dorigine organique (dents et

os danimaux) et sont constitues dapatite. Les roches ferrifres sont riches en oxydes de fer comme la bauxite (roche forme par laltration des granites) ou le fer oolithique.