Chapitre 4 : La Sédimentation et les Roches Sédimentaires
Introduction
La sédimentation est un processus clé dans le cycle des roches. Elle comprend l'ensemble des processus par lesquels les particules solides, issues de la désintégration des roches préexistantes, sont transportées et déposées pour former des roches sédimentaires. Ces roches constituent une archive précieuse de l'histoire de la Terre, enregistrant les conditions environnementales passées. Ce cours détaillera les processus de sédimentation ainsi que les types et la classification des roches sédimentaires.
I. Processus de Sédimentation
1.1. Altération et Érosion
Altération : L'altération désigne les processus chimiques, physiques et biologiques qui décomposent les roches en particules plus petites. Les types principaux sont :
- Altération mécanique : Fragmentation physique des roches sans modification chimique (ex. : gel-dégel, expansion thermique).
- Altération chimique : Transformation des minéraux en nouveaux composés chimiques plus stables (ex. : hydrolyse, oxydation).
- Altération biologique : Action des organismes vivants qui contribuent à la décomposition des roches (ex. : racines des plantes, activité microbienne).
Érosion : Transport des particules altérées par des agents naturels tels que l'eau, le vent, la glace, et la gravité.
1.2. Transport
Les particules érodées sont transportées par divers agents :
- Eau : Le transport fluvial, glaciaire et marin.
- Vent : Transport éolien, souvent dans les régions arides.
- Glace : Transport glaciaire dans les zones polaires et de haute montagne.
- Gravité : Chute des particules sur les pentes abruptes, formant des éboulis.
1.3. Dépôt
Le dépôt se produit lorsque l'énergie du milieu de transport diminue, permettant aux particules de se déposer. Les environnements de dépôt incluent :
- Milieux continentaux : Rivières, lacs, déserts, glaciers.
- Milieux côtiers : Plages, deltas, estuaires.
- Milieux marins : Plateau continental, talus continental, bassin océanique.
1.4. Diagenèse
La diagenèse englobe les processus post-dépositionnels qui transforment les sédiments en roches sédimentaires. Les étapes clés sont :
- Compaction : Réduction du volume des sédiments sous l'effet de la pression des couches supérieures.
- Cimentation : Précipitation de minéraux dissous dans les pores des sédiments, les liant ensemble.
- Recristallisation : Transformation des minéraux en structures plus stables.
II. Types et Classification des Roches Sédimentaires
2.1. Roches Sédimentaires Détritiques
Les roches détritiques sont formées de fragments de roches et de minéraux préexistants. Leur classification se base sur la taille des grains :
- Grès : Composés principalement de grains de sable (0.0625 à 2 mm).
- Conglomérats et brèches : Composés de gros fragments, les conglomérats ayant des clastes arrondis et les brèches des clastes anguleux.
- Pélites (argiles et schistes) : Composées de particules fines (<0.0625 mm).
2.2. Roches Sédimentaires Chimiques
Les roches chimiques se forment par précipitation de minéraux à partir de solutions aqueuses. Exemples :
- Calcaires : Formés principalement de carbonate de calcium (CaCO3).
- Évaporites : Formées par évaporation de l'eau et précipitation de sels minéraux (ex. : halite, gypse).
2.3. Roches Sédimentaires Biogéniques
Les roches biogéniques résultent de l'accumulation de débris organiques. Exemples :
- Charbons : Formés à partir de matières végétales compactées.
- Calcaires biogéniques : Formés à partir de restes de coquillages, coraux, et autres organismes marins.
2.4. Classification basée sur la Composition Chimique
Les roches sédimentaires peuvent également être classifiées selon leur composition chimique :
- Siliciclastiques : Dominées par des particules de silice (ex. : quartz).
- Carbonatées : Dominées par des minéraux carbonatés (ex. : calcite, dolomite).
- Phosphatées : Riche en phosphate (ex. : phosphorites).
- Ferrugineuses : Riche en fer (ex. : roches ferrugineuses).
Conclusion
La compréhension des processus de sédimentation et la classification des roches sédimentaires est essentielle pour interpréter les archives géologiques et reconstruire l'histoire de la Terre. Ce chapitre a couvert les principaux processus de sédimentation, les environnements de dépôt et les types de roches sédimentaires, fournissant une base solide pour l'étude avancée en géologie.