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11 novembre 2012 7 11 /11 /novembre /2012 22:43

LES ROCHES CARBONATEES


 

Les roches carbonatées sont des roches sédimentaires constituées en proportion variable d’au moins CaCO3 et / ou CaMg(CO3)2 (= Dolomite) + d’autres minéraux

Ce sont des roches qui font effervescence à l’acide pour donner de l’eau, du chlorure de calcium et du gaz carbonique

Ce ne sont pas les roches les plus nombreuses car elles ne représentent que 20% des roches sédimentaires, mais ce sont des roches qui sont importantes à 2 niveaux :

  •  

  • géologique : car fossilififères et permettant ainsi la datation des terrains
  •  

     

  • économique : ce sont des roches utilisées dans la construction, le remblai des infrastructures routières, la fabrication du ciment, de la chaux ; et ce sont des roches qui sont des réservoirs à hydrocarbures


1. La solubilité des carbonates

 

L’eau de mer est sursaturée en calcite (CaCO3) dissout mais ce CaCO3 ne précipite pas systématiquement

La précipitation se fait à sursaturation, mais au niveau de l’eau de mer, ce phénomène ne se produit pas systématiquement en raison de plusieurs facteurs qui interviennent :

  •  

  • La Température : une augmentation de la température entraîne une précipitation des carbonates ; donc les eaux froides sont fortement chargées en CaCO3 dissout (aussi bien au niveau latitudinale (Arctique, Antarctique) que des profondeurs (même à l’Equateur où les eaux profondes sont froides)
  •  

     

  • La Salinité de l’eau : la salinité de l’eau de mer est de 30 à 40 g/ litre ; Une augmentation de la salinité va favoriser une précipitation du CaCO3 ; Par exemple, une eau à 10°C mais dont la salinité va augmenter, va provoquer une précipitation du CaCO3
  •  

     

  • Le pH de l’eau : La neutralité du pH est à 7 ; Une augmentation du pH (Basicité) va favoriser une précipitation, alors qu’une baisse du pH va provoquer la dissolution
  •  

     

  • La Pression partielle de l’eau : Il s’agit de la pression partielle en CO2 dissous : pCO2 ; Une baisse de la pression partielle en CO2 va favoriser la précipitation des carbonates car elle entraîne une augmentation du pH (Basicité)
  •  

     

  • L’agitation de l’eau : Elle va favoriser la précipitation car nous observons plus de dépôts carbonatés près des côtes par rapport au large
  •  

     

  • L’Abondance en organismes : Certains organismes absorbent les carbonates pour les intégrer dans leur squelette et ne favorisent donc pas le dépôt ; Par contre, si les organismes sont nombreux, leur dépôt sur le fond va entraîner la formation de dépôts carbonatés. L’activité des organismes peut également favoriser la précipitation des carbonates par les produits qu’ils rejetent

 



2. La classification descriptive des roches carbonatées

2.1 Les Calcaires
Les Calcaires peuvent être des roches d’origine organique (biochimique), à caractère chimique ou à caractère détritique

 

2.1.1 L’origine organique des calcaires
L’origine est l’intervention des organismes à fixer les carbonates dans leurs tissus et leur squelette ; Ce ne sont pas les plus gros organismes qui fixent le plus de carbonates, mais les plus petits : exemple : les Foraminifères, les Ostracodes, …

2.1.1.1 Les calcaires bioclastiques d’accumulation
liés à l’accumulation de débris organiques vivants
# La Craie : Accumulation à 80% de coccolithes observables au microscope électronique à transmission ; La craie est typique d’une mer peu profonde à climat chaud épicontinental ; Caractéristiques : rayée à l’ongle, blanche, poreuse, friable
# Les calcaires coquilliers : Accumulation de coquilles diverses que nous pouvons observer ;
2 types :
Lumachelle : Accumulation de coquilles entières de même nature : exemple : Brachiopodes
Falun : Accumulation de coquilles pas toutes entières, diversifiées ; Plus friable que la lumachelle
# Tous les calcaires fossilifères :
à Nummulites
à Milioles
à Cérithes
à Entroques (à Encrines ; Fragments de tiges de Crinoïdes)

2.1.1.2 Les Calcaires construits
Ce sont des calcaires qui résultent de l’activité macro et microscopique des organismes, donc du aux organismes que l’on y trouve
# Les Calcaires récifaux : construits par des polypiers coloniaux ou solitaires : Tétracoralliaires (solitaires ou coloniaux), Tabulés (coloniaux), Hexacoralliaires (coloniaux)
# Il peut y avoir d’autres récifs construits par des stromatopores (organismes rattachés aux éponges et qui n’existent plus aujourd’hui)
# Il peut y avoir également des récifs construits par des Lamellibranches : les Rudistes
# Les calcaires construits à Bryozoaires
# Les calcaires construits à Algues (dont Stromatolithes ; du à la photosynthèse de l’algue)

2.1.1.3 Les Calcaires à matières organiques
# Calcaires sapropéliens
# Calcaires bitumineux (exploitation pour bitume et pétrole lourd)
# Calcaires ampéliteux (à matière organique de type charbonneuse)

 

2.1.2 Le caractère chimique des calcaires

2.1.2.1 Les calcaires oolithiques
Les calcaires oolithiques sont formés d’oolithes qui sont de toutes petites billes de calcaire chimique (taille de l’ordre du ½ au 1 mm) qui s’est déposé autour d’un noyau ; Le noyau peut être :

  •  

  • minéral
  •  

     

  • un fragment de fossile
  •  

     

  • un morceau de roche
  •  

     

  • un petit fossile, microfossile

La formation de ce type de calcaire se fait en milieu marin, peu profond, agité, chaud, en suspension dans l’eau avec précipitation des carbonates autour d’un noyau ; cette petite bille tombe sur le fond lorsque son poids est suffisamment important


2.1.2.2 Les Travertins, les Tufs
Ce sont des roches qui se forment par précipitation directe des carbonates dans l’eau et se forment aux émergence des sources calcaires, lorsque la pression partielle en CO2 dissous baisse afin de permettre la précipitation des carbonates.
Ce sont des roches globalement jaunâtres, vacuolaires (trouées), contenant énormément d’empreinte de végétaux

2.1.2.3 Les Stalactites, les Stalagmites
Ce sont des concrétions calcaires qui se forment à basse température dans les grottes

Stalactites : les cristaux de calcite ont une disposition rayonnante par rapport à un canal central


2.1.3 Le caractère détritique des calcaires
La classification se fait par rapport à la granulométrie
# Rudite : Calcirudites
# Arénite : Calcarénites
# Lutite : Calcilutites

2.1.3.1 Calcirudites
Calcaires bréchiques dont la roche fait effervescence

2.1.3.2 Calcarénites
Calcaires graveleux composés de débris de roches ou organismes, usés, roulés et réunis par un ciment calcaire
Il existe un cas particulier lorsque les débris sont bien calibrés et sphériques : il s’agit d’un calcaire pseudo-oolithique

2.1.3.3 Calcilutites
Calcaires lithographiques : roche à grains très fins argileux et calcaires, qui se débitent en dalles, relativement compact ; Roche typique d’un milei calme marin ou lacustre ; On y trouve les plus beaux fossiles comme par exemple l’Archeoptéryx

 

 

3. Les Dolomies

Ce sont des roches qui renferment au minimum 50% de dolomie : CaMg(CO3)2
Roches qui sont plus dures que les calcaires

Roches ayant un retard à l’effervescence
Roches mal cimentées, jaunâtres, brunâtres, vacuolaires (trouées)
Sur le terrain, ce sont des roches pulvérulentes, c’est à dire qu’elles fument aux chocs et dégagent de l’H2S

3.1 Origine primaire des Dolomies
Il s’agit de la formation par précipitation directe, associée à des évaporites (roches provenant de l’évaporation de l’eau de mer, par exemple lors de l’évaporation d’une lagune)
Roches possédant des grains très fins, litées (à strates), plus ou moins argileuses
Elles se forment dans des lagunes peu profondes donc à salinité anormale ; à faible répartition géographique car processus peu fréquent (petits gisements)

3.2 Les Dolomies secondaires
Ce sont des calcaires transformés : anciens calcaires dolomitisés au contact de solution magnésienne, provoquant petit à petit le remplacement du Ca par Mg : il a ce que l’on appelle métasomatose
Ce processus ne peut avoir lieu que grâce à des solutions magnésiennes dont la concentration est 10 fois supérieures à celle dans l’eau de mer
Les dolomies secondaires ont les mêmes caractéristiques que les dolomies primaires, avec en plus une quantité plus importante de fossiles abîmés (fossilifères)
Il peut également exister des phénomènes rares de dé-dolomitisation

3.3 Les Cargneules
Il s’agit d’une brèche à éléments calcaires réunis par un ciment dolomitique
La vraie cargneule est une roche vacuolaire due à l’érosion donc le carbonate part et seul reste le ciment dolomitique troué




4. Les Roches carbonatées mixtes

4.1 La Marne
Roche formée à 50% de calcite et 50% d’argile
Roche relativement meuble, effervescente à l’acide, et souvent très fossilifère
Si la calcite domine, il s’agit alors de calcaire argileux ou marneux
Si l’argile domine, il s’agit alors d’argile ou marne calcaire

4.2 Le Calcaire gréseux
Il s’agit d’une roche composée de calcite et de silice, donc raye le verre en raison de la présence de silice



5. La classification structurale des roches carbonatées

5.1 La classification structurale selon Folk (1959)
Il existe 2 critères de classification possédant eux mêmes leurs catégories :

# Allochème : ce sont les éléments figurés

  •  

  • Intraclastes : Fragments carbonatés, détritiques, du à une érosion mécanique des sédiments
  •  

     

  • Oolithes
  •  

     

  • Bioclastes : Débris de fossiles dans les roches quelque ils soient)
  •  

     

  • Pellets : Particules ou agrégats ovoïdes allant de 40 à 200 µm, surtout caractérisés par une teneur en matière organique importante
  •  

# Phase de liaison

  •  

  • La sparite : d’origine chimique, elle cristallise en grands cristaux de calcite dont la taille est supérieure à 10 µm ; On peut l’appeler ciment, prenant naissance par précipitation chimique après le dépôt des éléments figurés ; Formation en milieu peu profond et de haute énergie (milieu agité)
  •  

     

  • Micrite : Il s’agit d’une calcite d’origine détritique en tout petit cristaux de taille 1 à 4 µm ; On peut l’appeler matrice, se déposant en même temps que les éléments figurés ; Formation en milieu calme et plus profond ; Cette matrice micritique peut exister seule sans éléments figurés
  •  

 

 

Eléments figurés

 

 

 

Roches

Allochèmes + Orthochèmes

 

 

 

Roches Orthochèmes

 

Très peu d’allochèmes et d’orthochèmes ; Beaucoup de constructeurs

 

 

 

 

 

+

 

D

O

L

O

M

I

E

S

 

 

Sparite

 

Micrite

 

Micrite

 

 

Intraclastes

 

Intrasparite

 

Intramicrite

 

 

M

I

C

R

I

T

E

 

B

I

O

L

I

T

H

I

T

E

 

Oolithes

 

Oosparite

 

Oomicrite

 

Bioclastes

 

Biosparite

 

Biomicrite

 

Pellets

 

Pelsparite

 

Pelmicrite

 

 

Sparite à mono éléments caractérisés

 

Micrite à mono éléments caractérisés

 

 

La classification structurale selon Folk (1959)

 

Il peut également exister par exemple des Intra Bio Sparite, des Intra Bio Sparite à Oolithes, etc …


5.2 La classification structurale selon Dunham (1962)
Dunham regarde si la roche contient de la boue ou pas (si elle a de la micrite ou pas selon Folk)
Il appelle les éléments figurés des grains
Et il regarde si les grains sont réunis par de la boue ou pas

Reconnaissable

 

Non reconnaissable

 

Beaucoup de boue

 

Peu ou pas de boue

 

DOLOMIE

Et ensemble des calcaires cristallins (recristallisés)

 

Peu de grains

 

Beaucoup de grains

 

Grains

 

Organismes

constructeurs

 

Grains < 10 %

 

Grains > 10 %

 

Pack stone

 

Grain stone

 

Bound stone

 

Mudstone

 

Wackestone

 

Milieu de basse énergie (peu agité) et plus profond que la zone de haute énergie

 

 

 

Milieu de haute énergie (agité)

 

 

La classification structurale selon Dunham (1962)

 

Les Grainstone sont une roche à éléments figurés plus ou moins jointifs et qui peuvent être réunis par un ciment de sparite


5.3 Exemple de la Marne
Elle ne contient pas d’éléments détritiques
Elle contient 50% d’argile et 50% de calcite
Elle est très fossilifère
Donc selon la classification de Folk : il s’agit de Intra Bio Micrite
Et selon la classification de Dunham : il s’agit à peu près d’un Mudstone : c’est à dire un Marlstone

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11 novembre 2012 7 11 /11 /novembre /2012 22:35

LES ROCHES SEDIMENTAIRES



Les sédiments s’accumulent généralement dans l’eau ; Il en résulte donc une répartition stratifiée (en couches)

L’ensemble des processus physiques et chimiques, diagénèse, transforment les sédiments en couches en roches stratifiées

Les roches sédimentaires ne représentent que 5% de la Lithosphère, mais représentent 75% des terres émergées


1. Classification des roches sédimentaires selon l’origine

La classification se fait selon 2 lignées : Détritique ou Solution


Remaniement
: Dégradation et remaniement permettant la formation de roches détritiques



2. Classification des roches sédimentaires selon la composition chimique

Il existe 3 grandes catégories de roches sédimentaires selon la composition chimique :

  • Les roches sédimentaires à dominante siliceuse : représente 5 à 10 % des roches sédimentaires
  • Les roches sédimentaires à dominante carbonatée : représente 5 à 10 % des roches sédimentaires
  • Les roches sédimentaires à dominante silico-alumineuse : > 80 % des roches sédimentaires

 

1 = Ensemble des Sables et des Grès

2 + # = Ensemble des Calcaires et des Dolomies, …

3 = Roches d’altération nommées parfois les Latérites

4 = Ensemble des Argiles, des Shales, des Grauwacks

Il y a d’autres types de roches en plus de ces 4 groupes appelés les 1 % des Roches Sédimentaires qui ne rentrent pas dans ce diagramme


Les 1 % sont composés de :

  • dépôts salins ou évaporitiques
  • dépôts organiques (charbon, pétrole, …)
  • dépôts de concentration métalliques (Fer, …)
  • dépôts appelés pyroclastiques qui sont des fragments provenant des volcans (Pyro = Feu / Clastiques = Débris) (ce sont par exemple les cendres des volcans)

 

 

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11 novembre 2012 7 11 /11 /novembre /2012 22:28

LES ROCHES METAMORPHIQUES


Classification des roches métamorphiques


1. La Cornéenne

Roche due au métamorphisme de contact

Texture : Roche très dure et à grains très fins non visibles à l’œil nu

Couleur : Gris sombre
Au microscope à Lumière Polarisée, on peut distinguer différents type de cornéenne :
- Cornéenne micassée
- Cornéenne feldspathique

2. Les Schistes tachetés

Roche due au métamorphisme de contact
En général, ce sont des schistes sombres, gris à noir, avec de petites tâches ou de petits nodules qui font de ½ à 3 mm de diamètre, de couleur noirâtre ou blanchâtre
Les schistes tachetés sont composés de cristaux d’andalousite ou de cordiérite possédant une macle en croix (chiastolite)

 

3. Micaschistes

Roche du métamorphisme général
Les micaschistes possèdent une schistosité : c’est à dire que la roche se débite en feuillets
Les micaschistes sont riches en mica blancs, ou noir, ou les 2
Ils renferment du quartz mais qui n’est observable qu’en Lumière Polarisée (LP)
Ils ne renferment quasiment pas de feldspath


4. Le Gneiss

Roche du métamorphisme général
C’est une roche grenue qui comporte du quartz, du feldspath et du mica
Il possède une texture foliée : c’est à dire une alternance de couches noires (Ferromagnésiens (Biotite, Amphibole) et claires (Quartz et Feldspath)
Il existe néanmoins le cas particulier des gneiss oeillés : lentilles claires de Quartz et de Feldspath incluses dans une matrice noire (Ferromagnésiens)


5. Leptynites

Comme le gneiss, c’est une roche foliée (visible uniquement en Lumière Polarisée) et grenue
C’est une roche pauvre en ferromagnésien (Biotite et Amphibole), et qui ressemble fortement à un micaschiste mais on s’aperçoit qu’il y a des grenats qui caractérisent les leptynites


6. Les Amphibolites

Roche du métamorphisme général
Roche à texture grenue, constituée d’amphibole, de pyroxène : ce sont donc des roches très compactes et de couleur vert sombre


7. Les Eclogites

Dans ces roches, tous les minéraux hydratés sont remplacés par des minéraux anhydres, donc beaucoup de grenats ; Il y a donc peu de différence entre les Leptynites (foliée) et les Eclogites (grenue)

8. Marbre et cipolins

Roche due au métamorphisme de contact dans une série carbonatée

Sinon, le plus souvent roche du métamorphisme général

Il existe une différence entre le marbre géologique (roche métamorphique) et le marbre des carriers (roches dures)

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1 janvier 2011 6 01 /01 /janvier /2011 22:51

A

B

C

Coprolithe (du grec κοπρος / kopros, excrément et λιθος / lithos, pierre) est un constituant des sédiments produit par l'action de la digestion des êtres vivants pluricellulaires.

Stricto sensu, les coprolithes sont des excréments minéralisés, fossilisés. Des coprolithes humains ont été découverts dans de nombreux sites préhistoriques.

Ce sont aussi des concrétions constitutives des calcaires biodétritiques, qui résulte de la fossilisation de matières fécales d'invertébrés marins appelées pellets.

Selon le journal Le Monde daté du 21-22 décembre 2008, page 16, La Geological Society de Londres va mettre en ligne un catalogue des excréments fossiles.

Source :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Coprolithe


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