Géologie sédimentaire

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1 Géologie sédimentaire Cours 1 - Les processus sédimentaires physiques Aurélien GAY Bât 22, 3 ème étage gauche aurelien.gay@univ-montp2.fr

2 L altération mécanique par le vent L action de l air (du vent) sur les roches est pratiquement négligeable. Seul le choc des particules en suspension contre la roche permet l abrasion.

3 L altération mécanique par les glaciers Le poids du glacier et son déplacement lent contribuent à la dislocation des roches ou à leur abrasion. L eau qui s infiltre dans les fissures est mise sous pression et peut conduire à l éclatement des roches. Les produits de l altération par les glaciers forment des moraines.

4 L altération mécanique par gravité Sous l effet de leur propre poids, les roches peuvent se fissurer. Par gravité, les blocs ainsi formés peuvent glisser et tomber au pied du relief. Le choc des blocs entre eux peut également contribuer à leur dislocation. Ce phénomène apparaît dans tous les milieux (montagnard, littoral etc ).

5 L altération mécanique par gel/dégel L augmentation de volume de la glace dans les fissures brise la roche Nécessite des cycles répétés de gel/dégel (effet saisonnier) Ce processus s appelle la cryoclastie Il existe d autres modes comme la thermoclastie (forte température) L altération mécanique par les processus tectoniques Les processus tectoniques provoquent le plissement des couches sédimentaires. Dans le domaine cassant, ces processus engendrent la fracturation des roches. Les processus tectoniques participent donc au démantèlement des roches. Cliché : M. Denis Fjallsjökull, Islande

6 L altération mécanique par ruissellement L altération mécanique par action biologique Ce processus concerne surtout les plantes. L expansion du système racinaire à travers la roche provoque des fissures. Ce système permet également à l eau de s infiltrer (puis processus de gel/dégel) Dépend de: -saturation en eau du milieu -nature du substrat (porosité) Photo: M. Bakalowicz

7 Les causes physiques des différents types de courant Les figures de courant et les structures observées dans l enregistrement sédimentaire correspondent à 3 grandes familles de courant : 1) Courants unidirectionnels : Les particules sont transportées par un fluide Newtonien dans une seule direction. Ce système correspond généralement à l eau qui coule le long d une pente en réponse à la gravité (Rivières, courants de marée, vents désertiques) ; 2) Courants bidirectionnels (Oscillatoires) : Les particules sont transportées par un fluide Newtonien alternativement selon deux directions opposées. Ce système est propre aux environnements marins (Vagues, marée) ou lacustres peu profonds (Oscillation pure due au vent) ; 3) Courants gravitaires : Le déplacement en masse de sédiments, du à la gravité, entraîne également le déplacement du fluide environnant et la formation d un courant. Le comportement du fluide est alors non-newtonien ou plastique-bingham et peut être subaérien (Glissements de terrain) ou sous-marins (Courants de turbidité).

8 3- Les courants unidirectionnels

9 Les constructions sous l action d un courant unidirectionnel Harms et al., 1975 II.3

10 La formation des rides de courant Le modèle de ride 2D Exemples de rides à crêtes rectilignes Formation actuelle 1 m

11 La formation des rides de courant Le modèle de ride 2D Exemples de rides à crêtes rectilignes Enregistrement fossile Rides asymétriques vues en plan 10 cm

12 La formation des rides de courant Le modèle de ride 3D 10 cm Dépôts fluviatiles, Colorado River, Grand Canyon National Park, Arizona. II.3

13 La formation des rides de courant Le modèle de ride 3D 5cm Vue en plan de rides lingoïdes

14 La formation des rides de courant Relation entre traction & suspension 10 cm Rides grimpantes dans des dépôts fluviatiles, Colorado River, Grand Canyon National Park, Arizona. II.3

15 La formation des méga-rides et des dunes Exemple de méga-rides 3D Formation actuelle 2 m

16 La formation des méga-rides et des dunes Exemple de dunes de sable éoliennes (Barchanes) Enregistrement fossile 10 m

17 La formation des lits-plan Exemple de linéations par striation Enregistrement fossile 2 cm

18 La formation des lits-plan Exemple de linéations par striation Enregistrement fossile 30 cm

19 La formation des antidunes Chenal de marée Formation actuelle 1 m

20 La formation des antidunes Exemple d antidunes et de stratifications entre-croisées Enregistrement fossile 10 cm 10 cm

21 Les structures érosives Les structures de petite dimension 10 cm Exemple de Flute-cast

22 Les structures érosives Les structures de petite dimension Groove marks/casts Stries linéaires et sillons formés par le déplacement des particules sur le fond et qui creusent dans un dépôt généralement cohésif. Enregistre la raclement d un objet sur le fond Permet d avoir l orientation du courant mais pas sa direction II.3

23 Les structures érosives Les structures de grande dimension

24 Les structures érosives Les structures de grande dimension Distance: 850 km Pente: <2% Vitesse: >80 km/h

25 4- Les avancées conceptuelles/théologiques Les apports fluides

26 4- Les avancées conceptuelles/théologiques Les apports fluides

27 Les structures érosives Les structures de grande dimension Exemple d un chenal deltaïque (Kentucky) 1 m

28 4- Les courants bidirectionnels

29 La formation des rides de vague Exemple de rides de vagues parfaitement symétriques (vue en coupe) Enregistrement fossile 2 cm

30 La formation des rides de vague Exemple de rides de vagues (vue en plan) Formation actuelle crêtes longues, rectilignes à légèrement sinueuses avec de fréquentes bifurcations ; La présence de bifurcations est un bon critère de détermination de l action des vagues 2 cm

31 La formation des lits-plan de tempête 5 cm Hummocky Cross-Stratification (HCS) en coupe

32 La formation des lits-plan de tempête Hummocky Cross-Stratification (HCS) en plan 50 cm

33 5- Les courants gravitaires

34 Les courants gravitaires Exemple de Debris Flow Enregistrement fossile 50 cm Debris flow

35 Les courants gravitaires Exemple de Debris Flow Enregistrement fossile Berga, Espagne (Photo A.Gay) 50 cm

36 Sur la lune Le risque lié aux courants gravitaires Sur Mars

37

38 MARS

39 MARS Altitude: 200 km

40 MARS Altitude: 200 km Altitude: 9 km

41 MARS Altitude: 200 km Altitude: 9 km

42 6- Synthèse des environnements de dépôt Les produits Les Roches Détritiques Terrigènes (RDT)