Sedimentologie

Sedimentologia (sau Petrologie sedimentară ) este o ramură a geologiei care studiază procesul de formare a rocilor sedimentare .

Interese

Studiul rocilor sedimentare pe care geologul îl întâlnește în afloriment face posibilă reconstituirea paleomediilor , paleogeografiilor și paleoclimatelor de lângă formarea acestei roci.

În majoritatea cazurilor se utilizează principiul actualismului . Acest principiu a fost formulat de Charles Lyell în 1830  : Prezentul este cheia înțelegerii trecutului . Acest principiu se bazează pe faptul că formarea unei roci actuale în condițiile actuale se traduce prin condiții anterioare similare (trecute). Aceste condiții se învârt în jurul a patru procese:

Disciplinele asociate

Sedimentologie facies

Sedimentologia facies este în principal o disciplină de teren. Se bazează pe observarea cifrelor de depozit pe roci la afloriment. Astfel putem recunoaște cifre legate de umflare sau de maree, de exemplu. Aceste figuri sedimentare, asociate cu faciesul stâncii, fac posibilă efectuarea de reconstrucții paleo-ambientale în momentul formării acestor structuri (glaciar, lacustru , context marin profund etc.). Aceste figuri sau structuri se împart în două categorii:

Structuri primare

Structuri primare de eroziune

Se manifestă la suprafață. Sunt structuri sin-sedimentare.

Diferențierea în funcție de dimensiunile lor

Definim canalele, lingurile, canelurile sau vasul de eroziune și figurile de bază ale băncii (semne de talpa).

Diferențierea în funcție de diageneză Mărci actuale

Urme de scour legate de activitatea directă a unui fluid într- un regim turbulent pe fund. Distingem:

  1. Flaute (semne de spălare a fusului, aruncări ale fluturilor). Ele pot fi izolate sau grupate și dau direcția curentului.
  2. Croissantele (semne semilunare). Cupe în formă de semilună formate în jurul unui obiect staționar. De asemenea, fac posibilă indicarea direcției curentului.
  3. Jgheaburile (sau jgheaburile, marcajele)
  4. Crestele și brazdele. Cifre paralele cu direcția curentului care se termină în frunze de varză frondescente. Se găsesc în principal în turbidite .
Urme de obiecte sau mărci de instrumente

Aceste urme sunt formate din obiecte transportate pe fund.

  1. Urme continue sau rectilinii. Aceste urme corespund tragerii unui obiect (canelură) care dă o direcție de curent. Uneori sunt asociate mici pliuri laterale sau chevroni care dau direcția curentului.
  2. Urme discontinue simple: Urmă a fusului de revenire (bounes) sau urmărire a opririi (lovituri) în colț dând direcția curentului.
  3. Urmele discontinue repetate: urmele de rostogolire (rulouri), cel mai evident exemplu și cel al unui amonit care se rostogolește pe fundul corpului său ventral și urmă de ricoșare repetată sau revenire (salturi).
Structuri primare de depozit

Corespunde unui volum de sedimente care determină stratificarea.

  • Umple géotropes  (în)  : mecanic
  • Fabrici foarte specifice, cum ar fi fosile orientate, creșterea pietricelelor, pietricele interconectate ...
  • Cele dropstones care pot rezulta din:
    1. precipitații din proiecțiile vulcanice din sedimentul moale,
    2. elemente purtate de o buturugă de arbore plutitoare,
    3. elemente purtate de topirea gheții plutitoare.

Aceasta are ca rezultat o deformare a stratigrafiei numai sub obiect.

  • Celelalte structuri primare de depozit care corespund tuturor structurilor cu diferite combinații de așternut. Foile care formează aceste structuri sunt grupate împreună în pachete numite și set.

Grinzile de așternut plat ( așternut plat ), rezultând pentru fluxul cel mai rapid de energie mare cu o dimensiune fină a particulelor. Unele dintre aceste grinzi prezintă un flux lent, dar au o mărime grosieră a granulelor. Pe fiecare foaie există linii de infracțiuni ( linia de despărțire ) care sunt linii paralele între ele și paralele cu curentul.

Așternut oblic pe grinzi ( așternut încrucișat ) sau FLO. Sunt foarte variate și se datorează curenților sau valurilor. Au fost studiate în special de MacKee și Weir (1953). Acestea sunt împărțite în patru tipuri:

  1. FLO-uri simple: foarte rare.
  2. Planul FLO cu o bază erozivă destul de plană, cu foile într-un plan înclinat.
  3. FLO arcuat (stratificare transversală) cu o bază erozivă arcuată cu foliole arcuite. Allen (1963) definește 15 tipuri diferite.
  4. FLO mamifere (HCS pentru stratificarea încrucișată Hummocky ). Găsit în medii furtunoase și își are originea fie în umplerea unei forme de eroziune preexistente, fie prin acumularea ridurilor în sens larg.

Ridurile sunt definite în funcție de mărime: Există, prin urmare, riduri în sens strict ( ondulații ) care au mai puțin de 5  cm înălțime și dune care au mai mult de 5  cm înălțime. Conservarea acestor riduri este variabilă. Ele pot fi puternic sau parțial trunchiate prin eroziune, producând structuri curbate, lenticulare sau oculare ( așternut lenticular ).

Când forma este menținută, ridul poate lua mai multe forme:

Creste discontinue cu forme lingoide care sunt valuri actuale.

Creste continue: împărțindu-se în ondulații de curent disimetrice, de origine acvatică (granodecreție verticală) sau de origine eoliană (ondulație scăzută cu granocreștere verticală) și riduri simetrice care sunt ondulații de oscilație legate de valuri cu straturi în ambele sensuri.

Pot exista, de asemenea, interferențe din trenurile de oscilație care formează ondulații de rețea cu dublă crestă sau poligonale.

Cele mai multe grinzi înclinate oblic (cele mai mari) sunt indicatori ai direcției și direcției curentului (totuși, ferește-te de problema scufundării reale și aparente).

Structuri secundare

Sunt o modificare a structurilor primare (Deformare în esență).

  1. Structuri reotrope, legate de factori pur fizici (curent de depunere, șoc, circulația fluidului interstițial, gravitație etc.). Aceste structuri sunt mai mult sau mai puțin precozate (uneori sin-sedimentare), dar sunt întotdeauna antelitificare.
  2. Structuri biogenetice, rezultate din acțiunea ființelor vii (animale sau plante). Definim urme de origine vegetală sau rizolită și urme de origine animală sau icnită. Toate aceste structuri sunt grupate sub termenul de bioturbare și fac obiectul studiilor de paleoichnologie .
  3. Structuri fizico-chimice, legate de cristalizarea și / sau dizolvarea anumitor minerale. Acestea oferă informații despre precocitatea diagenezei .
Structuri reotrope

Există cinci situații ale structurilor reotrope.

Rearanjamente

În secțiune coezivă: se obțin structuri tipice ale fantelor de contracție atunci când volumul sedimentului scade. Sub apă, aceste fisuri se numesc fante de sinereză sau fante de deshidratare dacă se formează pe uscat.

De asemenea, puteți găsi urme de picături de ploaie sau urme de cupe ( bucle de noroi sau așchii de noroi ).

Vă rugăm să rețineți, fantele de retragere sunt diferite de diastazele rezultate din compactarea diferențială în timpul diagenezei timpurii.

În secțiunea lichefiată, un șoc în sedimentul lichefiat se numește tixotropie . Așternutul preexistent este distorsionat sau chiar dispărut.

Când se păstrează așternutul, vorbim despre „convolut”.

În cele din urmă, atunci când așternutul nu este conservat, venele clastice se formează prin injecție (dig sedimentar) care poate da vulcani de noroi sau nisip.

Evacuări de lichide

Când fluidul este apă, formează structuri în vase ( structura vasului ) cu antrenarea particulelor fine în sus.

Dacă fluidul este un gaz (aer, metan, H2S ...), vorbim de „fenestrae” .

Diferențe de densitate între sedimente

Diferența de densitate are ca rezultat o deformare sinedimentară care duce la formarea structurilor de încărcare și flacără. Când deformarea crește, sarcina se poate desprinde și forma pseudo-noduli ( încărcare și pernă ).

Când deformarea este „post-sediment tardiv”, apar buzunare de crioturbare , în special în zona periglaciară.

Antrenamentul gravitațional

În cazul în care sedimentul este moale, deprecieri forma pe paleopentes. Dacă sedimentul este ferm, antrenamentele vor forma lupe glisante pe paleopente. Când se formează o defecțiune ( defecțiune listrică ), acesta ia numele de defecțiune hidroplastică într-un astfel de context.

Instruire curentă

Într-un astfel de caz, așternutul oblic este accentuat sau chiar răsturnat. Pentru a obține acest rezultat, este necesară lichefierea.

Structuri fizico-chimice
  1. Ansambluri de cristale autigenice, fie dislocatoare (minerale împingându-le pe altele să cadă în loc), cum ar fi bilele de marcazit sau florile de pirită . Fie poecilitic (gips de trandafiri de nisip, calcit în anumite nisipuri).
  2. Turnuri de cristal: destul de frecvente în cazul turnărilor de cub de halită.
  3. Noduli: adesea izolați cu o structură internă ( septaria ) sau grupați. Există 2 tipuri de structuri:

Nodulii sunt adiacenți și formează o găină prăjită sau o sârmă de pui . Nodulii nu sunt contiguați și formează o structură enterolitică.

  1. Anumiți stiloliți , rezultați din dizolvarea presiunii cu dispariția materiei
  2. Cimentare preferențială, cum ar fi inelele Liesegang (cimentare feruginoasă legată de capilaritate).
Structuri biogenetice

În ceea ce privește structurile biogene fosile, a se vedea articolul paleoichnologie

Aplicații industriale

Sedimentologia are aplicații în geologia petrolului și pentru cercetarea și exploatarea substanțelor utile. Cum ar fi exploatarea potasei , bauxitei , a halitei sau a sării de rocă, a gipsului etc.

Note și referințe

  1. Structură sedimentară care permite determinarea unde erau partea superioară și inferioară în momentul depunerii.

Vezi și tu

Bibliografie

  • Campy M. și Macaire JJ (1989) - Geologia formațiunilor de suprafață . Masson.
  • Campy M. și Macaire JJ (2003) - Geologia suprafeței . Dunod.
  • Cojan I. și Renard M. (1999) - Sedimentologie . Dunod.
  • Pomerol C., Renard M. și Lagabrielle Y. (2000) - Elements of geology . Dunod.
  • Reading H. (1996) - Medii sedimentare: procese, facies și stratigrafie . Blackwell.
  • Reineck HE și Singh IB (1980) - Medii sedimentare de depoziție . Springer-Verlag.
  • Tucker ME (2001) - Petrologie sedimentară . Blackwell.
  • (ro) Zhong-Qiang Chen, Xiumian Hu, Isabel P. Montanez și James G. Ogg, „  Sedimentologia ca cheie pentru înțelegerea Pământului și a proceselor de viață  ” , Earth-Science Reviews  (en) , vol.  189,februarie 2019, p.  1-264 ( prezentare online )

Articole similare

linkuri externe

  • Curs de sedimentologie (Licență în Științe ale Pământului), Universitatea din Cergy Pontoise, Universitatea din Picardia)