chapitre iii
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Le phénomène sédimentaire
Chapitre III. Bassins sédimentaires et formation des roches
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Document 1. Géométrie des réflecteurs sismiques.
Profil sismique
dans une
marge.
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Document 2. Géométrie des surfaces de
contact entre corps sédimentaires lors du
remplissage d'un bassin.
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/dyn_bassins.htm
Onlap se dit de couches à pente faible venant buter sur des
couches plus inclinées.
Downlap se dit de couches à pente forte venant reposer sur
des couches à pente faible.
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Document 3. Schématisation
des concepts de la
stratigraphie séquentielle :
Extrait de la charte de Vail.
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/dyn_bassins.htm
séquence
cortège
paraséquence
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séquence
cortège
paraséquence
Document 4. Le modèle de stratigraphie séquentielle :
représentation d’une séquence, évolution des cortèges
sédimentaires et répartition des lithofaciès dans le cas
de dépôts silico-clastiques. (Cojan I. Renard M.. « Sédimentotologie », Dunod Ed.).
![Page 6: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/6.jpg)
Document 5. Distribution des faciès au sein de
paraséquences.
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Document 6. Les paramètres qui contrôlent
la géométrie des dépôts sédimentaires.
+ apports biogènes
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Document 7. Les subsidences.
Subsidence tectonique
Subsidence thermique
Subsidence gravitaire
Ou Isostasie
(Nalpas, inédit) http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 9: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/9.jpg)
Document 8. Successions progradante, rétrogradante
et aggradante par rapport à la paléoligne de rivage.
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/dyn_bassins.htm
![Page 10: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/10.jpg)
Document 9. Effet des relations accommodation et apport
sédimentaire dans l’empilement des paraséquences.
![Page 11: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/11.jpg)
Document 4. Le modèle de stratigraphie séquentielle : représentation d’une
séquence, évolution des cortèges sédimentaires et répartition des lithofaciès
dans le cas de dépôts silico-clastiques. (Cojan I. Renard M.. « Sédimentotologie », Dunod Ed.).
![Page 12: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/12.jpg)
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![Page 16: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/17.jpg)
Mise en évidence de
l’eustatisme dans un
appareil sédimentaire
fait de plusieurs corps
sédimentaires
superposés.
L’échelle des hauteurs est
considérablement exagérée dans
toutes les coupes présentées.
I. Nomenclature graphique adoptée
pour un corps sédimentaire donné.
II. Relevé sismique où cinq corps
sédimentaires (A à E) sont séparés par
des surfaces de discontinuités
majeures qui sont des surfaces
d’émersion.
III. Représentation horizontale des
lignes isochrones (h-i, g-j…). L’échelle
verticale est une échelle de temps.
IV. Schématisation du profil précédent. (Dercourt J. et coll. “ Géologie : objets, méthodes et modèles ”,
Dunod Ed.).
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Variations des paramètres orbitaux
influençant l’ensoleillement de la Terre
A : excentricité de l'orbite de la Terre autour du soleil.
B : inclinaison de l'axe de rotation de la Terre.
C : précession de l'axe de rotation de la Terre.
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/dyn_bassins.htm
![Page 19: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/19.jpg)
Schématisation des
concepts de la
stratigraphie séquentielle :
Extrait de la charte de Vail.
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/dyn_bassins.htm
séquence
cortège
paraséquence
![Page 20: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/20.jpg)
Représentation
schématique du modèle
de stratigraphie
séquentielle d'Exxon.
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/dyn_bassins.htm
![Page 21: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/21.jpg)
Bassins sédimentaires et contextes tectoniques. A. Rift continental ; B. Marge passive ; C. Bassins d’arrière-arc, d’avant-arc
et fosse océanique en zone de subduction ; D. Bassins liés à une faille
transformante (décrochement dextre).
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/dyn_bassins.htm
![Page 22: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/22.jpg)
La diversité des bassins sédimentaires est liée à :
- la position des bassins
- leur contexte géodynamique
- la nature de la lithosphère
• Frontière de plaques
• Intraplaque
• Cisaillement
• Compression
• Distention - Extension
• Continentale
• Océanique
Classification simplificatrice des bassins sédimentaires.
masterbgstu1.free.fr/IMG/ppt/bassin1.ppt
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Document 10. Des bassins subsidents en contexte
extensif : les marges passives. Structure profonde : la structure profonde d'une marge passive reflète celle d'une
bordure de rift (héritage de la phase de rifting):
Blocs basculés
Couverture sédimentaire
Faille listrique
Anté-Rift
Syn-Rift
Post-Rift Amincissement crustal
masterbgstu1.free.fr/IMG/ppt/bassin1.ppt
![Page 24: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/24.jpg)
https://www.univ-orleans.fr
Différents types de marges continentales passives
![Page 25: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/25.jpg)
Des bassins subsidents en contexte extensif :
les rifts intracontinentaux
Exemple du lac Baïkal : contexte général
http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 26: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/26.jpg)
http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 27: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/27.jpg)
Du rift continental à l'océan
Rift continental
Croûte océanique
Marges continentales passives
masterbgstu1.free.fr/IMG/ppt/bassin1.ppt
![Page 28: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/28.jpg)
http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 29: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/29.jpg)
Bassin en pull-apart : mode de formation
et structures associées
Structure en coupe
http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257
!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 30: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/30.jpg)
http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 31: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/31.jpg)
http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 32: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/32.jpg)
http://step.ipgp.fr/images/archive/3/35/20060209145257!Barrier_BassinsCours1.pdf
![Page 33: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/33.jpg)
Les bassins en contexte convergent / collision : les bassins flexuraux
Exemple : bassin
de la plaine du Pô
Bassin molassique péri-alpins
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![Page 34: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/34.jpg)
Genèse
Collision
Chevauchements successifs
d'écailles crustales
Surcharge
Subsidence
(création du bassin)
masterbgstu1.free.fr/IMG/ppt/bassin1.ppt
Document 11. Des bassins subsidents en contexte
de convergence : les bassins flexuraux.
![Page 35: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/35.jpg)
http://www.gm.univ-montp2.fr/IMG/pdf/Bassin-RessourcesL1.pdf
![Page 36: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/36.jpg)
Modèle d’évolution de la subsidence
pour un rift continental :
• Subsidence initiale rapide
(fracturation – effondrement)
• Subsidence thermique lente
(rééquilibrage thermique et isostatique)
Exemples de courbes de subsidence
de quelques types de bassins.
masterbgstu1.free.fr/IMG/ppt/bassin1.ppt
Document 12. Subsidence et contexte géodynamique.
![Page 37: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/37.jpg)
Bioturbation dans un banc de grès : traces de galeries
![Page 38: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/38.jpg)
Surface perforée (hardground), bon indicateur de sommets de banc
![Page 39: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/39.jpg)
En haut : cimentation pré-
compaction.
Les fluides qui circulent dans le
sédiment précipitent des produits
chimiques qui viennent souder
ensemble les particules.
Exemple : la calcite qui précipite
sur les particules d'un sable et
qui finit par souder ces dernières
ensemble.
En bas : cimentation lors de la
compaction (diagenèse
tardive).
La pression élevée exercée aux
points de contact entre les
particules de quartz d'un sable
amène une dissolution locale du
quartz, un sursaturation des
fluides ambiants par rapport à la
silice et une précipitation de
silice sur les parois des
particules cimentant ces
dernières ensemble. http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s2/r.sedim.html
Document 13. Cimentation d’un sédiment.
![Page 40: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/40.jpg)
Evolution avec la profondeur de quelques constituants
présents dans des sédiments organiques.
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/processus/processus.htm
![Page 41: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/41.jpg)
Document 14. Evolution de la porosité avec la profondeur.
A : pour des roches très siliceuses et leurs équivalents diagenétiques. Le tireté
correspond à des roches très siliceuses. Le pointillé représente l'évolution de roches
calcaro-siliceuses de la Formation de Monterey (Isaacs et al. 1983).
B : pour des sédiments pélagiques calcaires et terrigènes (Isaacs et al. 1983) (http://geologie.mnhn.fr/radiolaires/fig33.jpg)
![Page 42: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/42.jpg)
Flèche jaune : des coraux
partiellement dissous.
Stylolithes mettant en contact
deux faciès différents :
rudstone à coraux et crinoïdes
en haut et mudstone en bas.
Joints stylolithiques
de compaction dans un calcaire.
![Page 43: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/43.jpg)
Joints
stylolithiques
de compaction
dans un
calcaire.
Quelques figures
de compaction
![Page 44: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/44.jpg)
Cristallisation de calcite fibreuse (type sparite)
dans une cavité d’un calcaire aujourd’hui à l’affleurement.
Un processus diagénétique : la cimentation.
Précipitation de matière sur un substrat et accroissement
progressif des cristaux formés.
Conséquence : une diminution de la porosité.
![Page 45: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/45.jpg)
Exemple de ciment sparitique http://www2.ulg.ac.be/geolsed
Document 15. Les différents constituants
d'un calcaire en lame mince :
les GRAINS (=éléments figurés
=corpuscules),
la MATRICE (=la boue qui s'est infiltrée entre
les grains, pendant le dépôt),
le CIMENT (=la calcite ou l'aragonite qui
précipite entre les grains après le dépôt)
la POROSITE (qui peut être emplie d'eau,
d'air, d'hydrocarbures)
![Page 46: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/46.jpg)
Diversité des grains : OOLITHES
NUCLEUS
LAMINES CARBONATEES
CONCENTRIQUES
![Page 47: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/47.jpg)
Diversité des grains : BIOCLASTES
Radioles d’oursin dans un
calcaire bioclastique du
Jurassique lorrain.
Calcaire à Nummulites de la pyramide
de Kheops.
http://planet-terre.ens-lyon.fr
![Page 48: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/48.jpg)
Diversité des grains : INTRACLASTES
Mudstone à intraclastes
http://www.ulb.ac.be/sciences/dste/sediment/Micropaleontologie/elements_figures/non-bioclastiques/non-bioclastiques.html
Les intraclastes sont
formés de sédiments qui
ont fait partie du fond du
milieu de dépôt mais qui
ont ensuite été remobilisés
pour reformer un sédiment.
Il n'y a donc pas de
transport.
Ce type de structures se
forme notamment par
dessiccation du sédiment
sous forme de copeaux,
dans les platiers tidaux
![Page 49: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/49.jpg)
La dissolution
http://www2.ulg.ac.be/geolsed/processus/canmore.jpg
Porosité due à la dissolution de fossiles dans un calcaire
![Page 50: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/50.jpg)
En haut : cimentation pré-
compaction.
Les fluides qui circulent dans le
sédiment précipitent des produits
chimiques qui viennent souder
ensemble les particules.
Exemple : la calcite qui précipite
sur les particules d'un sable et
qui finit par souder ces dernières
ensemble.
En bas : cimentation lors de la
compaction (diagenèse
tardive).
La pression élevée exercée aux
points de contact entre les
particules de quartz d'un sable
amène une dissolution locale du
quartz, un sursaturation des
fluides ambiants par rapport à la
silice et une précipitation de
silice sur les parois des
particules cimentant ces
dernières ensemble. http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s2/r.sedim.html
Document 13. Cimentation d’un sédiment.
![Page 51: Chapitre III](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062403/62ab4603ce826339fa389adc/html5/thumbnails/51.jpg)
http://objectif-terre.unil.ch/index.php?id=2857
Brève classification des roches sédimentaires