L'évolution post-sédimentaire Dans l'évolution post-sédimentaire, il est possible de distinguer un certain nombre de grandes étapes, qui vont se succéder au cours du temps et amener des modifications de plus en plus importantes du sédiment originel. la compaction, qui consiste essentiellement en une expulsion d'eau suite à la surcharge provoquée par l'accumulation des sédiments et la diagenèse qui concerne surtout des phénomènes chimiques de dissolution et cristallisation. la pédogenèse, qui peut intervenir lorsqu'un sédiment est émergé;
Cycle géologique
Cycle géologique
Diagenèse Si on compare un sable récemment déposé dans une rivière ou dans une plage actuelle avec un grès ancien, on voit qu'il y a plusieurs différence notamment : la résistance, la cohérence, la porosité et si on fait une étude fine on peut même détecter des différences de texture et composition minéralogique. Ainsi si on veut définir le terme de diagenèse dans un sens large : c'est l'ensemble des changements naturels physiques ou chimiques du sédiment entre le moment de son dépôt final et le moment où il entre dans le régime du métamorphisme ou de l'altération météorique, bien entendu les limites de ces domaines d'évolution reste très floue.
Diagenèse G.Dunoyer de segonzac 1969 propose le schéma suivant pour la définition des trois frontières de la diagenèse. I- où commence la diagenèse : problème de l'interaction milieu -sédiment. II- limite de diagenèse : problème de l'ankimétamorphisme. III- limite de diagenèse : problème de l'altération superficielle Continent Océan I III Zone de diagenèse II Métamorphisme
Diagenèse -Définition En définitive la diagenèse est l'ensemble des transformations physico-chimique que subissent les sédiments après leurs dépôts et avant le métamorphisme,
FACTEURS DE LA DIAGENESE. Cette évolution a lieu sous l'effet de facteurs physico-chimiques telle La porosité la circulation de fluide dans les sédiment, la pression et la température
FACTEURS DE LA DIAGENESE La porosité la porosité est l'espace vide entre les grains, plus il y a d'espace vide, plus les eaux interstitielles peuvent circuler et transporter des ions et on aura ainsi des précipitations de ciments qui vont entraîner le comblement de la porosité. En règle générale, plus un sédiment est poreux plus il subira de nombreuses transformations diagénètiques
FACTEURS DE LA DIAGENESE Composition des eaux interstitielles La différence entre les eaux interstitielles des grès actuels et ancien est une preuve suffisante en elle même, des changements importants que subit l'eau interstitielle au cours de la diagenèse. L'eau interstitielle des sables anciens peut varier des eaux potables près de la surface de la terre à des eaux salées et concentrées des grandes profondeurs (par rapport à la surface de la terre ). La plupart de ces eaux hypersalines contiennent plus de Ca que de Mg (l'inverse est vrai pour l'eau de mer), les sulfates sont très réduites, la teneur en silice est très importante. Tous ces changements montrent à l'évidence les réactions chimiques qui se sont opérées entre les fluides interstitielles et la roche après la sédimentation .
FACTEURS DE LA DIAGENESE Température et pression En fonction de la profondeur on a un gradient géothermique 1°C/33m et un gradient barométrique 1bar/4m Cette pression est due à la charge lithostatique elle donne lieu à des phénomène de compaction, les grains sont pressés les uns contre les autres ce qui entraîne une dissolution de surface de contact des grains et une libération des ions dans les fluides interstitielles, ces fluides circulent et donnent lieu à des recristallisation et des néoformations. Par ailleurs tous ces phénomènes sont favorisés par l'augmentation de la température qui entraîne l'augmentation de la vitesse de réaction . (Ainsi la diagenèse favorise la formation de nouveau minéraux qui n'existaient pas dans le sédiment original).
PRINCIPAUX EFFETS DE LA DIAGENÈSE Parmi les principaux effets de la diagenèse on a la compaction, la cimentation, la recristallisation, la dissolution, le remplacement et la néoformation. Remarque : Actuellement on distingue une diagenèse précoces (syndiagenèse) de surface s'opérant sous une faible profondeur (<50m environs) et une diagenèse tardive (épidiagenèse) se déroulant après un enfouissement important.
Cimentation l'eau qui circule dans un sédiment, par exemple un sable, est sursaturée par rapport à certains minéraux, elle précipite ces minéraux dans les pores du sable et ceux-ci viennent souder ensemble les particules du sable; on obtient alors une roche sédimentaire qu'on appelle un grès. Le degré de cimentation peut être faible, et on a alors une roche friable, ou il peut être très poussé, et on a une roche très solide.
Compaction/Cimentation La compaction d'un sédiment peut conduire à sa cimentation. Ainsi, 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 par rapport à la silice et une précipitation de silice sur les parois des particules cimentant ces dernières ensemble.
Lithification Compaction - qui consiste essentiellement en une expulsion d'eau suite à la surcharge provoquée par l'accumulation des sédiments Cimentation – Précipitation dans les espaces poreux des ions soluble dans l’eau interstitielle Calcite Quartz Oxyde de Fer
Lithification des Sédiments Détritiques
ÉPIGÉNIE Remplacement lent, au sein d'une roche, d'un minéral par un autre, molécule par molécule, avec conservation de la forme originelle. Golf de Corrosion Calcite Quartz
Mécanisme de l’ÉPIGÉNIE Calcite Quartz Surface de précipitation Ca2+ + 2HCO3- H+ + HCO3- H4SiO4 A partir le pore interstitiel Surface de dissolution Vers le pore interstitiel
En résumé La diagenèse est l'ensemble des transformations par processus biochimiques et physico-chimiques qui, dans les conditions de subsurface (faibles pressions et températures), affectent un sédiment après son dépôt pour le transformer en roche sédimentaire. Ces transformations engagent des processus variés, notamment : dissolution, cimentation, épigénisation.