Les roches sédimentaires
Fe ++
Fe +++
Fe ++
Fe +++
Sels de Fe2+ (jaune pâle)
et Fe3+ (rouge)
Le gypse sert à la fabrication du plâtre.
Vertèbre d’ichtyosaure?
Reg de Merzouga (Maroc)
Insectes dans l’ambre
Résine fossile
Bois silicifié
Résine fossile
(USA)
Contrairement aux roches magmatiques, les roches sédimentaires se sont toutes formées à la surface de la Terre. On dit que ce sont des roches exogènes. Elles se constituent à partir de sédiments (du latin sedimentum: dépôt).
On classe les roches sédimentaires selon le type de matière déposée et la grosseur des particules soudées (granulométrie).
Les roches sédimentaires ne représentent que 5% du volume des roches de la croûte terrestre mais couvrent 75% de sa surface.
On appelle diagenèse l'histoire de la transformation d'un sédiment en roche sédimentaire. Exemple: la matière d'origine se dépose dans l'eau, par compaction elle perd l'eau dont elle est imbibée et se cimente.
Les roches détritiques
Ce sont des assemblages de débris de roches plus anciennes (magmatiques, sédimentaires ou métamorphiques). Ces débris sont liés par un ciment (en général calcaire ou siliceux). On les différencie selon le diamètre des grains (la granulométrie)
Les roches siliceuses: Elles sont formées de silice SiO2 : radiolarite, silex, jaspe,...
Fourmis en cours de fossilisation
Résine actuelle
Les roches évaporitiques
Les roches carbonatées
Les roches carbonatées sont formées essentiellement de calcite CaCO3 ou de dolomite (carbonate de calcium et magnésium).
La granulométrie augmente
Les animaux fabriquent leur coquille à partir du calcaire dissous dans l'eau.
Les animaux morts se sédimentent et s'entassent au fond.
Différentes faunes se succèdent au fil du temps. Sous le poids, certaines coquilles se cassent. Les débris sont compactés et "collés".
L'eau est évacuée. Le sédiment se durcit. L'ordre dans lequel les coquillages se sédimentent permet de dater la roche.
Le calcaire résulte de la sédimentation de petits animaux possédant des parties dures comme des coquilles. On peut y trouver des fossiles.
On reconnaît facilement le calcaire à sa réaction avec l'acide chlorhydrique (HCl): il y a un dégagement de gaz carbonique CO2. Dans certaines roches, le calcaire n'est pas le constituant principal mais il joue le rôle de ciment (par exemple dans certains grès et conglomérats)
Les roches carbonées sont composées de carbone d'origine organique. On distingue:
Les roches carbonées
Les roches ferrugineuses et alumineuses
Les roches phosphatées
Les roches ferrugineuses et alumineuses: minerais sédimentaires de fer (minette) et d'aluminium (bauxite).
Les roches pyroclastiques résultent de l'assemblage de débris projetés par les volcans: cendres, lapilli, tufs volcaniques.
Les roches pyroclastiques
Les roches siliceuses
Ammonite pyritisée
Mollusques céphalopodes à 4 branchies
La matière de l’ammonite a été peu à peu remplacée par de la pyrite.
La forme originelle a été cependant conservée (épigénie pyriteuse).
Toarcien (Jurassique) -170 Ma
Tarn (France)
Au delà d'une certaine limite, les sels ne sont plus solubles et précipitent (ils tombent au fond) les uns après les autres. L'ordre dans lequel les sels précipitent s'appelle séquence évaporitique :
% d'évaporation
d'eau de mer
50 %
80 %
90 %
95 %
Dans un marais salant, on utilise le soleil et le vent pour extraire le sel de cuisine (ou halite, NaCl). Les pluies ralentissent la production.
La salinité des océans est en moyenne de 35 g/l. Elle varie entre 30 g/l (Atlantique nord) et 40 g/l (mer Rouge). La mer Morte a une salinité supérieure (330 g/l) car c'est une mer fermée.
Anions
Chlorure
Sulfate
Hydrogénocarbonate
Bromure
Carbonate
Fluorure
Hydroxyde
Cations
Sodium
Magnésium
Calcium
Potassium
Les évaporites ou roches évaporitiques sont des roches sédimentaires salines. L'eau de mer contient environ 35 grammes de sels dissous par litre (35 g/l ou 3,5% de la masse). Lorsque l'eau s'évapore, il reste une saumure de plus en plus concentrée.
Sels
Calcite
Dolomite
Gypse
Halite
Sels de magnésium
Sels de potassium
Formule chimique
CaCO3
CaMg(CO3)2
CaSO4
NaCl
MgSO4
KCl
g/kg
19,3524
2,7123
0,1080
0,0673
0,0156
0,0013
0,0002
10,7837
1,2837
0,4121
0,3991
Formule
Cl-
SO4--
HCO3-
Br-
CO3--
F-
HO-
Na+
Mg2+
Ca2+
K+
mol/kg
0,54586
0,02824
0,00177
0,00084
0,00026
0,00007
0,00001
0,46907
0,05282
0,01028
0,01021
Composition moyenne de l’eau de mer
Fin de la page
Classification des roches sédimentaires
Paysages sédimentaires
Roche de Solutré, Bourgogne (France)
Flysch, Les Fayaux (Suisse)
Cheminées de fées, Pyramides d’Euseigne (Suisse)
La Plâtrière près de Sion (Suisse)
Agate
(Brésil)
Radiolarite
(Engadine, Suisse)
un oeil
le pygidiun
vu de devant
vu de derrière
le thorax
(partie centrale)
la tête
les charbons (tourbe, lignite,houille et anthracite)
les huiles minérales (pétrole, asphalte, bitume)
•
•
Suite du cours: chimie du calcaire
Cango Caves près de Oudtshorn (Afrique du Sud)
pétrole brut
essence
kérosène
diesel
mazout
distillat
paraffine
soufre
résidu
Pétrole
Roche sédimentaire liquide
Pétrole brut et ses dérivés à la sortie de la distillerie de Cressier (Neuchâtel)
calcaire jaune
marne grise
Production de ciment: extraction de calcaire et de marne (le Mormont, Suisse)
Paysage karstique. Le ruissellement de l’eau de pluie légèrement acide à la surface des roches calcaires crée des rigoles de dissolution typiques. On appelle «lapiaz» ce genre de structures. Ci-dessous le lapiaz du glacier de Tsanfleuron dans le massif des Diablerets (Suisse).
Stries glaciaires
Traces laissées par le passage d’un glacier sur la roche.
Glacier de Tsanfleuron
(Suisse).
Les Dents du Midi et le plateau suisse sous le brouillard.
carbonification
Ce sont des roches formées de débris végétaux ayant subi une carbonification: évolution complexe au cours de laquelle la matière s’enrichit en carbone. L’anthracite contient 90-95 % de carbone. Il est utilisé comme combustible.
l’anthracite
la houille
(steinkohle)
le lignite
(braunkohle)
la tourbe
débris végétaux encore visibles
De la famille des charbons. Formée de débris végétaux en cours de carbonification. La tourbe contient environ 55 % de carbone. Utilisée comme combustible. C’est à l’eau tourbée de l’Ile de Skye qu’on doit le goût du Whisky de Talisker.
Calcaire
Roche sédimentaire
Portlandien (Jurassique)
Dent de Vaulion (Suisse)
Calcaire
Roche sédimentaire
St-Triphon (Suisse)
Marne bleue
Roche sédimentaire
(Provence)
Marne
Roche sédimentaire
Mélange de calcaire et d’argile
Dans la Molasse du Plateau suisse on trouve une alternance de lits de grès et de marne.
Chandelar, Lausanne (Suisse)
Rose des sables
Roche sédimentaire
Concrétion de gypse CaSO4 . 2 H2O
mêlé à des grains de sable.
Forme caractéristique avec
entrecroisements de lamelles de gypse.
Sahara (Algérie)
Grès (Chazforà-formation)
Roche sédimentaire
Permotrias
Oberostalpin
Varusch, Engadine, (Suisse)
Grès
Roche sédimentaire
Montagne de la Table, Le Cap, (Afrique du Sud)
Grès
Roche sédimentaire
Grès à ciment calcaire, trouvé au fond d’une fouille (tranchée à l’Avenue du Bugnon, Lausanne)
Aquitanien (Miocène) -24 Ma
Lausanne (Suisse)
Grès
Roche sédimentaire
Grès à ciment calcaire
Chandelar, Lausanne (Suisse)
Grès
Roche sédimentaire
Monterosso, Cinque Terre (Italie)
Grès bigarré
Roche sédimentaire
Lac de Fully (Suisse)
Grès du désert
Roche sédimentaire
Cette forme particulière est due à l’érosion
éolienne dans un environnement
désertique (éolisation).
Reg de Merzouga (Maroc)
Les oxydes de fer Fe+++ colorent la roche en rose. La tache jaune pâle au centre est le résultat d’une réaction chimique d’oxydo-réduction. Le Fe+++ est réduit en Fe++ par un minuscule grain de pyrite (encore visible au centre). La réaction s’est propagée dans toutes les directions formant une sphère jaune.
Grès vosgien
Roche sédimentaire
C’est un grès arkosique feldspathique.
Il résulte du démantèlement
des reliefs hercyniens.
Trias inférieur (Buntsandstein) -245 Ma
Vosges (France)
Grès
Roche sédimentaire
Grand Canyon du Colorado (Etats-Unis)
Grès de l’Hudson
Roche sédimentaire
Mountainville, New-York (USA)
Travertin
Roche sédimentaire
Ce tuf calcaire est un dépôt de source
pétrifiante. Les végétaux encroûtés
ont été détruits: restent des petites cavités.
(Italie)
Calcaire à Nummulites
Roche sédimentaire
Les nummulites sont des fossiles de
foraminifères (protozoaires, animaux
unicellulaires de l’Eocène).
Nappe de Morcles,
Col des Essets (Suisse)
Calcaire corallien
Roche sédimentaire
Jura (France)
Calcaire corallien
Roche sédimentaire
(Autriche)
Calcaire
Roche sédimentaire
Massada (Israël)
Calcaire
Roche sédimentaire
Ein Gedi (Israël)
Rostre de Bélemnite
Roche sédimentaire
Mollusques céphalopodes à 2 branchies
Le rostre est la seule partie conservée de l’animal.
On remarque sa structure lamellaire.
Berraig Bay, Isle of Skye (Ecosse)
Ammonites
Roche sédimentaire
Mollusques céphalopodes à 4 branchies
Jurassique
Berraig Bay, Isle of Skye (Ecosse)
Helix serresianna
Roche sédimentaire
Mollusque gastéropode dans la Molasse
Tortonien (Miocène supérieur) -10 Ma
Plateau de Bibemus,
Aix-en-Provence (France)
Oursin fossile
Embranchement des Echinodermes
Symétrie pentaradiée (5 rayons)
partant de l’anus (bien visible au centre)
Callovien, Dogger
(Jurassique moy) -110 Ma (Madagascar)
Calcaire à entroques
Roche sédimentaire
Reg de Merzouga (Maroc)
Gastéropode
Roche sédimentaire
Calcaire et marne à gypse.
Stampien (oligocène) -33 Ma
Pont-Rout, Célony (Provence)
Marne à fossiles pyriteux
Roche sédimentaire
Valanginien (Crétacé) -135 Ma
Propiac (France)
Rostre de belemnite
Marne à fossiles pyriteux
Roche sédimentaire
Valanginien (Crétacé) -135 Ma
Propiac (France)
Calcaire gris
Roche sédimentaire
Allgäu-formation
Lias, Oberostalpin
Munt Blais, Engadine (Suisse)
Ossements de dinosauriens
Roche sédimentaire
Brèche rognacienne de Pont-Roux.
Maestrichtien (Crétacé sup.) -70 Ma
Saint-Estève Janson, Aix (Provence)
Molasse coquillière
Roche sédimentaire
“Pierre de Rognes”
Tortonien (Miocène sup) -10 Ma
Rognes (Provence)
Calcaire
Roche sédimentaire
Le Mormont (Suisse)
Poisson fossile
Lycoptera sp.
Jurassique (-150 mios d’années)
Jiinzhou (Chine)
Poisson fossile
Dyplomistus sp.
Crétacé (-120 mios d’années)
Byblos (Liban)
Dent de requin fossile
Miocène (-20 mios d’années)
(Maroc)
Schiste argileux
Roche sédimentaire
Ancienne boue solidifiée. Présence de micro-fossiles.
Dévonien supérieur (Paléozoïque) -370 Ma
Miguasha, Gaspésie (Canada)
Trilobite
Fossile d’arthropode marin
Dévonien (Paléozoïque) environ -400 Ma
Maroc
Gypse
Roche sédimentaire évaporitique (évaporite)
Sulfate de calcium hydraté (CaSO4 . 2 H2O)
Col de la Croix (Suisse)
Dépôt de sel
Roche sédimentaire évaporitique (évaporite)
Chlorure de sodium (NaCl)
Mer Morte (Israël)
Croûte de sel
Roche sédimentaire évaporitique
Hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO3)
Lac Natron (Tanzanie)
Albâtre
Roche sédimentaire évaporitique
Sulfate de calcium hydraté CaSO4 . 2 H 2 O
Variété de gypse, finement cristallisé et translucide.
Voltera (Italie)
Tourbe
Roche sédimentaire actuelle
Loch Fada, Isle of Skye (Ecosse)
Anthracite
Roche sédimentaire
Bauxite
Lac de Carcès (France)
Minerai de fer
Itabira, Minas Gerais (Brésil)
Silex
Roche sédimentaire siliceuse
(Sahara)
Silex dans la craie
Roche sédimentaire siliceuse
Cap Blanc-Nez (France)
Calcaire
Roche sédimentaire
Scala dei Turchi (Sicile)
Craie
Roche sédimentaire
Cap Blanc Nez, Pas -de-Calais (France)
Asphalte
Roche sédimentaire
Val de Travers (Suisse)
Radiolarite
Roche sédimentaire siliceuse
Piz d’Esan, Engadine (Suisse)
Falaise de craie, Le Cap Blanc-Nez, Pas-de-Calais (France)
Concrétion de silex dans la craie, Le Cap Blanc-Nez, Pas-de-Calais (France)
Brachiopodes
Rynchonella multiformis
Roche sédimentaire
Hauterivien (Crétacé) -130 Ma
L’Auberson, Ste-Croix (Suisse)
Vercors (France)
Les Gastlosen, sédiments calcaires, Alpes fribourgeoises (Suisse).
Les moraines du glacier de Corbassière, Valais (Suisse).
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