Sédimentologie E-Book

Encyclopaedia Universalis

• Herausgeber: Encyclopaedia Universalis
• Kategorie: Bildung
• Sprache: Französisch

Seitenzahl: 57

Veröffentlichungsjahr: 2016

Beschreibung

Dans le vocabulaire géologique, le terme « sédimentologie » est relativement récent (H. Wadell, 1932) et il n'a d'ailleurs pas été admis sans discussion. On l'emploie le plus couramment aujourd'hui dans le sens d'étude des phénomènes sédimentaires et de leurs produits, les sédiments. Mais c'est ...

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ISBN : 9782341004688

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Sédimentologie

Introduction

Dans le vocabulaire géologique, le terme « sédimentologie » est relativement récent (H. Wadell, 1932) et il n’a d’ailleurs pas été admis sans discussion. On l’emploie le plus couramment aujourd’hui dans le sens d’étude des phénomènes sédimentaires et de leurs produits, les sédiments. Mais c’est sous la forme de roches (cf. ROCHES - Roches sédimentaires) que se présentent actuellement à l’observation les sédiments anciens, transformés par la diagenèse. Aussi rattache-t-on souvent à la sédimentologie la description de ces roches, ou pétrographie sédimentaire, bien qu’elle constitue logiquement, avec l’étude des processus diagénétiques, un chapitre de la pétrologie.

À l’exemple de la volcanologie, de la pédologie et autres disciplines géodynamiques, la sédimentologie étudie des « phénomènes actuels » se déroulant encore sous nos yeux, à la surface des continents, au fond des mers et à leur frontière. Il s’agit essentiellement de l’altération et de la désagrégation par les agents météoriques et biologiques des roches cristallines et sédimentaires préexistantes, de l’ablation, du transport et du dépôt par l’eau, la glace, le vent, des matériaux ainsi libérés, leur transformation en roches sédimentaires n’étant qu’éventuelle. Outre une action puissante sur le relief (cf. GÉOMORPHOLOGIE), les phénomènes sédimentaires ont pour principal effet le tri plus ou moins poussé de leurs produits, lesquels diffèrent selon les milieux et les conditions d’érosion et de sédimentation que ceux-ci imposent.

La variété des milieux continentaux (fluviatiles, désertiques, glaciaires et périglaciaires, lacustres) est surtout liée aux conditions climatiques. La sédimentation marine dépend indirectement des mêmes conditions que la sédimentation continentale, mais elle est surtout liée, d’une part, à l’hydrosphère et à tous les phénomènes associés (vagues, courants, etc.) et, d’autre part, au relief océanique (littoral et précontinent, plaines et collines abyssales, fosses, dorsales). Par exemple, la nature et l’épaisseur des produits sédimentés sur le plateau continental sont très variables, à cause de la diversité des agents de transport, de la proximité des sources de matériaux ainsi que de la faible profondeur ; c’est le domaine des transgressions et des régressions marines – transposé en géologie ancienne, c’est le terrain de prédilection du stratigraphe.

Comment peut-on passer des phénomènes actuels aux phénomènes anciens, c’est-à-dire reconstituer les paléogéographies ? Quelle contribution la sédimentologie peut-elle apporter en ce domaine ?

Le principe fondamental de la géologie, et plus particulièrement de la géologie historique, est celui des « causes actuelles », selon lequel « le présent est la clé du passé ». Ce principe, appelé aussi actualisme ou uniformitarisme, n’est pas aussi évident qu’il peut le paraître à première vue. Si les grandes lois de la physique et de la chimie sont immuables, les conditions ont beaucoup changé au cours des temps géologiques. Une autre difficulté dans l’application du principe des causes actuelles réside dans l’échelle des temps : il y a une sorte de perspective. On connaît les temps modernes avec beaucoup de détails ; avec le recul, tout devient plus flou. Malgré tout, le principe des causes actuelles demeure la base de toute investigation en géologie sédimentaire.

L’étude minutieuse des roches sédimentaires, de leur répartition horizontale et verticale, de leur abondance, de l’ensemble de leurs caractères lithologiques et paléontologiques ou faciès, et leur comparaison avec les sédiments actuels, permet de retracer l’histoire d’un bassin et du continent adjacent ; elle fournit un « film » des événements. On peut, par exemple, déterminer la vitesse de la sédimentation (et donc l’érosion concomitante), l’origine des sédiments, et les conditions dans lesquelles ils se sont déposés. Ainsi que le faisait remarquer Maurice Gignoux, la stratigraphie évolue dans le double cadre de l’espace et du temps.

La sédimentologie, et plus largement la géologie sédimentaire, connaît de nombreuses applications pratiques.

La première est liée aux phénomènes actuels d’érosion-sédimentation, sur les terres émergées (conservation des sols, transport des débris dans les cours d’eau et les canaux, sédimentation dans les retenues de barrages, etc.) et dans les mers (contrôle des phénomènes littoraux, sédimentation dans les ports, hydraulique marine avec utilisation de modèles réduits).

La sédimentologie intervient également dans les problèmes géotechniques (mécanique des sols) : construction de routes, tunnels, ponts, barrages en terre, etc. ; protection contre les glissements de terrain ; génie militaire. Elle s’applique également en pédologie avec l’étude de la texture, de la composition et des propriétés physico-chimiques des sols.

Le dernier groupe de problèmes concerne la prospection et la mise en valeur de nombreuses richesses naturelles constituées ou environnées de matériaux d’origine sédimentaire. C’est le cas pour les minerais de fer, d’aluminium, de manganèse, les phosphates, les charbons et, surtout, le pétrole et l’eau souterraine. La géologie pétrolière fait appel à la sédimentologie lorsque, par exemple, elle étudie les propriétés pétrophysiques (porosité, perméabilité, propriétés capillaires) des roches-réservoirs, la nature des roches mères et des pièges. Des problèmes semblables se posent en hydrogéologie (propriété des roches, physico-chimie des eaux souterraines). L’industrie, enfin, utilise des sédiments (argiles, sables de fonderie...) comme matériaux.

André VATAN

1. Sédimentation continentale et lagunaire

La surface des continents est soumise à des processus physiques et bioclimatiques qui modifient la structure et la nature des roches. Des éléments meubles sont ainsi fournis, qui peuvent être transportés par divers agents ; parmi ceux-ci, les deux plus actifs sont l’eau, sous forme solide ou liquide, et l’air activé par les vents.

Statistiquement, la majeure partie des matériaux érodés parvient à la mer, mais les modalités du voyage sont complexes. C’est ainsi que de nombreux facteurs interrompent le transit et provoquent des accumulations pendant une durée plus ou moins longue. La sédimentation continentale apparaît alors comme un phénomène transitoire et les dépôts correspondants ne représentent qu’un volume négligeable par rapport à celui des sédiments marins. Pourtant l’étude des dépôts continentaux est du plus haut intérêt, car ils sont les témoins d’événements qu’il convient de préciser pour parvenir à une bonne compréhension de l’histoire de la Terre.

Les phénomènes simples, ceux qui sont dus par exemple à la gravité, comme les écroulements et les affaissements de falaises, les écoulements lents des sols (creep et solifluxion), les glissements de terrain fournissent des accumulations non triées, au voisinage même du point de départ. Ces dépôts, pas plus que les sols (cf. PÉDOLOGIE, SOLS) ne méritent le nom de sédiments, car ils n’ont pas été pris en charge par un fluide dont ils se soient séparés pour se sédimenter.