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Géologie de la sédimentation

Géologie de la sédimentation
Géologie de la sédimentation

Vidéo: Le cycle des roches sédimentaires (par Yann Hautevelle) 2024, Mai

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Sédimentation, en sciences géologiques, processus de dépôt d'un matériau solide à partir d'un état de suspension ou de solution dans un fluide (généralement de l'air ou de l'eau). Largement défini, il comprend également les dépôts de glace glaciaire et les matériaux collectés sous la seule impulsion de la gravité, comme dans les dépôts de talus, ou les accumulations de débris rocheux à la base des falaises. Le terme est couramment utilisé comme synonyme de pétrologie sédimentaire et de sédimentologie.

technologie agricole: sédiments

Les sédiments sont une ressource hors de propos dont le double effet est d'épuiser les terres d'où ils proviennent et de nuire à la qualité de l'eau qui y pénètre.

La physique du processus de sédimentation le plus courant, la sédimentation des particules solides des fluides, est connue depuis longtemps. L'équation de vitesse de sédimentation formulée en 1851 par GG Stokes est le point de départ classique pour toute discussion sur le processus de sédimentation. Stokes a montré que la vitesse de sédimentation finale des sphères dans un fluide était inversement proportionnelle à la viscosité du fluide et directement proportionnelle à la différence de densité du fluide et du solide, le rayon des sphères impliquées et la force de gravité. L'équation de Stokes n'est cependant valable que pour de très petites sphères (de moins de 0,04 millimètre [0,0015 pouce] de diamètre) et, par conséquent, diverses modifications de la loi de Stokes ont été proposées pour les particules non sphériques et les particules de plus grande taille.

Aucune équation de vitesse de sédimentation, aussi valide soit-elle, ne fournit une explication suffisante même des propriétés physiques de base des sédiments naturels. La granulométrie des éléments clastiques et leur tri, leur forme, leur rondeur, leur tissu et leur garnissage sont le résultat de processus complexes liés non seulement à la densité et à la viscosité du milieu fluide mais également à la vitesse de translation du fluide déposant, la turbulence résultant de ce mouvement, et la rugosité des lits sur lesquels il se déplace. Ces processus sont également liés à diverses propriétés mécaniques des matériaux solides propulsés, à la durée du transport des sédiments et à d'autres facteurs méconnus.

La sédimentation est généralement considérée par les géologues en termes de textures, de structures et de contenu fossile des dépôts déposés dans différents environnements géographiques et géomorphiques. De grands efforts ont été faits pour différencier les dépôts continentaux, littoraux, marins et autres dans les archives géologiques. La classification des environnements et les critères de leur reconnaissance font encore l'objet de vifs débats. L'analyse et l'interprétation des anciens gisements ont été avancées par l'étude de la sédimentation moderne. Les expéditions océanographiques et limnologiques ont permis de mieux comprendre la sédimentation dans le golfe du Mexique, la mer Noire et la mer Baltique, ainsi que dans divers estuaires, lacs et bassins fluviaux de toutes les régions du monde.

La sédimentation chimique est comprise en termes de principes et de lois chimiques. Bien que le célèbre chimiste physique JH van't Hoff ait appliqué les principes d'équilibre des phases au problème de la cristallisation des saumures et de l'origine des dépôts de sel dès 1905, peu d'efforts ont été déployés pour appliquer la chimie physique aux problèmes de sédimentation chimique. Plus récemment, cependant, des recherches ont été menées sur le rôle du potentiel redox (réduction et oxydation mutuelles) et du pH (acidité-alcalinité) dans la précipitation de nombreux sédiments chimiques, et un effort renouvelé a été fait pour appliquer les principes thermodynamiques connus à l'origine des gisements d'anhydrite et de gypse, la chimie de la formation de dolomite et le problème des pierres de fer et des sédiments associés.

Le géochimiste considère également le processus de sédimentation en termes de produits chimiques finaux. Pour lui, la sédimentation est comme une gigantesque analyse chimique dans laquelle les principaux constituants de la croûte de silicate de la Terre sont séparés les uns des autres d'une manière similaire à celle obtenue au cours d'une analyse quantitative de la roche en laboratoire. Les résultats de ce fractionnement chimique ne sont pas toujours parfaits, mais dans l'ensemble, les résultats sont remarquablement bons. Le fractionnement géochimique, qui a commencé au temps précambrien, a entraîné une énorme accumulation de sodium dans la mer, de calcium et de magnésium dans les calcaires et les dolomites, de silicium dans les cherts et grès orthoquartzitiques, de carbone dans les carbonates et les dépôts carbonés, de soufre dans le sulfates de lit, fer dans les pierres de fer, etc. Bien que la ségrégation magmatique ait, dans certains cas, produit des roches monomineraliques telles que la dunite et la pyroxénite, aucun processus igné ou métamorphique ne peut égaler le processus de sédimentation en isolant et en concentrant efficacement ces éléments et d'autres.