Les sédiments détritiques déposés vont se transformer en roches sédimentaires détritiques, dans différents milieux de sédimentation. La nature des roches sédimentaires détritiques varie selon le type de particules déposées et les caractéristiques du milieu de dépôt, il s'agit par exemple des conglomérats, des grès et des pélites. Ces caractéristiques permettent ainsi de reconstituer le paléoenvironnement dans lequel une roche sédimentaire s'est formée.
La diversité des roches sédimentaires détritiques
Les conglomérats, les grès et les argiles sont des exemples de roches sédimentaires détritiques. Ces roches sont toutes constituées de particules issues de l'altération et l'érosion (de tailles variables selon la roche) et d'un liant.
Selon la taille des particules détritiques, on distingue différentes catégories de roches sédimentaires détritiques :
- les conglomérats, constitués de particules de la taille supérieure à 2 mm ;
- les grès, issus de particules de taille comprise entre 0,0625 mm et 2 mm ;
- les pélites, formées de particules très fines (moins de 0,0625 mm).
Grès
Un grès est une roche sédimentaire détritique constituée de particules de tailles comprises entre 0,0625 mm et 2 mm.
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Dans une roche sédimentaire détritique, les particules solides sont reliées par un liant, qui rend la roche non friable.
Roche sédimentaire détritique
Une roche sédimentaire détritique est une roche constituée de particules détritiques provenant de l'altération et de l'érosion des roches, reliées par une sorte de ciment, le liant.
La transformation des sédiments en roches sédimentaires
Les sédiments détritiques se déposent dans différents milieux de sédimentation (cours d'eau, lacs, deltas, etc.) et sont progressivement enfouis en profondeur. Les sédiments sont ainsi peu à peu compactés et cimentés : ils se transforment alors en roches sédimentaires.
Le dépôt des sédiments dans un milieu de sédimentation
Lorsque la force d'un agent de transport devient insuffisante pour transporter une particule détritique, elle tombe sur des particules plus anciennes et forment des couches. Ce dépôt s'effectue dans un milieu de sédimentation. Dans les bassins sédimentaires, on observe parfois un phénomène de subsidence : le fond du bassin s'enfonce sous le poids des sédiments.
Milieu de sédimentation
Un milieu de sédimentation est une zone dans laquelle se déposent des sédiments.
Sédiments
Les sédiments sont des particules solides issues de l'altération et l'érosion de roches préexistantes qui se déposent dans un milieu de sédimentation.
Lorsqu'ils parviennent dans un lieu de dépôt, les sédiments tombent et s'empilent les uns sur les autres. Une particule sédimentaire tombe sur des particules qui sont tombées avant elle. Les sédiments se superposent donc du bas (les plus anciens) vers le haut (les plus récents). Ce principe de superposition permet d'expliquer la présence de couches dans les terrains sédimentaires, ainsi que les variations de couleur et de nature.
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Le dépôt des sédiments se fait dans un milieu de sédimentation.
Un lac, le delta d'un fleuve, le fond de l'océan sont trois exemples de milieux de sédimentation.
Les particules détritiques qui se déposent dans un bassin sédimentaire s'accumulent parfois sur des épaisseurs considérables et dépassent souvent la profondeur de ce bassin. Ceci est la conséquence d'un phénomène de subsidence : le fond du bassin sédimentaire s'enfonce peu à peu sous le poids des sédiments accumulés.
Petit à petit, les sédiments enfouis sont soumis à des pressions de plus en plus fortes. Cela va entraîner leur modification et la formation des roches.
La diagenèse : la formation des roches sédimentaires
Les sédiments se transforment peu à peu en roches sédimentaires détritiques par enfouissement. On appelle ce phénomène la diagenèse. L'enfouissement s'accompagne d'une compaction des sédiments et de leur cimentation.
La pression croissante de l'enfouissement profond des sédiments accumulés dans le bassin de dépôt conduit à la formation de roches sédimentaires détritiques : c'est la diagenèse.
Diagenèse
La diagenèse est la transformation des sédiments en roches sédimentaires.
L'enfouissement des sédiments s'accompagne d'un phénomène de compaction et d'une perte de l'eau qui se trouve entre les particules sédimentaires.
Une cimentation des particules détritiques peut également se produire dans la roche en formation. Le liant permettant cette cimentation qui unit les particules peut être d'origine :
- exogène (extérieur à la roche) : une boue qui va cimenter les particules ;
- endogène (à l'intérieur même de la roche) : les particules de la roche elles-mêmes se dissolvent et se cristallisent.
Lorsque l'ensemble du processus est achevé, la roche sédimentaire est formée.
La reconstitution des paléoenvironnements grâce aux roches sédimentaires
En appliquant le principe de l'actualisme, selon lequel les phénomènes géologiques qui se déroulent actuellement étaient les mêmes dans le passé, il est possible de reconstituer l'environnement dans lequel les roches sédimentaires détritiques se sont formées. L'étude des fossiles permet également de reconstituer les paléoenvironnements.
Actualisme
L'actualisme est un principe selon lequel les phénomènes qui se sont déroulés dans le passé s'exercent encore de nos jours.
Les roches sédimentaires détritiques se forment toutes selon un même processus. En appliquant le principe de l'actualisme, on peut reconstituer les caractéristiques de l'environnement ancien, le paléoenvironnement, dans lequel elles se sont formées : climat, faune et flore environnante, etc.
Le climat et la nature du bassin de dépôt (bassin sédimentaire océanique profond ou non, oxygéné ou non, agité ou non, etc.) jouent un rôle important dans les mécanismes d'altération.
Certains grès sont constitués d'un liant rouge, ils sont riches en oxyde de fer. Cela témoigne d'une altération des roches en climat tropical humide.
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Dans les roches sédimentaires, on peut retrouver des fossiles, qui sont des restes ou une trace d'être vivant ayant vécu dans le passé.
Dans certains grès vosgiens, on trouve des fossiles de Voltzia, un conifère ayant vécu lors de la période géologique du Trias (251-199 millions d'années). On peut en déduire qu'à cette époque, le milieu dans lequel se sont formés les grès était entouré de conifères.
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