Les roches sédimentaires sont formées par la cimentation et le dépôt subséquents de sédiments dans les masses d'eau et à la surface de la terre. Les processus à l'origine du dépôt de particules organiques ou minérales sont connus sous le nom de sédimentation. Les sédiments sont les particules qui forment des roches sédimentaires par accumulation. À partir de la zone de source, les sédiments sont formés par érosion ou par altération avant d'être déposés ailleurs. Les sédiments sont ensuite transportés sur le lieu de dépôt par l'intermédiaire d'agents de dénudation, à savoir les mouvements de masse, l'eau, les glaciers, la glace ou le vent. Une autre façon de sédimentation peut se produire lorsque les coquilles des organismes aquatiques se déposent en suspension ou lorsque les minéraux précipitent à partir des solutions aqueuses. En science, la sédimentologie est une discipline qui implique l’étude de l’origine et des propriétés des roches sédimentaires; cela fait partie de la géographie physique et de la géologie. La sédimentologie recoupe également d'autres disciplines des sciences de la terre, notamment la géochimie, la pédologie, la géologie structurale et la géomorphologie.
APERÇU
On pense que les roches sédimentaires couvrent environ 73% des terres actuelles à la surface de la Terre. Cependant, leur contribution totale est d'environ 8% du volume total de la croûte. Les roches sédimentaires ne comprennent qu'une mince couche de la croûte terrestre, constituée généralement de roches métamorphiques et ignées; ils sont déposés comme placages de strates et forment une structure appelée litière. Il est important d'étudier les strates rocheuses et les roches sédimentaires, car l'information est essentielle pour le génie civil. Par exemple, ces informations sont utilisées dans la construction de tunnels, de routes, de canaux et de maisons, entre autres. Les ressources naturelles telles que l'eau potable, le charbon, les minerais ou les combustibles fossiles sont produits à partir de roches sédimentaires. La principale source de compréhension de l'histoire de la Terre est l'étude de la séquence des strates de roches sédimentaires, notamment l'histoire de la vie, la paléogéographie et la paléoclimatologie. Outre la Terre, des roches sédimentaires ont également été observées sur des planètes comme Mars.
La classification des roches sédimentaires
Les roches sédimentaires peuvent être classées selon les processus de leur formation et peuvent être divisées en quatre groupes différents: roches sédimentaires chimiques, roches sédimentaires clastiques, autres roches sédimentaires et roches sédimentaires biochimiques ou biogéniques. Les roches sédimentaires clastiques sont encore subdivisées en fonction de la taille de leurs particules dominantes et de la composition d'autres particules de roches cimentées à l'origine par des minéraux silicatés. Les roches sédimentaires clastiques sont principalement constituées de fragments de roches, de mica, de quartz, de minéraux argileux et de feldspath. Parmi les types de roches sédimentaires clastiques, citons les mudrocks, les grès, les conglomérats et les brèches. Les roches sédimentaires biochimiques se forment lorsque les organismes dissolvent des matériaux dissous dans l'eau ou dans l'air pour construire leurs tissus. Les types de roches sédimentaires biochimiques comprennent le charbon, les gisements de chert et la plupart des types de calcaire. Les roches sédimentaires chimiques se forment lorsque les constituants minéraux des solutions sont précipités inorganiquement après avoir été sursaturés; des exemples comprennent la baryte, l'halite, le gypse et la stylite. D'autres roches sédimentaires constituent la catégorie des roches sédimentaires formées par des processus peu communs tels que les brèches volcaniques, les brèches d'impact et les écoulements pyroclastiques, entre autres.
Propriétés des roches sédimentaires
Plusieurs facteurs contribuent à la classification des roches sédimentaires: les fossiles, la minéralogie, la texture, la couleur et les structures sédimentaires primaires et secondaires. La texture des roches sédimentaires comprend leur orientation, leur taille et leur forme. Bien que la texture soit une propriété à petite échelle d'une roche sédimentaire, elle peut aider à déterminer d'autres propriétés à grande échelle telles que la perméabilité, la densité et la porosité. Les fossiles se trouvent le plus souvent dans les roches sédimentaires par rapport aux roches ignées et métamorphiques. Contrairement aux deux autres types de roches, les roches sédimentaires se forment à des pressions et à des températures qui ne détruisent pas les restes de fossiles. Cependant, la plupart du temps, ces fossiles peuvent ne pas être vus par l'œil humain mais ne sont visibles qu'au microscope. Dans la nature, les organismes morts sont souvent rapidement éliminés par érosion, bactéries, piégeurs ou pourriture. Cependant, la sédimentation est un facteur majeur contribuant à des circonstances particulières dans lesquelles un tel processus naturel ne peut pas fonctionner, ce qui entraîne une fossilisation.
La couleur est une propriété majeure des roches sédimentaires et est généralement identifiée par le fer et ses deux principaux oxydes, l'oxyde de fer (II) et l'oxyde de fer (III). Par exemple, l'oxyde de fer (II) ou le FeO ne se forme que dans des conditions de faible teneur en oxygène, également connues sous le nom d'anoxie, donnant ainsi à la roche une couleur verdâtre ou grise. D'autre part, l'oxyde de fer (III) ou Fe2O3 qui se trouve généralement sous forme d'hématite, un minéral trouvé dans un environnement plus riche en fer, contient plus d'oxygène. Par conséquent, les roches sédimentaires dans un tel environnement sont de couleur brunâtre ou rougeâtre. La minéralogie désigne les structures minérales trouvées dans les roches. Un grand nombre de roches sédimentaires comprennent de la calcite ou du quartz. En comparaison avec les roches métamorphiques et ignées, les roches sédimentaires contiennent normalement de faibles niveaux de différents minéraux significatifs. Néanmoins, l'origine des minéraux dans les roches sédimentaires tend à être plus compliquée que dans les roches ignées. Les minéraux contenus dans les roches sédimentaires sont soit formés par diagénèse, soit par précipitation lors de la sédimentation.
Les structures sédimentaires primaires sont également une autre propriété utilisée pour identifier les roches sédimentaires. Les structures sédimentaires sont constituées d'éléments à grande échelle, plus faciles à étudier sur le terrain, contrairement aux textures. Elles servent à indiquer quelque chose sur l'environnement sédimentaire. Par exemple, les structures sédimentaires peuvent aider à déterminer de quel côté des roches sédimentaires ont fait face dans un environnement où la tectonique a renversé ou incliné les placages sédimentaires. Les structures sédimentaires secondaires sont des structures sédimentaires qui ne sont formées qu'après le dépôt, ces structures se formant dans les sédiments par des processus biologiques, chimiques et physiques. De tels processus peuvent indiquer diverses circonstances après le dépôt et peuvent même être utilisés comme indicateur géopétal.
Le taux de sédimentation
Les sédiments sont déposés à différentes vitesses, principalement en fonction de l'endroit où ils se trouvent. Par exemple, les dépôts sur les fonds océaniques profonds n'accumulent que quelques millimètres de sédiments chaque année, alors que les dépôts sur un chenal trouvé dans un plat de marée peuvent entraîner l'accumulation de plusieurs mètres de sédiments par jour. Cependant, il existe une distinction entre la sédimentation résultant de processus catastrophiques et la sédimentation normale. Le premier comprend tous les types de processus spéciaux soudains, y compris les inondations, les mouvements de masse ou les glissements de terrain. De tels processus peuvent entraîner le dépôt soudain de sédiments en grandes quantités à la fois. Alors que d'autres environnements comportant des roches sédimentaires sont dominés par une sédimentation continue ou normale, la plupart des roches sédimentaires ont été formées à la suite de certains processus catastrophiques.
