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ROCHES (Formation) Diagenèse

2.  Les étapes de la diagenèse

Les divers paramètres et processus responsables de l'évolution des sédiments ne sont pas réunis de façon aléatoire. Certains paramètres (pression, température) varient d'une manière à peu près linéaire avec la profondeur, mais d'autres, comme le potentiel d'oxydo-réduction, définissent des limites nettes (surface limite Eh = 0 entre la zone d'oxydation et la zone réductrice dans la diagenèse précoce). Aussi les combinaisons des divers agents permettent-elles de distinguer plusieurs étapes et plusieurs domaines de la diagenèse (fig. 3 et 4).

Pendant l'étape initiale (I), le sédiment à peine déposé est une vase mobile ; l'eau y permet des échanges avec le milieu extérieur (en général l'eau de mer). C'est une zone d'oxydation, où l'activité bactérienne est intense : les apports organiques abondants en font un véritable « humus » au pH légèrement acide. L'épaisseur de cette zone est de 0 à 50 cm. Les carbonates y sont dissous d'autant plus vite que les particules sont plus petites (grains d'aragonite, foraminifères, spicules d'éponges) ; les coquilles plus grandes sont en général protégées par le periostracum chitineux. La formation locale d'H2S est suivie d'une réaction immédiate avec Ca2+ qui engendre du gypse.

La deuxième étape (II) correspond à une zone réductrice où la vie anaérobie domine. H2S est abondant, et les oxydes de fer sont transformés en FeS, puis FeS2 (marcassite en pH neutre ou légèrement acide, pyrite en pH légèrement alcalin). Le pH peut atteindre des valeurs qui permettent la mobilisation de la silice.

L'absence de l'étape I correspond à des sédiments réducteurs dès l'interface eau de mer-sédiment (milieu euxinique). L'ensemble I + II est le domaine de l'influence biologique : sa limite inférieure se situe entre 1 et 100 m.

Une troisième étape (III) marque le début de la compaction avec redistribution du matériel dans le sédiment. C'est là que se place la formation du ciment et des concrétions.

Au-delà, dans une quatrième étape (IV), le sédiment se consolide (lithification), mais lentement, car la déshydratation des minéraux produit d […]

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Pour citer cet article

André JAUZEIN, « ROCHES (Formation) - Diagenèse  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le  . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-formation-diagenese/

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