ROCHES (Formation)Érosion et sédimentation

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Conditions de l'érosion et sédimentation

Envisagé d'un point de vue dynamique, le couple érosion-sédimentation dépend fondamentalement des conditions qui sont réalisées par les mouvements orogéniques et le milieu bioclimatique.

Orogenèse

La formation des chaînes de montagnes induit des types de sédimentation diversifiés par les caractères de l'orogène considéré.

Toutes les parties de la croûte terrestre ont un comportement mécanique équivalent dans des conditions identiques de température et de pression, mais seules les zones de bordures permettent l'établissement de déséquilibres puissants. Ainsi les zones instables se réduisent aux marges continentales. Les cratons ne sont pas beaucoup plus « rigides » ; ils sont tectoniquement plus stables et sujets soit à des voussures qui peuvent amener des distensions génératrices de fossés effondrés, soit à de vastes affaissements générateurs de bassins sédimentaires intracontinentaux. Les sédiments y enregistrent souvent la trace d'une instabilité géographique traduisant la sensibilité particulière de bassins peu profonds à des variations minimes du niveau de la mer ou du climat. Les dépôts y oscillent fréquemment entre des faciès néritiques et des faciès deltaïques, ou même franchement continentaux. Ces derniers sont la règle dans le cas de bassins intramontagneux. Les brèches annoncent le voisinage de reliefs en évolution. Elles passent souvent vite à des grès ou même à des calcaires lacustres. C'est le cas du versant sud de la montagne Sainte-Victoire dans le bassin continental d'Aix-en-Provence. Le voisinage immédiat de la zone d'alimentation y permet ainsi une sédimentation contrastée, où se lit l'histoire des plissements finicrétacés, puis de l'érosion éocène, dont les déchirures seront mises à profit par la phase tectonique chevauchante de l'Éocène supérieur.

Érosion et sédimentation sur un bloc continental

Dessin : Érosion et sédimentation sur un bloc continental

Érosion et sédimentation corrélative sur un bloc continental (craton). Le massif ancien (à gauche de la figure), bombé par des mouvements épeirogéniques, est réduit par l'ablation à l'état de surface de regradation S2-O. Le bassin sédimentaire (à droite) correspond à une cuvette de... 

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L'accumulation des sédiments entretient la subsidence, et la constance du faciès néritique terrigène est un caractère dominant de ces séries détritiques marines. En revanche, cette sédimentation rompt l'équilibre dynamique local et engendre des perturbations échelonnées d'autres équilibres, d'où une évolution polarisée avec des zones soulevées (rides) et des affaissements (sillons), dont la sédimentation enregistre l'histoire.

Les bordures de bassins fournissent un exemple classique. À côté de brèches intraformationnelles, qui témoignent de l'instabilité des zones voisines, elles sont riches en sédiments terrigènes qui se répartissent en deux faciès dominants : le flysch et la molasse.

Le flysch est un faciès de comblement, concordant sur les terrains sous-jacents. Il est alimenté par une cordillère émergée et son âge est de plus en plus récent quand on s'éloigne de cette zone d'alimentation. Il est antérieur à l'orogenèse.

La sédimentation du flysch correspond à des alternances binaires de grès et de pélites. Certains auteurs ont vu dans ces séquences simples la preuve d'une rythmicité du fait tectonique. On attribue plus volontiers ces séquences à un granoclassement vertical de coulées sous-marines (courants de turbidité), déclenché sur des talus instables par les séismes. C'est un type de sédimentation rapide : plusieurs centaines de mètres pour l'équivalent d'un étage stratigraphique. Le flysch occupe plutôt les sillons, mais il peut déborder sur les rides en conservant une grande épaisseur. Le classement centrifuge d'éléments de plus en plus fins établit un gradient horizontal qui permet de définir des types de granulométrie en fonction de la distance à la cordillère d'alimentation.

Érosion d'une cordillère et sédimentation

Dessin : Érosion d'une cordillère et sédimentation

Érosion d'une cordillère (ride) et sédimentation corrélative dans un sillon eugéosynclinal avec classement latéral des dépôts (d'après J. Aubouin, modifié). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Sa structure rubanée et sa nature détritique peu consolidée permettent au flysch de migrer sur des pentes faibles et de se replier facilement : il constitue l'essentiel des nappes de charriage les plus mobiles. C'est le cas, par exemple, du flysch crétacé supérieur (à helminthoïdes) du sillon interne des Alpes (zone piémontaise), flysch qui s'est décollé des schistes lustrés jurassiques pour s'avancer jusqu'en zone dauphinoise au niveau des massifs cristallins externes dont la montée est postérieure au charriage.

Les molasses sont des dépôts marins ou continentaux riches en conglomérats, en général moins bien rythmés que les flyschs. Elles sont toujours moins évoluées : des feldspaths abondants ou des galets calcaires prouvent le voisinage immédiat de la zone d'alimentation et la vitesse du dépôt. Dans une même chaîne, leurs épaisseurs sont plus grandes que celles des flyschs pour un laps de temps plus court.

Certaines sont des faciès post-orogéniques : elles sont plus jeunes vers l'extérieur de la chaîne, mais toujours discordantes sur les séries antérieures (dans les Alpes occidentales, les molasses internes piémontaises sont oligocènes, celles de la fosse périalpine occidentale sont miocènes). D'autres sont postérieures à l'évolution tectonique et s'accumulent dans des bassins d'effondrement, comme les molasses plioquaternaires du bassin méditerranéen.

Il est facile de concevoir que l'étude des flyschs et des molasses soit nécessaire à la reconstitution de l'évolution d'une chaîne et qu'elle doive précéder ou accompagner toute étude tectonique régionale.

Dans le cas des chaînes liminaires, les faciès orogéniques détritiques sont le plus souvent continentaux, dès l'origine de la chaîne. Les faciès flysch n'y sont pas représentés, mais le volcanisme peut fournir des apports considérables qui s'intercalent dans ces séries : c'est le cas des dépôts volcano-sédimentaires des formations andésitiques de la cordillère chilienne.

Milieu bioclimatique

Les liens entre l'érosion et la sédimentation se manifestent aussi dans une perspective bioclimatique, car les systèmes morphogéniques dépendent étroitement des climats et des couvertures végétales correspondantes, tant au point de vue de leur agressivité qu'à celui de leurs caractéristiques.

Cette dépendance s'exprime d'abord au niveau des processus d'attaque des roches mères. Sur un versant à végétation appauvrie par la sécheresse ou par le froid, la météorisation s'exerce à peu près directement par fragmentation liée à des chocs thermiques, cryoclastie ou thermoclastie selon les cas ; en revanche, c'est une altération biochimique dans les milieux plus ou moins humides et chauds à végétation dense ; on sait sa puissance sous la grande forêt pluviale où les altérations atteignent jusqu'à plusieurs dizaines de mètres d'épaisseur. Les conditions bioclimatiques définissent ainsi la masse du matériau livré à la sédimentation comme ses caractéristiques originelles, qu'il s'agisse des éléments grossiers et peu transformés issus des désagrégations mécaniques prépondérantes des roches mères, ou des produits fins ou solution [...]

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Érosion hydrique

Érosion hydrique
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Monument Valley, 2
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Érosion et sédimentation sur un bloc continental

Érosion et sédimentation sur un bloc continental
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Écrit par :

  • : professeur des Universités, professeur émérite à l'université de Paris-I-Panthéon-Sorbonne
  • : professeur à la faculté des sciences de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, directeur du laboratoire de géologie de l'École normale supérieure de Paris

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Pour citer l’article

Roger COQUE, André JAUZEIN, « ROCHES (Formation) - Érosion et sédimentation », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-formation-erosion-et-sedimentation/