SÉDIMENTATION CARBONATÉE ACTUELLE

SÉDIMENTATION CARBONATÉE ACTUELLE

SÉDIMENTATION CARBONATÉE ACTUELLE

Les modes de dépôt des roches calcaires et dolomitiques sont restés mal compris tant que l’on n’a pas abordé l’étude de la sédimentation actuelle des carbonates, qui n’a été véritablement entreprise qu’à partir des années 1950. Mais, si l’on a tardé à étudier les milieux à sédimentation carbonatée actuelle, c’est en grande partie parce qu’ils se situent dans des régions peu accessibles: plate-forme des Bahamas, côte arabique du golfe Persique, côte occidentale de l’Australie.

La sédimentation carbonatée marine est connue depuis longtemps par l’accumulation de débris de coquilles et de tests (mollusques, bryozaires, balanes). Ils sont répartis le long des côtes le plus variées, du domaine arctique aux régions tropicales, sur de faibles surfaces, plages ou zones, sous l’influence de courants qui vannent le sédiment de ses éléments terrigènes plus fins.

En revanche, les régions où la sédimentation carbonatée couvre des surfaces comparables à celles des plates-formes anciennes (de plusieurs centaines à plusieurs milliers de kilomètres carrés) se situent toutes dans le domaine intertropical. On connaît une exception à cette règle, le dépôt de boues carbonatées, localement à oolites, dans certaines lagunes à salure variable. Dans ce cas, la précipitation intervient, lors des changements de salinité, à partir de la réserve alcaline de l’eau. Ce mécanisme peut aussi intervenir à l’émergence des sources d’eau douce sur les rivages marins, mais il ne peut constituer le mécanisme général de la précipitation dans le domaine marin. Il semble quee cette dernière soit plus généralement due à une sursaturation, liée à l’évaporation, et aboutissant à la naissance d’une multitude de germes cristallins dont la croissance ne dépasse pas quelques micromètres. Les grains les plus fins semblent, le plus souvent, le produit de la pulvérisation mécanique et biologique (perforation) de tests d’organismes ou d’anciens calcaires. Tant que leur taille ne dépasse pas 4 micromètres, on parle de micrite. Lorsque des cristaux de plus grande taille cimentent les grains sédimentaires, on les nomme sparite.

Les grains bioclastiques de la taille des sables sont les restes dissociés et plus ou moins fragmentés de coquilles, tests ou squelettes; leur taille dépend à la fois de la dimension originelle des éléments qui se séparent à la mort de l’organisme et de l’agitation du milieu dans lequel ils ont transité avant leur dépôt. Il serait donc abusif de déduire directement de l’état et de la taille de ces grains les conditions régnant à l’endroit du dépôt. Certains coprolites d’invertébrés (pellets fécaux), jouant un rôle important dans l’agglomération des particules micritiques, constituent avec les oolites des grains dont le comportement hydrodynamique est celui des sables.

Plusieurs classifications des roches et sédiments carbonatés ont été proposées: classification granulométrique (calcilutites, calcarénites, calcirudites), dont l’emploi est difficile en cas de mélange. La classification de R. J. Dunham a le mérite de tenir compte à la fois de l’agencement des grains (jointifs ou plus ou moins dispersés) et de la présence éventuelle d’une matrice boueuse. Les boues à grains non jointifs correspondent à des dépôts en milieu relativement calme, les sables formés de grains jointifs sans matrice ont été débarrassés des particules fines par un vannage qui implique une certaine agitation. Lorsque les espaces entre les grains jointifs sont comblés par une matrice boueuse, cela indique soit la faiblesse relative de l’agitation locale, soit une infiltration ultérieure correspondant à un affaiblissement de l’agitation. Ces divers types de sédiments se répartissent en bandes parallèles aux zones d’égale agitation: pourtant, si les sables les plus grossiers et les plus propres sont généralement les plus proches des côtes battues, les dépôts boueux ne se trouvent pas uniquement en profondeur: l’abri d’une île permet le dépôt de boue le long de sa côte sous-le-vent. Cette sédimentation carbonatée est d’autant plus pure que les apports terrigènes sont réduits; c’est apparemment ce qui limite l’extension de la sédimentation carbonatée à des côtes désertiques ou à des plates-formes ou récifs isolés au milieu de l’océan.

La sédimentation carbonatée continentale est très variée. Les craies des lacs ou marais alimentés par des eaux alcalines sont généralement calcaires (l’ion Ca⁺⁺ est généralement le cation le plus abondant en solution dans les eaux douces), mais on constate, dans un certain nombre de lacs, que la dolomite précipite ou se forme par réorganisation de calcite microgrenue, pourvu que le rapport Mg/Ca dépasse 7. On trouve aussi, dans les lacs comme dans les rivières, des sortes de concrétions calcaires dues essentiellement à l’activité de cyanophytes et revêtant des formes et des tailles variées (granules, boulets, récifs de plusieurs mètres de hauteur). Les dépôts de sources, longtemps considérés comme le fruit d’une précipitation purement physico-chimique, sont maintenant rangés parmi les calcaires biochimiques (rôle des cyanophytes et autres végétaux). Il semble même que les dépôts de grottes (planchers, stalactites, stalagmites) n’échappent pas totalement à l’action des micro-organismes (bactéries), qui jouent d’ailleurs un rôle important dans les sols où la calcite précipite en concrétions dures ou pulvérulentes, formant de véritables croûtes dans la zone de battement de certaines nappes d’eau phréatiques.

Encyclopédie Universelle. 2012.