Roche sédimentaire

Les roches sédimentaires proviennent de l'accumulation de sédiments qui se déposent le plus souvent en couches ou lits superposés, appelés strates. Elles résultent de l'accumulation de sédiments divers, c'est-à-dire d'éléments solides (clastes : morceaux de roches ou fragments minéraux, débris coquilliers...) et/ou de précipitations à partir de solutions (elles-mêmes constitutives ou à l'origine de ciments, souvent intercalaires entre grains, particules ou clastes)^[1].

Les principales catégories de roches sédimentaires sont les roches détritiques, les plus abondantes, les roches biogènes ou physico-chimiques, mettant en jeu des équilibres chimiques dans des conditions de température et de pression externes, que ce soit à la surface des continents ou au fonds des mers ou des océans.

Des roches exogènes très variées, bien présentes en surface

Elles sont dites roches exogènes, c'est-à-dire qui se forment à la surface de l'écorce terrestre. Parmi celles-ci, les roches sédimentaires se distinguent des roches résiduelles formées localement à partir des roches existantes, auxquelles les eaux ont enlevé des éléments en solution (argiles résiduelles, bauxite, paléosols...)^[2].

Les roches sédimentaires affleurent sur 75 % de la surface des continents, mais en considérant l'ensemble de la croûte terrestre (depuis la surface jusqu'à 35 km de profondeur sous un relief plat), elles ne constituent plus que 5 % de son volume total.

Sur cette falaise du Trièves apparaissent différentes couches de la roche sédimentaire.

Elles demeurent très variées, du fait du grands nombre de facteurs affectant leur genèse : nature des matériaux désagrégés et altérés, mode et type d'altération et d'érosion, mode de transport, zones de dépôts ou bassin sédimentaires, modalités de la diagenèse...

De l'ancienne difficulté de définir un sédiment : distinction entre dépôt sédimentaire et dépôt chimique

Les roches chimiques proviennent de la précipitation à partir d'une solution aqueuse concentrée, de corps chimiques naturels de diverses natures, dissous dans l'eau, puissant dissolvant naturel pour de nombreux minéraux altérés ou solvant de corps chimiques facilement solubles ou re-solubilisables. Parmi celles-ci, notons les strates ferreuses, une grande partie des calcaires fins ou des ciments calcaires fins, les lits d'évaporites...

Elles s'opposent stricto sensu aux roches sédimentaires, constituées en principe de matériaux solides, parfois finement divisés en particules, avant que la lithification n'engendre des blocs ou des roches plus ou moins compactes, comme c'est le cas pour la plus grande partie des calcaires, les concrétions siliceuses ou cherts.

Pourtant, les géologues, à l'instar des scientifiques nullement adeptes de classification pointilleuse et inutile, dépassent cette opposition stricte et intègrent souvent les roches chimiques à la vaste liste des roches sédimentaires.

Esquisses de classification des roches sédimentaires

Selon leur principale mode de formation et leur nature

Couche supérieure de calcaire sur lit de pélite ou siltite, attestant une présence marine au Trias dans cette contrée de l'Utah

Le classement génétique est le suivant :

• les roches détritiques ou clastiques
  • les roches détritiques terrigènes (ex : silicoclastiques^{[précision nécessaire]}) : elles proviennent de l'accumulation de fragments de minéraux et de roches préexistantes continentales, comme le grès, le sable, le limon, le lœss, l'argile. Les constituants (sédiments) de ces roches ont d'abord été transportés par les cours d'eau jusqu'aux bassins sédimentaires, mers et océans dont ils tapissent ensuite le fond.
  • les roches pyroclastiques, provenant de l'accumulation de débris projetés par les volcans, parfois puissamment remaniés par les eaux courantes, par exemple les cendres, cinérites, lapilis, tufs...

• les roches biogènes ou physico-chimiques :

Elles comprennent les roches organogènes ou biogènes : elles sont liées à l'activité des organismes vivants et proviennent de l'accumulation et de la transformation de matière organique. Exemples : le charbon, le pétrole ;

Mais aussi les roches biochimiques : elles sont aussi liées à l'activité des organismes vivants mais proviennent de l'accumulation de certains des éléments minéraux qu'ils synthétisent (coquilles, tests, os). Ces squelettes minéralisés peuvent être fragmentés pour former des bioclastes (débris de squelette d'organisme). Il peut y avoir transport mais il existe aussi des organismes constructeurs qui construisent eux-mêmes la roche, comme les récifs coralliens ou des micro-organismes qui contribuent à la précipitation de certains minéraux. Il est souvent difficile de faire la part du vivant et du chimique dans l'élaboration de ces roches sédimentaires, d'où l'appellation de roches biochimiques. Exemples : le calcaire, la craie ;

Mais il est préférable de distinguer :

• • les roches carbonatées, d'origine non terrigène, parmi lesquelles il est pertinent de distinguer les roches carbonatées bioclastiques et les roches carbonatées physico-chimiques
  • les roches siliceuses
  • les roches carbonées
  • les roches évaporitiques ou roches salines : la halite, dénommé aussi sel-gemme ou chlorure de sodium, le gypse, l'anhydrite, la sylvine, la sylvinite, la carnallite et autres sels de potasse et de magnésium, les nombreux sulfates tels que la thénardite, la mirabilite, la célestine, la barytine...
  • les roches phosphatées
  • les roches ferrugineuses
  • les roches glauconieuses
  • les roches alumineuses, dont les bauxites...

La difficulté de ce type de classement mixte réside dans le fait qu'il existe des roches silico-argilo-carbonatées d'origine détritique et biochimique à la fois. De plus, toutes les formes intermédiaires entre les différents critères de classement se rencontrent dans les affleurements naturels.

Selon leur nature

Un classement minéralogique a minima peut être :

• Les roches siliceuses ;
• Les roches carbonatées ;
• Les argiles ;
• Les roches salines ou évaporites ;
• Les roches carbonées ;
• Les roches phosphatées ;
• Les roches ferrifères.

Du fait de leur formation, les roches sédimentaires se présentent généralement impures et en plusieurs couches.

L'affleurement des roches sédimentaires

Les roches sédimentaires sont portées en surface dans le cadre des grands mouvements tectoniques qui affectent l'écorce terrestre. Le choc des plaques continentales a entraîné l'émergence des fonds marins, qui apparaissent, aujourd'hui, sous forme de bassins ou de formations d'altitude.

Lors de ces mouvements tectoniques, ces roches ont pu être soumises, localement, à des pressions très fortes et à de très hautes températures. Il en est résulté une transformation de ces roches en roches métamorphiques. Les calcaires se métamorphisent en marbres et les argiles en schistes, voire en gneiss.

Les régions sédimentaires sont riches en ressources minérales, en particulier en charbon, pétrole et fer. Le charbon formé par décomposition de forêts au fond des marécages et le pétrole formé de vies marines ensevelies au fond des mers, et certains minerais de fer formés par précipitation en présence d’oxygène, sont généralement piégés entre des couches d'argiles ou de calcaires.

Notes et références

1. ↑ L'usage du pluriel s'explique par la grandfe variété des roches sédimentaires. Le singulier "roche sédimentaire" reste une entrée classique des dictionnaires encyclopédiques, pour ne citer que celle du Larousse
2. ↑ Ces roches résiduelles sont par exemple les latérites (ex : alumino-ferrugineuses, magnésifères, phosphatées), les argiles résiduelles, les paléosols, roches exogènes formées en un lieu donné . Elles se forment à partir des éléments en solution que les eaux ont prélevés à des roches préexistantes. Lors d'une altération chimique très forte d'une roche préexistante, la majorité des constituants sont solubilisés mais il reste une phase très peu soluble qui précipite in situ.

Bibliographie

• Alain Foucault et Jean-François Raoult, Dictionnaire de géologie, Paris, Dunod,‎ 2010 (réimpr. 1984, 1988, 1995, 2000, 2005), 7^e éd. (1^re éd. 1980), 388 p. (ISBN 978-2-10-054778-4), p. 315 – 316.
• André Jauzein, article sur les « Roches (Classification) - Roches sédimentaires », Encyclopædia Universalis, 2001, 7 pages. introduction en ligne
• Georges Millot, Relations entre la constitution et la genèse des roches sédimentaires argileuses, L'Association des Ingénieurs Géologues. Bulletin. Géologie appliquée et prospection minière; Volume 2, Université de Nancy, ÉEcole Nationale Supérieure de Géologie Appliquée et de Prospection Minière, 1949, 351 pages.

Voir aussi

Articles connexes

• Sédiment
• Sédimentologie
• Pétrologie
• Pétrologie sédimentaire
• Déodat Gratet de Dolomieu

Liens externes

• Les matériaux sur l'emblématique site québecois planète Terre ou plus directement le chapitre sur les roches sédimentaires
• Classification granulométrique et texturale des roches sédimentaires
• Introduction à la sédimentologie
• Une initiation scolaire aux roches sédimentaires : origine, définition et caractéristiques, dans le cadre des Olympiades Sciences de la Terre
• Travaux pratiques de pétrologie sédimentaire, Laboratoire de géologie de Lyon
• Cours de sédimentologie de l'université de Picardie
• Éléments de sédimentologie et de pétrologie sédimentaire, université de Liège
• Une introduction aux processus sédimentaires, université de Liège, département de géologie
• Module de sédimentologie du département géologie de la faculté de sciences Semlalia de Marrakech
• Une initiation illustrée aux roches sédimentaires
• Classification des roches siliciclastiques
• Liste des roches sédimentaires de la célèbre Lithothèque de Marseille

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