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Chapitre 14
Les environnements sédimentaires Mémoire des systèmes terrestres
Introduction Rappel… • Météorisation: les débris restent sur place. • Érosion: les matériaux (roches, cailloux, sables, limons, argile…) sont exportés. • Transport: les matériaux sont transportés par un agent (gravité, glace, courant fluvial, vent, courants marins, ...). Important: une partie reste sur place et est représentative du moyen de transport Le partie reste sur place et est représentative du moyen de transport. Le milieu de transport est donc aussi un environnement sédimentaire. • Sédimentation: les matériaux sont déposés avant d’être ultimement consolidés et de devenir des roches sédimentaires.
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Introduction Les environnements sédimentaires • Ce sont des milieux où se déposent les sédiments. • Les sédiments ont des caractères (granulométrie, stratification, compaction, déformation, fossiles) propres à leur environnement de dépôt. • Les milieux sédimentaires contiennent des couches successives (des séquences sédimentaires) qui enregistrent les changements séquences sédimentaires) qui enregistrent les changements dynamiques, écologiques ou climatiques. • Souvent, les séquences contiennent des fossiles ou des restes organiques qu’on peut dater par des méthodes relatives ou absolues.
Introduction Schéma des principaux milieux sédimentaires glaciaire lacustre
fluvial
éolien
littoral
Plateau deltaïque q
talus
glacis
Courants de turbidité
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Introduction Les principaux milieux sédimentaires 1‐ Pentes ‐ versants ‐ talus
6‐ Marges glaciaires: ‐ moraines ‐ dépôts fluvio‐glaciaires ‐ dépôts glaciolacustres
2‐ Lits fluviaux 3‐ Deltas
7‐ Milieux éoliens: dunes 4 Lacs 4‐ 8‐ Milieux organiques: tourbières 5‐ Mers ‐ milieu littoral ‐ marges continentales ‐ fonds océaniques
Introduction Quelques définitions • Structures sédimentaires: éléments géométriques particuliers à ll’intérieur intérieur d d’un un dépôt (strates, couches, structures dépôt (strates couches structures entrecroisées, laminaires, ondulées, structure massive, granoclassement, ...). • Figures sédimentaires: éléments de détail des structures sédimentaires (rides, plis, figures de courant, ...) • Faciès sédimentaire: somme des éléments descriptifs, aboutissant à l’aspect particulier d’un dépôt. C’est la somme des résultats de l’environnement sédimentaire.
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1er exemple: L’environnement sédimentaire lacustre
L’environnement sédimentaire lacustre
• Les caractéristiques d’un lac varient selon le climat, l’apport des cours d’eau, la géologie, de la végétation riveraine et de l’activité biologique. • Plus profond au centre que sur les bordures ; lac oligotrophe ; glaciaire.
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L’environnement sédimentaire lacustre La sédimentation dans les lacs
• Sédimentation deltaïque aux embouchures, sédimentation pélagique, courant de turbidité, thermocline, hydrodynamisme. • La sédimentation lacustre dépend fortement de la localisation des deltas.
L’environnement sédimentaire lacustre La sédimentation dans les lacs
http://www.u‐picardie.fr/~beaucham/cours‐sed/sed‐5.htm
• Aux embouchures: sédiments fins (silt et sables fins) ; présence de chenaux. Dépend de l’hydrodynamisme du cours d’eau • Sur les pentes et le fond: dépôts très fins (argiles) souvent laminés avec lits de sables provenant des courants de turbidité ; possibilité de varves.
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L’environnement sédimentaire lacustre La sédimentation dans les lacs
• Plus épais de sédiment quaternaires là où c’est plus profond (surcreusement glaciaire) • Sédiments fins laminés avec lits de sable • Fond plat • Profil sismique
L’environnement sédimentaire lacustre Le lac du Bourget
Carte bathymétrique Projet de maitrise de Grégoire Ledoux
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L’environnement sédimentaire lacustre Le lac du Bourget
Profil sismique
Projet de maitrise de Grégoire Ledoux
L’environnement sédimentaire lacustre
Lœss (sédiment d’origine éolienne)
Sédiments glacio‐lacustres (varves)
Saint‐Hedwidge‐de‐Roberval
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L’environnement sédimentaire lacustre
Varves du lac glaciaire Ojibway, Abitibi
L’environnement sédimentaire lacustre Pris d’une carotte de sédiment dans un lac
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L’environnement sédimentaire lacustre La paléolimnologie / les diatomées
L’environnement sédimentaire lacustre La paléolimnologie – les diatomées
Chaque espèce de diatomée reflète les conditions du milieu dans lequel elle vivait.
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2ème exemple: L’environnement sédimentaire éolien
Dunes: sable Lœss: sable très fin et silt
L’environnement sédimentaire éolien Modes de transport éolien
• Zone source: prise en charge par le vent Z i h l t • Déplacement: ‐ lent : via les rides de sables/creep (roulement, traction) ‐ rapide : par petits bonds successifs (saltation) • L’impact d’un grain de sable au sol peut engendrer la mise en suspension des grains frappés qui sont ensuite pris en charge par le vent
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L’environnement sédimentaire éolien Le déplacement d’une dune
Une dune est active si elle n’est pas fixée par la végétation : elle avance.
L’environnement sédimentaire éolien Asymétrie et sens du vent
Dune barkhane Crête, pente douce (face au vent), pente raide (face sous le vent), surface de glissement, migration.
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L’environnement sédimentaire éolien Les différents types de dunes : dune barkhane
Souvent isolée, forme en croissant, peut se former à partir d’un buisson, d’un bloc, …, pente raide concave, lorsque la dune atteint une certaine taille, elle se déplace dans le sens du vent (m/an), les bras migrent plus rapidement que le corps central.
L’environnement sédimentaire éolien Structure interne d’une dune barkhane
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L’environnement sédimentaire éolien Les différents types de dunes: les dunes transversales
arbres
Champ de dunes, perpendiculaires au sens du vent, rarement rectilignes, région riche en sable, peu de végétation, prend parfois la forme barkhane
L’environnement sédimentaire éolien Les différents types de dunes : dune longitudinale
Champ de dunes, crêtes longues et rectilignes, parallèles aux vents dominants, vents puissants et sable abondant.
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L’environnement sédimentaire éolien Les différents types de dunes : dune en étoile
Forme complexe résultant de la convergence de plusieurs rides + ou ‐ rectilignes ; point de rencontre de vents convergents ; chaque branche évolue séparément.
L’environnement sédimentaire éolien
Ondulations centimétriques, asymétriques, les rides sont un moyen de transport des grains
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L’environnement sédimentaire éolien
Great Sand dune monument, Colorado, U.S.A. Dune en étoile
L’environnement sédimentaire éolien L’érosion éolienne
Ventifact: roche polie et faconnée par l’abrasion éolienne
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L’environnement sédimentaire éolien L’érosion éolienne
Dallage de blocs et cailloux (lag)
L’environnement sédimentaire éolien L’érosion éolienne
Aire de déflation dans une dune côtière (parabolique)
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L’environnement sédimentaire éolien
Tempête de poussière
L’environnement sédimentaire éolien
Poussière éolienne transportée en haute altitude du Sahara au‐dessus de l’Atlantique (image par satellite).
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L’environnement sédimentaire éolien
Accumulation de lœss Lœss: dépôt d’origine éolienne ; argile, silt et sable fin ; surtout dans région froide (périglaciaire)
L’environnement sédimentaire éolien
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Source du lœss: érosion éolienne du sandur en eaux basses
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L’environnement sédimentaire éolien L’étude du loess en paéloclimatologie
Courbe d’accumulation du loess datée au C‐14
Identification des périodes venteuses et des périodes humides
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