5 Diagrammes des roches sédimentaires

Rhododendrites/Wikimedia Commons/CC BY 4.0

Les roches sédimentaires clastiques, autres que le calcaire, peuvent être classées sur la base de leur mélange de granulométries, comme le précise l’échelle de Wentworth. Les diagrammes montrent comment les roches sédimentaires sont formées et les matériaux qui les ont créées.

Conglomérat, Grès et Mudstone

Diagrammes de classification des roches sédimentaires.

Ce diagramme permet de classer les roches sédimentaires en fonction du mélange des granulométries qu’elles contiennent. Seuls trois grades sont utilisés :

1. Le sable est compris entre 1/16 de millimètre et 2 mm.
2. La boue est tout ce qui est plus petit que le sable et comprend le limon et l’argile de la taille de l’échelle de Wentworth.
3. Le gravier est tout ce qui est plus grand que le sable et comprend des granules, des cailloux, des galets et des blocs à l’échelle de Wentworth.

Tout d’abord, la roche est désagrégée, généralement à l’aide d’acide pour dissoudre le ciment qui maintient les grains ensemble. Le DMSO, les ultrasons et d’autres méthodes sont également utilisés. Le sédiment est ensuite tamisé à l’aide d’un ensemble de tamis gradués pour en déterminer les différentes tailles, et les différentes fractions sont pesées. Si le ciment ne peut pas être enlevé, la roche est examinée au microscope en fines sections et les fractions sont estimées par surface au lieu du poids. Dans ce cas, la fraction de ciment est soustraite du total et les trois fractions de sédiments sont recalculées de manière à ce que leur somme soit égale à 100 – c’est-à-dire qu’elles sont normalisées. Par exemple, si les nombres gravier/sable/boue/matrice sont 20/60/10/10, le gravier/sable/boue se normalise à 22/67/11. Une fois les pourcentages déterminés, l’utilisation du diagramme est simple :

1. Tracez une ligne horizontale sur le diagramme ternaire pour marquer la valeur du gravier, zéro en bas et 100 en haut. Mesurez le long d’un des côtés, puis tracez une ligne horizontale à cet endroit.
2. Faites de même pour le sable (de gauche à droite le long du fond). Ce sera une ligne parallèle au côté gauche.
3. Le point où les lignes de gravier et de sable se rencontrent est votre roche. Lisez son nom dans le champ du diagramme. Naturellement, le numéro utilisé pour la boue sera également là.
4. Remarquez que les lignes qui s’étendent en éventail vers le bas à partir du sommet du gravier sont basées sur les valeurs, exprimées en pourcentage, de l’expression boue/sable et boue, ce qui signifie que chaque point de la ligne, quelle que soit la teneur en gravier, présente les mêmes proportions de sable par rapport à la boue. Vous pouvez aussi calculer la position de votre roche de cette façon.

Il suffit de très peu de gravier pour rendre une roche « conglomératique ». Si vous ramassez une roche et que vous voyez un claste de gravier, c’est suffisant pour l’appeler conglomératique. Et notez que le conglomérat a un seuil de 30 %. En pratique, il suffit de quelques gros grains.

Grès et argiles

Diagrammes de classification des roches sédimentaires.

Les roches contenant moins de 5 % de gravier peuvent être classées en fonction de la taille des grains (sur l’échelle de Wentworth) à l’aide de ce diagramme.

Ce diagramme, basé sur la classification Folk des sédiments, est utilisé pour classer les grès et les mudstones selon le mélange de granulométries qui les composent. En supposant que moins de 5 % de la roche est plus grosse que le sable (gravier), on n’utilise que trois grades :

1. Le sable est compris entre 1/16 mm et 2 mm.
2. Le limon est compris entre 1/16 mm et 1/256 mm.
3. L’argile est plus petite que 1/256 mm.

Le sédiment d’une roche peut être évalué en mesurant quelques centaines de grains choisis au hasard dans un ensemble de fines sections. Si la roche est appropriée – par exemple, si elle est cimentée avec de la calcite facilement soluble – la roche peut être désagrégée en sédiment à l’aide d’acide, de DMSO ou d’ultrasons pour dissoudre le ciment qui maintient les grains ensemble. Le sable est tamisé à l’aide d’un tamis standard. Les fractions de limon et d’argile sont déterminées par leur vitesse de sédimentation dans l’eau. A la maison, un simple test à l’aide d’un bocal de quarts donnera les proportions des trois fractions.

Utilisez ce diagramme en traçant une ligne horizontale pour indiquer la valeur du sable, puis marquez votre limon pour voir où les deux se croisent.

Ce graphique est lié au graphique précédent pour le gravier/sable/boue : la ligne centrale de ce graphique est la même que la ligne inférieure du gravier/sable/boue. Imaginez que vous preniez cette ligne inférieure et que vous l’étendiez en éventail dans ce triangle pour diviser la fraction de boue en limon et en argile.

Diagramme des roches sédimentaires

Diagrammes de classification des roches sédimentaires.

Ce diagramme est basé sur la minéralogie des grains de sable ou de taille supérieure (sur l’échelle de Wentworth). La matrice à grains plus fins est ignorée. Les lithiques sont des fragments de roche.

Diagramme de provenance de la FTQ

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Ce diagramme permet d’interpréter les ingrédients du grès en fonction de l’arrangement plat-tectonique des roches qui ont produit le sable. Q est le quartz, F est le feldspath et L est la roche lithique (fragments de roche qui ne sont pas décomposés en grains mono-minéraux).

Les noms et les dimensions des champs de ce diagramme ont été spécifiés par William Dickinson et ses collègues dans un bulletin de la GSA de 1983 sur la base de centaines de grès différents en Amérique du Nord. Pour autant que je sache, ce diagramme n’a pas changé depuis lors. C’est un outil essentiel pour l’étude de la provenance des sédiments.

Ce diagramme fonctionne mieux pour les sédiments qui n’ont pas beaucoup de grains de quartz qui sont en fait du chert ou de la quartzite, parce que ceux-ci doivent être considérés comme lithiques au lieu de quartz. Pour ces roches, le diagramme QmFLt fonctionne mieux.

Diagramme de provenance de la QmFLt

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Ce diagramme est utilisé comme le diagramme QFL, mais il est conçu pour les études de provenance des grès qui contiennent beaucoup de grains de chert ou de quartz polycristallin (quartzite). Qm est le quartz monocristallin, F est le feldspath et Lt est la lithique totale.

Comme le diagramme de la FTQ, ce graphique ternaire utilise les spécifications publiées en 1983 par Dickinson. En attribuant le quartz lithique à la catégorie des lithiques, ce diagramme permet de distinguer plus facilement les sédiments provenant des roches recyclées des chaînes de montagnes.

Source

Dickinson, William R. « Provenance des grès du Phanérozoïque nord-américain par rapport au cadre tectonique ». GSA Bulletin, L. Sue Beard, G. Robert Brakenridge, et autres, Volume 94, Numéro 2, GeoScienceWorld, février 1983.