Enfouis sous des kilomètres de couches, sables et boues deviennent grès, argilites, calcaires… et parfois pétrole.
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Diagenèse et roches sédimentaires
Module III : L’éducation à l’environnement et au développement durableSéquence 12 : Le phénomène d’altération des roches et ses conséquencesSéance 68 : Diagenèse et roches sédimentaires
💡 Idée principale : la diagenèse est l’ensemble des transformations qui changent un sédiment meuble en roche sédimentaire cohérente, sous l’effet de l’enfouissement : compaction (l’eau est chassée), cimentation (un ciment soude les grains) et recristallisation. Selon leur origine, on distingue les roches sédimentaires détritiques, chimiques et biochimiques.
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Étapes résumées
Les sédiments s’accumulent et s’enfouissent : pression et température augmentent.
Compaction : les grains se tassent, l’eau est expulsée, la porosité diminue.
Cimentation : des minéraux (calcite, silice, oxydes de fer) précipitent entre les grains.
Au Cameroun : calcaire de Figuil (ciment), pétrole du Rio del Rey et du bassin de Douala, grès de la Bénoué.
Situation problème
Lors d’une sortie à Garoua, les élèves ramassent sur la berge de la Bénoué un sable qui s’écoule entre les doigts, puis, dans une colline voisine, une roche faite des mêmes grains mais si dure qu’il faut un marteau pour la casser. Le guide explique que cette roche, un grès, « était autrefois un sable comme celui de la rivière ».
Consignes :
Relève les deux matériaux observés.
Comment un sable meuble peut-il devenir une roche dure ?
Cite d’autres roches formées à partir de sédiments.
le problèmela rochele sable
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Compétence visée
Établir la chronologie des événements géologiques d’une région en identifiant les roches sédimentaires et leur mode de formation.
Objectifs de la leçon
Définir et expliquer la diagenèse.
Classer les roches sédimentaires selon leur origine.
Relier quelques roches sédimentaires du Cameroun à leur utilisation.
La diagenèse
Activité 1 : du sable au grès
Le document 1 montre, vu au microscope, l’évolution d’un sable au cours de son enfouissement.
Document 1 : les étapes de la diagenèse d’un sable.
Comment évolue l’espace entre les grains ?
Quel est le rôle du ciment ?
Ce qu’il faut comprendre : au moment du dépôt, les grains sont libres et l’eau occupe les espaces (pores). Sous le poids des couches qui s’accumulent, les grains se rapprochent et l’eau est chassée : c’est la compaction (déshydratation). Puis des minéraux dissous dans l’eau (calcite, silice, oxydes de fer) précipitent dans les pores et soudent les grains : c’est la cimentation. Le sable meuble devient un grès cohérent.
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1. Diagenèse
ensemble des transformations physiques et chimiques qui changent un sédiment meuble en roche sédimentaire cohérente, à faible profondeur et à température modérée (moins de 200 °C environ).
Les facteurs de la diagenèse
1
L’enfouissement
Les couches s’empilent sur des centaines de mètres : la pression augmente.
2
La température
Elle augmente d’environ 30 °C par kilomètre de profondeur.
3
L’eau
Elle circule entre les grains, dissout et redépose des minéraux.
4
Le temps
Des milliers à des millions d’années.
Les grandes familles de roches sédimentaires
2. Classification des roches sédimentaires
Document 2 : les trois grandes familles et leurs principaux représentants.
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3. Reconnaître quelques roches sédimentaires
Roche
Origine
Test simple
Grès
sable cimenté (détritique)
rugueux, raye le verre (quartz)
Argile / argilite
particules fines (détritique)
happe la langue, plastique quand mouillée
Calcaire
biochimique ou chimique
effervescence avec l’acide chlorhydrique dilué
Sel gemme
évaporite (chimique)
goût salé, soluble dans l’eau
Charbon
débris végétaux (organique)
noir, léger, brûle
Le charbon et le pétrole, des roches particulières
Deux roches combustibles
Le charbon
Débris de végétaux accumulés dans des marécages, enfouis à l’abri de l’air : tourbe → lignite → houille → anthracite, de plus en plus riche en carbone.
≠
Le pétrole
Plancton déposé au fond des mers, transformé en roche mère puis en hydrocarbures par la chaleur ; le pétrole migre et s’accumule dans une roche réservoir poreuse (grès) sous une couverture imperméable.
les rochesles fumées industriellesles combustions
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Les roches sédimentaires dans l’économie du Cameroun
Calcaire de Figuil : fabrication du ciment et de la chaux.
Pétrole et gaz : bassin du Rio del Rey et bassin de Douala/Kribi-Campo.
Argiles : briques et tuiles (Mission de promotion des matériaux locaux), poteries.
Sables et graviers des rivières : construction (à exploiter sans détruire les berges).
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
La diagenèse transforme un sédiment meuble en roche sédimentaire cohérente.
Ses étapes sont la compaction (eau chassée) et la cimentation (grains soudés), avec recristallisations.
Le calcaire fait effervescence avec l’acide chlorhydrique dilué.
je retiensle cortexla géologie
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Vocabulaire à connaître
Diagenèsetransformation d’un sédiment en roche sédimentaire.Compactiontassement des sédiments avec expulsion de l’eau.Cimentminéral qui soude les grains entre eux.Porositéproportion de vides dans une roche.Roche réservoirroche poreuse qui contient du pétrole ou de l’eau.
Je m’évalue
1. Quelles sont les deux étapes principales de la diagenèse ?
2. Quel test permet de reconnaître un calcaire ?
3. Quelle roche se forme à partir d’un sable ?
4. De quoi est formé le charbon ?
Réponses : compaction et cimentation · effervescence à l’acide chlorhydrique · le grès · de débris végétaux transformés. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisles stratesles couches de roches
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Erreurs fréquentes
Confondre diagenèse (faible profondeur) et métamorphisme (grande profondeur, forte température).
Croire que l’argile et le grès ont la même origine que le sel : ce sont des roches détritiques.
Penser que le pétrole se trouve dans des « lacs souterrains » : il imprègne les pores d’une roche.
Méthode
Pour identifier une roche sédimentaire : observe la taille des grains (visibles ou non), teste la dureté (raye-t-elle le verre ?), fais le test à l’acide (effervescence = calcaire), cherche des fossiles, puis classe-la (détritique, chimique, biochimique).
Activité d’intégration
La cimenterie de Figuil, dans le Nord, exploite une carrière de calcaire. Les ouvriers y trouvent parfois des coquilles fossiles. Plus au sud, une société de forage pétrolier au large de Limbé traverse successivement des argiles, des grès imprégnés d’huile puis encore des argiles.
Indique l’origine probable du calcaire de Figuil et justifie.
Explique le rôle de chacune des couches traversées par le forage.
Explique pourquoi on ne trouve pas de pétrole dans un granite.