GEOLOGIE pour l’ingénieur

géosphère ∩

atmosphère +

biosphèreOH ou ,nH2O

O lié

Si silicateC carbonateS sulfates

Hydrogène Oxygène et eau liés au minéral

Hydrogène, Oxygène et Eau libres O2, H2, H2O, CO2, CH4

Température

Pression

Troposphère 12 à 18kmCroûte terrestre océan/continent 0-10/10-70 km

1.0 GPa à 33 km 30 MPa/km 1 Atm = 10m d’eau = 98 Pa 90% masse atmosphère

800-1200 °C 20-120°C/km 13°C -50°C

Eruptives VolcaniquesEruptives plutoniques

SédimentairesMétamorphiques 3 Types de roches

A- La valse sédimentaire

3 Mécanismes atmosphériques

Ils controlent l’altération et le taux d’érosion. Région de montagnes à soulèvement actif DH fort / haut niveau d’énergie = érosion rapide / potentiel d’altération minimum Régions planes (niveau de base local) DH faible / bas niveau d’énergie = érosion lente / potentiel d’altération maximum

Process sédimentaire Contribution Géosphère contribution Atmo-Biosphères

E.g., si seuls des grès sont exposés à l’érosion dans la région source, le sédiment dérivé sera une roche riche en quartz

Gravitation : éboulements, transports en masseGlacier : aucun tri, toutes tailles, stries de glissement

Vent : taille maximum = sables éoliens, grains ronds mat Cours d’Eau : torrent, rivière, fleuveDestruction sélective de certains minéraux

Tri sélectif par la forme et par la taille des éléments

more selective sorting, alteration. Mixing of rocks from different sources.

solution

(argiles, silts, sables)

(anions cations)

(sables, graviers, galets, blocs)

Morphologie du bassinMultiplicité des contributeurs,pH, T°, P (Profondeur), Biosphère, …

tris sélectifs, mélanges, modifications de spéciation, précipitation…

Erosion (mécanique = DT°, gel dégel, sel, g)Éclatement de blocsSéparation des grains

Altération (chimique) hydrolyseSilicates (T,P)H Silicate (T,P)ord + ions

Roche sédimentaire Contribution Géosphère contribution Atmo-Biosphères

Eléments minéraux Roches / Rocks . Eléments organiques

Classe Nom / Name taille (mm)

Rudites

Rochers Boulders >256Ciment:

siliceux

, argileu

x, calcaire

Conglomérat, Brèche

Détritique

Conglomerate, Breccia Blocs Cobbles 64 – 256Galets cailloux Pebbles 16 – 64

Graviers Gravels 2-16 microC, microB microC, microB

Arénites

Sables : Fin*, Moyen*, Grossier*

Quartz Feldspath Micas

Sands F*0.0625-0.2 M* 0.2-0.65

G* 0.65-2Grès, Arkose, Arenite

Sandstone, Arkose

Wackes

Lutites

Silts, limons Silts 0.002 – 0.0625 Pélite, Siltite Siltstone (massif)

Argiles Clays <0.002 Pélite, Argilite Clay (plastique), Mudstone (agrégats) Shale . (clivable)

Marne Marl

Calcaires

Biogénique

Limestone Squelette carbonaté (coquilles, récifs…) Voile algaire (produit du metabolisme)

Phosphate Phosphate Squelette animaux et dents, déjections (aviaires, chauves-souris)

Lignite, Charbon, Lignite, Coal végétaux

Roches mères, Schistes bitumineux, hydrocarbures

Black shales, kerogene-rocks, oil Matière organique végétal e & animale

Gypse, halite, Epsomite, Sylvinite

Evaporite

Gypsum, halite, Epsomite, Sylvite

de dépôt Roches sédimentaires construites

de précipitation

D’altérationd’altération 1) Altérites latérites2) détritique grossier

3) détritique fin

4) Biogéniques5) Biogénique6) évaporite

1- Roches Latéritiques

2a) Formations fines (distales)

limons et argiles

Formations altérites(in situ)

argiles et hydroxydes d’Al et de Fe

Aller à http://www.argiles.fr/donneesCarte.asp?DPT=13

Rendez-vous 5° 20’ 57.5 ’’E / 43°21’38.9 ’’N Géoportail Infoterre

Rendez-vous 4° 47’ 56.9’’E / 43°43’57.1’’N Géoportail Infoterre

2- Roches détritiques

4 [Si3 Al O8] K feldspath[Si4 O10] Al4 (OH)8 kaolinite 4 Al(OH)3 gibbsite

[Si4 O10] Ni6 (OH)8 népouiteNi(OH)2 théophrasite

Formations morainiquesRendez-vous 5° 29’ 54’’E / 45°19’20 ’’N

Géoportail Infoterre

2- Roches détritiques (fin)

Lire p1 http://sage.loire.fr/upload/docs/application/pdf/geomorphologie.pdf

Formations alluviales galets-sables et argiles

Rendez-vous 5° 14’ 45.9’’E / 43°44’5’’N Géoportail

2c) Formations Grossières(proximale)Mal triées

2b) Formation Moyennes à fines

3- Roches BiogéniquesCALCAIRES

3a) calcaires construits(Formations Récifales)

Rendez-vous 22° 16’ S / 166° 27’ E Nouméa Google earth21° 08’ S / 149° 11’ Mackay, Queensland, Australie

Mudstone < 10% grains dans une boue de calcaire fin (= micrite)

Wackestone >10% grains, non jointifs dispersés dans une boue de calcaire fin

Floatstone id. , organismes non jointifs dispersés dans une boue de calcaire fin

Packstone Les grains sont jointifs et servent de trame piégeant la boue de calcaire fin

Rudstone id. , mais grossier à grains > 2 mm.

Grainstone calcaire à grains jointifs, dans une boue de calcaire dont une partie au moins (= sparite)

Framestone les organismes (coraux, éponges) en position de vie constituent une trame qui piège pour la boue calcaire ou les grains (selon la force des courants)

Bafflestone id. , mais les organismes verticaux forment des cloisons

Bindstone les organisms (algues) encroutent les éléments en cours de dépôt et les lient entre eux.

Crystalline calcaire largement recristallisé (sparite) dont la texture sédimentaire a été efface

https://www2.imperial.ac.uk/earthscienceandengineering/rocklibrary/viewglossrecord.php?Term=dunham%20classification

Conditions de la vieLumière/Profondeur

Qualité de l’eau

Calcite / Dolomie CaCO3 /CaMg(CO3)2

Effervescence HCl 1/10° / à chaud

3b) Calcaires marnes et argiles de dépôt(de la plateforme au bassin)

distance aux continents = Apports potentiels sable, argile

Plate-forme détritiquegrès, marnes

turbidites

Boues des

grands fonds

Plancton CaCO3-SiO2

Le Raid des Terres Noires

Rendez-vous 46° 16’ N / 12° 19’ E Barrage de Vajont, Erto e Casso, Italie Google Earth

Dépôt

3- Roches BiogéniquesCALCAIRES

Tsingy de Bemaraha

Rendez-vous Les grandes platières (Flaine)6° 43’ 20’’ E / 45° 59’ 04’’ N Géoportail

Terrasses en Travertin Pamukkale

Les grandes platières

Lapiez / Lapiaz

Dissolution karstique

Doline

Rendez-vous 27°04’ 13’’ N / 81° 20’ 49.35 O Google EarthTélécharger SubsidenceIncidentReports_2013May6.kmz - size: 693Kb

Ponts de Minerve

Roches BiogéniquesLignites Charbons

et hydrcarbures

Production de lignite dans la mine à ciel ouvert Garzweiler, Cologne

Rendez-vous 50°54’ N / 6° 30’ O Google Earth Garzweiler, Allemagne

HydrocarburesPermis de recherche en demande en France en 2012

Roches évaporitiques

Mer rouge / Lac Assal

Mer d’Aral, Mer morte, Dasht e Kavir

Rendez-vous 11° 40’ N / 42° 25’ E Google earth lac Assal ou 33° 23’ N / 10° 57’ E Google earth sebkha el Melah

Chlorures K et Br : Sylvine Sulfates-Mg: Epsomite Chlorures-Na: Sel gemme, halite Sulfates-Ca: Gypse Bassanite AnhydriteCarbonates: CaCO3, MgCO3, K2CO3

Argiles néoformées

r de la saumure →0

%

pré

cipi

té

→

100 Milieu aride, pas nécessairement chaud

apports en eau < évaporationsursaturation / précipitation

Mers peu ouvertes - fonds de golfes – sebkhas cotières

Bassins endoréiques – sebkhas continentales

Rendez-vous 34° 34’ N / 53° 58’ E Google earth Dasht-e Kavir

Dasht e Lut

34°27’18’’ N / 54°32’20’’ E Dasht-e Kavir34° 38’ 07 ’’ N / 54° 01’ 46’’ E Dasht-e Kavir

Sud-Est (oligocène) Saint-Jean-de-Maurienne (Savoie), Lazer (Hautes Alpes), Mazan (Vaucluse), Auriol (Bouches-du-Rhône) Lantosque (Alpes-Maritimes)

Sud-Ouest (trias, jurassique, oligocène) Pouillon (Landes) Cognac (Charente) Tarascon sur Ariège (Ariège) Portel (Aude) Caresse (Pyrénées-Atlantiques)

Roches évaporitiquesEvaporation de 1000 m d’eau de mer: Carbonates : 0,05 m Gypse : 0,5 m Sel-Na : 12, 0 m Sels-K et Mg : 2,6 m

http://www.gm.univ-montp2.fr/spip/IMG/pdf/BassinsEvaporitiques2011.pdf

Rendez-vous 5° 36’ 26.6 ’’ E / 43°20’58.8 ’’ N

géoportail Infoterre

Région parisienne (éocène) Ciel ouvert Cormeilles-en-Parisis (Val ’Oise) Le Pin – Villeparisis (Seine et Marne) Souterrain Montmorency (Val d’Oise) Bernouille (Seine Saint Denis)

http://www.placoplatre.fr/

Montmorency 800 000 tonnes/an

Gypse en FranceKCl-NaCl en France

Epaisseur théorique des évaporites fournies par l’évaporation de 1000 m d’eau de mer:Carbonates : 0,05 m Gypse : 0,5 m Sel-Na : 12, 0 mSels-K et Mg : 2,6 mhttp://www.museeduplatre.fr

Dasht e Lut

http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/messinien.html

Rendez-vous 5° 36’ 26.6 ’’ E / 43°20’58.8 ’’ N

géoportail Infoterre

B - Le deux-temps éruptif

2 Mécanismes de changement d’état

C - Le miroir métamorphique

Distorstions photographiquesAndré Kertész 1933

1 Mécanisme de transformation solide / solide

Roches métamorphiques Formations de plateforme calcaires marnes (+argiles détritiques)

Rendez-vous 44° 15’ N / 6° 56’ 23’’ E ST Etienne de Tinée Géoportail