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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Rappel : différentes roches sédimentaires
2 / 31Roches évaporitiques
N
Roches sédimentaires
Roches carbonatéescalcaires
Roches siliceusesdiatomite
Roches carbonéescharbon, pétrole
Roches évaporitiqueshalite, gypse
Roches détritiquesconglomérats, grès
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
1. Introduction
2. Classification
3. Environnements de dépôts
4. Ressources naturelles
3 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Ressources
Ressource
Matière première ou source d’énergie naturelle permettantde subvenir aux besoins d’organisme vivant
4 / 31Roches évaporitiques
N
Ressources géologiques
Minérales
CarbonatéesDétritiques
SiO42- CO3
2-
Granulat constructionciments
Organiques
Évaporites
SO42-
Plâtre
Carbonées
CH4,CnH2nOn
Gaz Charbon Pétrole
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Ressources
Ressource
Matière première ou source d’énergie naturelle permettantde subvenir aux besoins d’organisme vivant
4 / 31Roches évaporitiques
N
Ressources géologiques
Minérales
CarbonatéesDétritiques
SiO42- CO3
2-
Granulat constructionciments
Organiques
Évaporites
SO42-
Plâtre
Carbonées
CH4,CnH2nOn
Gaz Charbon Pétrole
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Définition, applications
Évaporites
Ï sédiments résultant de l’évaporation de l’eau et de laprécipitation des sels qui y sont dissous.
Ï minéraux principaux : gypse, anhydrite, sylvite, halite
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N
évaporation
overflow
évaporation
évaporites
évaporites
Précipitations
Ruissellement
infiltrations
+ rivières
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Définition, applications
Évaporites
Ï sédiments résultant de l’évaporation de l’eau et de laprécipitation des sels qui y sont dissous.
Ï minéraux principaux : gypse, anhydrite, sylvite, halite
Ï Grande importance économique
toit imperméable des plus grands gisements pétroliers du monde stockage sous-terrain d’hydrocarbures, gypse : exploité pour produire le plâtre halite : salage des routes, alimentation animale, base de l’industrie
chimique des produits chlorés sylvite : engrais
5 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Représentation
Ï observation du Précambrien jusqu’à aujourd’hui
Ï répartition spatiale et temporelle inégale :
bien représentées au Cambrien, Permien et Trias présente surtout en climat aride/semi-aride : entre 10 et 30° de
latitude (ceinture tropicale des hautes pression), dans conditions defroid extrême avec précipitations limitées (cf étang le plus salé dumonde en Antarctique)
Ï deux grands types :
évaporites continentales évaporites marines
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N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
1. Introduction
2. Classification
3. Environnements de dépôts
4. Ressources naturelles
7 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Formation des évaporites
Ï Évaporation progressive d’une colonne d’eau de mer
50% : précipitation des carbonates (calcite, dolomite) 35% : eau de mer devient saumure saturée, précipitation du gypse
(CaSO4, 2H2O) puis anhydrite (CaSO4) 10% : précipitation halite (NaCl) puis sylvite (KCl), potasses,
borates ∼0% : nitrates
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Différentes évaporites
Gypse (CaSO4, 2H2O)
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N
Gypse en fer de lanceGypse en pied d’alouette
15 cm
1 m
Gypses massifs et nodulairesGypse saccharoïde
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Différentes évaporites
Gypse (CaSO4, 2H2O)
9 / 31Roches évaporitiques
N
Gypse laminé, Oligocène, Catalogne, Espagne
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Différentes évaporites
Anhydrite (CaSO4)
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Différentes évaporites
Halite (NaCl)
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Différentes évaporites
Sylvite (KCl)
12 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
1. Introduction
2. Classification
3. Environnements de dépôts
4. Ressources naturelles
13 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Différents environnements de dépôts desévaporites
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N
continental marin
Grands bassins évaporitiques sous niveau eustatiqueBassins évaporitiques peu profonds
SalarsLacs intra-montagneux
Playacônes alluviaux
Plate-forme(carbonatée)
Salina
Bassinrestreint
Bassin profondasséché
0
seuil
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites continentales
Ï dépôts de lacs endorhéiques en climat aride ou semi-aride
Ï minéralogie variable (fonction de la géologie régionale)
Ï répartition horizontale concentrique fonction du degré de solubilité(plus solubles au centre)
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N
Modèle de bassin ferméœil de boeuf
carbonates
gypse + anhydrite
halite
sels depotasse
100 %30 %
10%
6%
évaporationVolume des saumures
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Répartition des évaporites continentales
Lacs salins = playa ou salar
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites continentales
Exemple du salar d’Uyuni (Bolivie)
Ï bassin évaporitique actuel majeur
10 085 km2, 3653 m d’altitude, bassin fermé quaternaire (paléolac), 120 m d’évaporites, 11 lits.
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites continentales
Exemple du salar d’Uyuni (Bolivie)
Ï bassin fermé
Ï évaporation > précipitations
Ï sources naturelles de sels
embruns marins dissolution d’évaporites anciennes
(Tertiaire) dissolution de carbonates et de silicates
(HCO−3
, Na+, K+, Ca2+, Mg2+) hydrothermalisme
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites continentales
Exemple du salar d’Uyuni (Bolivie)
19 / 31Roches évaporitiques
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines
Ï Bassins peu profonds (sebkhas, sabkhas, sebkhras)
subsidence tectonique ⇒ accumulation de sel cristallisé sur degrandes épaisseurs
20 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines
Ï Bassins peu profonds (sebkhas, sabkhas, sebkhras)
subsidence tectonique ⇒ accumulation de sel cristallisé sur degrandes épaisseurs
Ï Bassins profonds à faible recouvrement d’eau
isolés de l’océan par un seuil élevé + venues d’eau épisodiques
20 / 31Roches évaporitiques
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines
Ï Bassins peu profonds (sebkhas, sabkhas, sebkhras)
subsidence tectonique ⇒ accumulation de sel cristallisé sur degrandes épaisseurs
Ï Bassins profonds à faible recouvrement d’eau
isolés de l’océan par un seuil élevé + venues d’eau épisodiques
Ï Bassins profond d’eau profonde
évaporation intense ⇒ sursaturation des eaux et cristallisation dessels qui s’accumulent sur le fond marin.
dépôts réguliers s’étendant sur de grandes distances.
20 / 31Roches évaporitiques
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines
Ï Bassins peu profonds (sebkhas, sabkhas, sebkhras)
subsidence tectonique ⇒ accumulation de sel cristallisé sur degrandes épaisseurs
Ï Bassins profonds à faible recouvrement d’eau
isolés de l’océan par un seuil élevé + venues d’eau épisodiques
Ï Bassins profond d’eau profonde
évaporation intense ⇒ sursaturation des eaux et cristallisation dessels qui s’accumulent sur le fond marin.
dépôts réguliers s’étendant sur de grandes distances.
20 / 31Roches évaporitiques
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carbonates
gypse
+
anhydrite
halitesels depotasse
augmentation de la salinité
eaude
mer
évaporation
Modèle de bassinmarin à seuil
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines : bassins peu profonds
Exemple du Golfe Persique
Ï plaines côtières développées le long de zones continentales arides,siège d’une intense évaporation
Ï sebkhas = systèmes hydrologiques complexes avec recharge due
aux inondations marines périodiques, aux apports souterrains à partir de la nappe phréatique marine
21 / 31Roches évaporitiques
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines : bassins peu profonds
Exemple du Golfe Persique
Ï plaines côtières développées le long de zones continentales arides,siège d’une intense évaporation
Ï sebkhas = systèmes hydrologiques complexes avec recharge due
aux inondations marines périodiques, aux apports souterrains à partir de la nappe phréatique marine
21 / 31Roches évaporitiques
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Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines : bassins profonds
Exemple de la crise méssinienne en Méditerranée
Ï Miocène 5.96 à 5.33 MaÏ 106 km3 d’évaporitesÏ 1600 m d’épaisseur maximaleÏ événement très court : 640 kyrs !
22 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines : bassins profonds
Exemple de la crise méssinienne en Méditerranée
Origineւ
TectoniqueFermeture de Gibraltar
Surrection de la chaîne Bétique
ց
Climat globalglaciations/déglaciations
Climat localhumide/aride
23 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines : bassins profonds
Exemple de la crise méssinienne en Méditerranée
Origineւ
TectoniqueFermeture de Gibraltar
Surrection de la chaîne Bétique
ց
Climat globalglaciations/déglaciations
Climat localhumide/aride
ConséquencesChute du niveau marin en Méditerranée de près de 1000 m
ւ
Incision profonde des valléesց
Évaporites
23 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines : bassins profonds
Exemple de la crise méssinienne en Méditerranée
Origineւ
TectoniqueFermeture de Gibraltar
Surrection de la chaîne Bétique
ց
Climat globalglaciations/déglaciations
Climat localhumide/aride
ConséquencesChute du niveau marin en Méditerranée de près de 1000 m
ւ
Incision profonde des valléesց
Évaporites
23 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites marines : bassins profonds
Exemple de la crise méssinienne en Méditerranée
Origineւ
TectoniqueFermeture de Gibraltar
Surrection de la chaîne Bétique
ց
Climat globalglaciations/déglaciations
Climat localhumide/aride
ConséquencesChute du niveau marin en Méditerranée de près de 1000 m
ւ
Incision profonde des valléesց
Évaporites
23 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
1. Introduction
2. Classification
3. Environnements de dépôts
4. Ressources naturelles
24 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Salines littorales
Ï exploitation du sel actuel
Salins du Midi à Aigues Mortes = bassins évaporitiques artificiels. On modifie le niveau de base (digues, vannes...) pour alimenter les
bassins entre chaque phase d’évaporation. Exploitation du sel (Chlorure de sodium) actuel (alimentation)
25 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Salar de Uyuni
Ï exploitation des sels de lithium
lacs de l’altiplano = séries de lacs séparés par des seuils ⇒
remplissage et évaporations au grès des périodes humides/arides précipitation d’évaporites = recueil des lessivats de socle et
d’évaporites anciennes ⇒ Concentration des ions (Lithium)
26 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites Oligocène de Camargue :Salines de Vauvert
Ï exploitation de sel gemme pour l’industrie
exploitation par forages entre 2500 et 3000 m Injection d’eau dans un puits dissolution du sel ⇒ saumure pompée
par un second puits.
27 / 31Roches évaporitiques
N
NW SE
0km
2
4
6
8
0
2
4
6
8
Vaunage La Jassette PierrefeuAubord Albaron Vaccarès
Nîmes Fault
Crétacé
Benedicto, 1996
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Évaporites Éocène-Oligocène du riftOuest–Européen
Ï potasse d’Alsace
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N
Strasbourg
Lyon
Grenoble
Nice
Mtp
Mar.
Valence
Bresse
Rhine Graben
Camargue
Gulf of Lion
Durance
Molasse B
asin
Valencia Trough
Limagne
Saone
Normal fault
Extension direction
Isopaches of synrift sedimentation
0
1000
2000
4000
3000
100km
Valle-
Penedès
Bar.
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Gypse Paléogène du bassin de Paris
Ï matière première du plâtre
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N
Carrière de Cormeille
Gypse CaSO4, 2H2O
Chauffage à 120°C
Plâtre CaSO4, H2O
H2O
Gâchage
prise H2O
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Bassin évaporitique du fossé bressan (Etrez)
Ï stockage d’hydrocarbures gazeux
création de "poires de dissolution" par injection d’eaux douces
30 / 31Roches évaporitiques
N
Introduction Classification Environnements de dépôts Ressources naturelles
Affleurements
31 / 31Roches évaporitiques
N
Casse déserte
Cargneule