Chapitre 1 Réalisation de La Carte [PDF]

Zitiervorschau

MOHAMED EL JROUFE

Med.eljroufe @ gmail.com

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Les phénomènes géologiques externes Quelques notions élémentaires

trilobite

ourssin

Ammonite A partir de ces figures quelles sont les problématiques que pose l’étude des phénomènes géologiques externes ?

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-La géologique ( de geo=terre , logos = sciences) est la science qui s’intéresse à la planète terre Aux roches qui la composent, aux phénomènes internes et externes qui l’affectent, ainsi qu’à son histoire. - les phénomènes géologiques externes comprennent : l’érosion, le transport et la sédimentation qui affectent les roches préexistantes une fois à la surface. Les roches qui en résultent après lithification des sédiments (consolidation et transformation des sédiments en roche) sont les roches sédimentaires Ceci se produit dans des bassins sédimentaires. -les roches sédimentaires se présentent sous forme de strates chaque strate est caractérisée par deux limites le toit et le lit ; par son épaisseur sa couleur et la nature de la roche - les roches sédimentaires portent des informations concernant les anciens phénomènes géologiques (nature d’agent d’érosion de transport, milieu de dépôt …). - l’étude de ces informations a pour but de réaliser la carte paléogéographique du bassin sédimentaire étudié et reconstituer son histoire. Problématiques -quelles sont les techniques d’étude des informations fournies par des sédiments à fin de réaliser la carte paléogéographique d’un bassin sédimentaire ? - quels sont les principes et les moyens utilisés pour reconstruire l’histoire géologique d’un bassin sédimentaire ?

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Réalisation de la carte paléogéographique d’un bassin sédimentaire Rappel Les roches sédimentaires portent des informations concérnant les anciens phénoménes géologiques : l’origine des sediments ; l’agent d’erosion de transport les conditions et milieux de dépôt . Quelles sont les méthodes utilisées pouur l’étude des sediments ? I.

Quelles sont les méthodes d’étude des sédiments ? a) Etude des figures sédimentaires a) Données

Doc 1 Ci-contre un ensemble de figures sédimentaires actuelles et anciennes. Ces figures géométriques se forment lors ou /et après dépôt des sédiments dans un milieu sedimentaire.elles offrent des informations sur la dynamique et les conditions qui régnaient dans chaque milieu sédimentaire. 1-decrivez les différentes figures sédimentaires et déterminez la dynamique et les conditions de la sédimentation de chaque milieu ? 2-déduisez la définition de la figure sédimentaire ?

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1- fig1 :la stratification entrecroisée : figure dans laquelle les sédiments sont déposés d’une façon entrecroisée elle est une caractéristique des dunes éoliennes et témoigne d’un changement périodique de la direction du courant du transport(le vent). -fig 2 : les ripple-marks : ou rides de courant ce sont des oscillations allongées et parallèles et sont perpendiculaire a la direction du courant crées dans les sédiments sableux meubles par les mouvements de la houle et dans certaines conditions éoliennes. Si elles sont symétrique c’est que le courant est bidirectionnel si elles sont asymétrique c’est que le courant est unidirectionnel. -fig 3 :mud cracks :ou fentes de dessiccation ce sont des fissures s’ouvrant a la surfaces des sédiments fins ( argile) qui se dessèchent donc ils offrent 2 informations * ils témoignent que le milieu était aquatique puis se desséche. * leurs présences indiquent le toit de la strate. -fig 4 : terriers liés a l’activité des organismes se sont des perturbations dans des sédiments et sont en général considérés comme indicateurs d’environnements. 2-la figure sédimentaire est une figure géométrique qui s’est formée au moment où après dépôt de sédiment puis seront fossilisés dans la roche. b) Conclusion Les informations obtenues après observation et description des figures sédimentaires permet de déduire la dynamique et les conditions qui régnait dans le milieu sédimentaire. Remarque : Qlque fois cette étude est insuffisante on se réfère alors à des études statistiques. Comment procède-t-on à une étude statistique des constituants d’un sédiment ? 2- Comment on procéde à une étude statistique des constituant d’un sediment ? a- Les composants des sédiments détritiques. Un sédiment est un ensemble constitué de particules plus au moins grosses ou de matières précipitées ayant séparément subit certain transport. Les matériaux des sédiments proviennent de l’érosion de roches antérieures (roches métamorphiques, magmatiques, et même sédimentaires), les géologues ont divisé les constituants des sédiments détritiques selon leur diamètre et ont élaboré une échelle de classification des sédiments

On choisit dans cette étude granulométrique le sable comme exemple de sédiment parce qu’il contient des particules de quartz qui est caractérisé par sa dureté élevée. Comment s’effectue une étude statistique des constituants d’un sédiment ? b- protocole expérimental MOHAMED EL JROUFE

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Matériel expérimental : -Echantillons de sable - acide chlorhydrique -eau oxygénée - colonne de tamisage en Superposant les Tamis de la maille la plus grande en haut (2mm) à la maille la plus fine en bas 0.063mm manipulation -éliminer de l’argile et des limons d’un Echantillon de sable par lavage d’eau - élimination de la matière organique par l’eau oxygénée - élimination du calcaire par l’acide chlorhydrique Après séchage on pèse 100g du sable obtenu (constitué essentiellement de silice) qu’on pose sur le premier tamis et on Tamise en secouant bien la colonne de tamisage pendant 15à 20 mn. Puis on pèse le contenu de chaque tamis qu’on rapporte sur le tableau suivant Diamètre en mm

˃ 8mm

De 8mm à 4mm

De 4mm à 2mm

De 2mm à 1mm

De 1mm à 0.5mm

De 0.5mm à 0.25mm

De 0.25mm à 0.125

De 0.125 ˂0.063 mm à 0.063

% poids

A%

B%

C%

D%

E%

F%

G%

H%

K%

Cumulés%

A

A+B

A+B+C

A+B+C+D A+B+C+D+ A+B+C+ E E+F

A+B+C+ E+F+G

A+B+C+ E+F+G+ H

A+B+C+ E+F+G+ H+K=100%

Poids en g

c) Exploitation des résultats Elle se traduit par la réalisation de l’histogramme de fréquence, la courbe de fréquence, la courbe cumulative et par la détermination de l’indice de classement. 1-réalisation de l’histogramme et la courbe de fréquence ✓ l’axe des abscisses représente les dimensions des grains(dimensions des mailles des tamis) sur une échelle logarithmique d’une manière rétrograde ✓ l’axe des ordonnées le % du poids des grains ✓ Réaliser l’histogramme en dessinant une suite de rectangles, chacun représente une classe de grains ayant un diamètre compris entre 2 tamis successifs, la hauteur de chaque rectangle doit correspondre au pourcentage de la classe qu’il représente ✓ Dessiner la courbe de fréquence en reliant successivement les médianes des rectangles Interprétation :

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L’analyse de la courbe de fréquence permet de tirer des informations sur l’origine du sable étudié (origine, agent de transport, et milieu de sédimentation)

2- réalisation de la courbe cumulative : Afin de caractériser les sables analysés, on trace une courbe cumulative du poids de divers es fractions en additionnant successivement les fractions obtenues. Pour réaliser cette courbe on suit les étapes suivantes : - sur l’axe des abscisses on porte les dimensions des grains - sur l’axe des ordonnées on porte le % cumulé de grains.(0 à 100%).

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Exemple de courbe cumulative

Courbes cumulatives de référence

Exploitation de la courbe obtenue *La courbe cumulative nous permet de retrouver les quartiles Q1 et Q3et la médiane Md : - le quartile Q1 est la valeur du diamètre des grains à 75%de la courbe. - la médiane Md ( Q 2) la valeur du diamètre des grains à 50% de la courbe - le quartile Q3 est la valeur du diamètre des grains à 25% de la courbe. * calculer l’indice de classement de Trask (S0)

Cet indice permet d’apprécier le degré de classement d’un sédiment et de déduire le milieu de dépôt voir tableau Degré de classement de sable S0˂1,23 1,23 ≤S0˂1,41 1,41≤S0˂1,74 1,74≤S0˂2 S 0≥ 2

Sable très bien classé Sable bien classé Sable moyennement classé Sable médiocrement classé Sable très mal classé

*la médiane Md(Q2) permet de donner une idée sur le diamètre des grains de sable étudié ainsi : Md(Q2) Caractéristique des grains de sable étudié Q2˂0.5 Le sable étudié est fin 0.5˂Q2˂1 Le sable étudié est moyen Q2˃1 Sable grossier *comparer la courbe obtenue avec les courbes cumulatives de références de quelques bassins sédimentaires connus à fin de déduire les conditions de transport et de sédimentation.

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d) Exercice d’application

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3- Analyser chaque polygone puis conclure le degré d’homogénéité du sable : Localité A : polygone de fréquence unimodale et se concentre dans les grains de petit calibre c’est un sable fin homogène Localité B : polygone de fréquence unimodale et se concentre dans les grains de petit calibre c’est un sable homogène. Localité C : polygone de fréquence est plurimodale donc le sable étudié est hétérogène et non classé

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3- Etude morphologique des éléments sédimentaires a-remarque Cette étude concerne à déterminer et décrire l’impact des agents de transport sur les éléments sédimentaires (forme et aspect) et comporte 2types : - l’étude morphoscopique des grains de quartz du sable -l’étude morphologique des galets b- étude morphoscopique des grains de quartz Manipulation Laver un échantillon de sable avec : -HCl pour éliminer le calcaire -H2O2pour éliminer la matière organique - laver sous un jet d’eau dans un tamis de 1mm afin d’éliminer la fraction argileuse et ne conserver que les grains de quartz φ≥1mm. On observe par loupe binoculaire 100grains de quartz de sable d’un échantillon étudié (fraction de maille 1mm) et on sélectionne les différentes formes de grains de quartz : RM-EL-NU

Décrivez l’aspect morphologique de chaque type de grains ? En déduire l’agent de transport responsable. Dans chaque étude on calcule leur pourcentage à fin de déterminer l’agent et le mode de transport. N-U non usés E-L émoussés luisant R-M ronds mats Aspect des -grains transparents -grains transparents -aspect terne dont la grains - anguleux aux arêtes Luisants et très arrondis surface montre du micro tranchantes rayures dues aux chocs - très arrondis Modalité et - sable ayant subi un Sable ayant subi un long -sable ayant subi un long dynamisme du transport de faible distance transport par l’eau transport par le vent transport par l’eau grains grains caractérisant un Grains caractérisant un caractérisant sable fluviatile sable marin sable eolien Conclusion D’après les pourcentages calculés on peut déterminer l’agent du transport et le milieu de Sédimentation de sable étudié. Exercice d’application

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1-

2-

3-

c- étude morphologique des galets Galet = bloc rocheux de 20mm à 200mm de diamètre en général de forme arrondie ou aplatie lisse, résultant d’une action mécanique par l’eau le vent ou glacier. Quelles sont les caractéristiques morphologiques des galets propre a chaque milieu ? Galet fluviatile galet marin galet glacier Galet éolien

le degré d’arrondissement est déterminé par la distance et le temps du transport par l’eau

présente des rayures

galet dont les cotes sont lisses

sont aplatis et imbriqués

Remarque Actuellement la sédimentation s’effectue dans des milieux sédimentaires : principe d’actualisme Quels sont les milieux sédimentaires actuels et conditions de sédimentation ?

II.

Conditions de sédimentation dans les milieux sédimentaires actuels 1-rappel

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Après transport les éléments sédimentaires vont se sédimenter dans des milieux de sédimentation : des milieux de sédimentation continentale, des milieux intermédiaires et milieux marin. Question Quel est le mode de transport des éléments sédimentaires et leurs conditions de sédimentation ? 2-principaux milieux de sédimentation continentale et les conditions de sédimentation a- observation

A partir de la figure déterminer les principaux milieux sédimentaires actuels continentaux

Le domaine continental est caractérisé par une diversification de milieux sédimentaires : - milieu fluviatile - milieu lacustre - milieu désertique et glacier Quelles sont les conditions de sédimentation relative à chaque milieu ? b- les conditions de sédimentation dans un milieu fluviatile α-Exercice Le diagramme de Hjulstrom permet de considérer l’attitude des différentes particules de tailles différentes en fonction de la vitesse du courant 1- trouvez la vitesse et la taille des particules au niveau des points 1,2et 3 déduire si elles sont en érosion en transport ou en sédimentation 2- sur le diagramme déterminer le devenir des particules suivantes - de dimension 0.1 mm 90mm - de dimensions inférieures à 0.01 mm 3- on suppose un courant de vitesse constante v=100cm/s déterminer les effets de cette vitesse sur les différentes particules ? - réponse 1- la taille des particules est la même d= 0.9mm MOHAMED EL JROUFE

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V1=80cm/s les particules sont érodées et transportées V2=15cm/s les particules sont en transport V3=0.9cm/s les particules sont en sédimentation (déposées) 2- pour les particules de dimension d=0.1mm à fin de les érodées ont besoin d’une vitesse du courant v˃50cm/s puis seront transporter tant que la vitesse diminue jusqu’à v=0.9cm/s au-dessous de cette vitesse les particules se sédimentent. Pour les particules de tailles 90mm v érosion v≥700cm/s transporter v˃680cm/s sédimentation v≤680cm/s presque une fois éroder et si la vitesse du courant ne reste pas élever elles vont se déposer immédiatement - pour les particules de tailles inferieur a 0.01mm elles nécessitent une vitesse élevée pour les éroder et une fois érodé elles restent en transport sans jamais se sédimentées. 3-a une vitesse constante v=100cm/s cette vitesse est - capable d’éroder et transporter les particules dont la taille entre 0.01 et 8mm - transporter les particules dont la taille entre 8mm et 20mm - pour cette vitesse les particules de taille sup à 8mm vont être sédimentées Conclusion dans un courant d’eau fluviatile les phénomènes érosion ; transport ; sédimentation sont liés à la vitesse du courant et la dimension des particules. β-quelques caractéristiques de sédimentation du milieu fluviatile - le mode de transport des particules

1-Decrivez le mode de transport des particules par un courant fluviatile ? 2- a l’aide d’un schéma comment se répartissent les sédiments fluviatiles depuis l’amant vers l’aval du fleuve.

1- le courant d’eau fluviatile transporte les particules sédimentaires selon plusieurs modalités : - sur le lit du fleuve : par roulement, glissement, saltation - en suspension : comme les particules d’argile - en solution : comme le sel NaCl , Gypse ; KCl….. 2- en allant de l’aval à l’amant d’un courant d’eau et avec la diminution de vitesse on observe sédimentation des sédiments suivant un granoclassement dit horizontale.( de plus grand au plus petit)

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Méandres et conditions de sédimentation

Analysez les figures et déterminez les endroits où il y a érosion et la sédimentation ? Justifiez votre réponse ?

Un méandre est sinuosité très prononcée du cours d’un fleuve ou rivière et présente 2 rives : - rive concave qui est très abrupte et se trouve sur la ligne de plus grande vitesse du courant ainsi elle est soumise à l’érosion. - rive convexe en pente plus au moins inclinée ou il y a dépôt de sédiments car affaiblissement de la vitesse du courant d’eau. - les terrasses alluviales

Analysez les figures et déterminez comment se forme les terrasses alluviales ?

La terrasse alluviale ou terrasse fluviatile est une surface ou zone plane qui se situe sur les versants d’une vallée constituée des sédiments (alluvions) déposés par un cours d’eau a une certaine période. Leur formation est liée a une alternance de période d’érosion et de sédimentation. Δ-conditions de sédimentation des milieux glacier ; lacustre et saharien ❖ - environnement sédimentaire saharien

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Doc 18

Fig 1

Fig 2

Les figures 1 et 2 illustrent 2 paysages caractéristiques du domaine saharien d’après l’analyse des figures déterminez l’agent d’érosion dominant et la modalité de formation de chaque milieu.

Les 2 figures montrent l’action différente du vent dans le domaine saharien ainsi : - la fig 1 montre des éléments détritiques de grande taille ceci est le résultat d’érosion par le vent qui érode et transporte les particules du sable les paysages qui en résulte sont des REGS . - la fig 2 montre des dunes du sable éolien donc sédimentation du sable les paysages sont appelés ERG. ❖ - environnement sédimentaire glacier Doc 19

Fig 1

Fig 2

Fig 3

Les figures montrent successivement un paysage glacier de haute montagne, des dépôts glacier actuel = moraine et une coupe dans la moraine ancienne (Eugène Truta -Muséum de Toulouse) Décrivez la dynamique d’un glacier et les caractéristiques de ses dépôts ?

- En coulant le long d’une vallée le glacier transporte des débris rocheux de différente taille et de nature ainsi il érode et racle les parois et le fond de la vallée. - A l’amant le glacier fond et dépose son contenue rocheux sous forme d’un amas rocheux mal classé appelé Moraine. ❖ - l’environnement sédimentaire lacustre :

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Doc 20

Fig 2

FIg 1

Les fig 1et 2 montrent un type de lac et un schéma explicatif des conditions de sédimentation analysez les figures et déterminez les facteurs influençant la sédimentation dans un environnement lacustre

- les caractéristiques d’un lac varient : le climat (période de sècheresse et pluviale), l’apport des cours d’eau, la géologie, la végétation et l’activité biologique. - Sur l’embouchure la sédimentation est détritique et en relation avec les apports fluviatiles (sables et limons). - Sur les pentes et le fond : des sédiments fins (argile) souvent laminés avec lits de sables provenant de courants de turbidité. - En cas de forte activité de photosynthèse des plantes aquatiques ou de sèchement de lac ceci favorise la sédimentation du calcaire exple calcaire lacustre de fes. 3- environnements sédimentaires intermédiaires La zone intermédiaire est une zone de transition entre les environnements continentaux et marins c’est le cas des deltas , des estuaires et des lagunes. Quelle est la dynamique et condition de sédimentation de chaque milieu ? a- environnement sédimentaire estuaire et delta Doc 21

Fig 1

Fig 2

D’après les fig déterminez la dynamique et conditions de sédimentation dans les deltas et estuaires

-Estuaire est une embouchure d’un cours d’eau dans la mer, dans ce cas le fleuve apporte peu de matériaux grossiers surtout des particules fines en suspension et des matières donc la sédimentation est influencée par les marées et les courants générés par les vagues : forte influence marine. - le delta se développe lorsque le fleuve amène au milieu marin plus de sédiment détritique qui se dépose sous forme de delta qui avance dans la mer exple delta Nile.

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b- condition de sédimentation lagunaire Les lagunes (lagons) sont des plans d’eau peu profonds, allongés parallèlement à la littorale et isolés de Doc 22 la mer par un cordon meuble de sables et de galets .la communication avec la mer se fait par des Ouvertures plus au moins nombreuses dans le cordon. Les sédiments formés dans les lagons sont essentiellement des sédiments carbonatés et des évaporites (roches salines)

Fig 2 Déterminer les facteurs qui conditionnent la sédimentation dans le milieu lagunaire donner l’ordre de précipitation des différents minéraux Fig 1

- l’eau de mer contient une importante concentration d’ions en solution, dont des ions positifs tels le calcium, le sodium, et le potassium, des ions négatifs tels le chlore, et des radicaux négatifs comme CO 3et SO42-. - la lagune est soumise à une forte évaporation, l’évaporation concentre la solution et les minéraux évaporitiques s’accumulent au plancher de la lagune. En fonction de la salinité, c’est l’un ou l’autre des minéraux de la séquence qui précipite, le plus souvent la calcite (CaCO3) et le gypse hydraté(CaSO4) et le sel gemme (NaCl) et encore moins souvent (KCl). 4- les conditions de sédimentation dans les milieux marins a- introduction La fig montre Doc 23 la morphologie et la topographie des milieux de sédimentation marine décrivez les différentes zones de sédimentation marine ?

Dans le domaine marin on distingue : - la zone néritique : qui s’étend du littoral jusqu’à une profondeur de -200m, elle englobe la zone littorale et le plateau continental. -la zone pélagique : qui s’étend de -200m jusqu’à des profondeurs qui dépassent -5000m, cette zone englobe le talus continental, la plaine abyssale et les grands fonds océaniques. Chaque unité est caractérisée par sa morphologie, son hydrodynamisme et sa sédimentation. Question : MOHAMED EL JROUFE

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Quelles sont les conditions de sédimentation dans les différentes zones de sédimentation marine ? b- les conditions de la sédimentation dans le littoral et le plateau continental ❖ Les conditions de sédimentation dans le littoral Doc 24

Définir le littoral et décrire les types de sédiments au niveau du littoral

Le littoral identifie la zone de contact entre la mer et le continent dont la profondeur atteint 10m et connait l’action des courants de vagues et de marées. La nature de la sédimentation dépend essentiellement : des apports détritiques du continent (lié à l’action des vagues et des marées sur le continent) et de a productivité biologique. Pour l’explication seulement Dans les régions tempérées et froides les matériaux détritiques dominent (sédimentation silicoclastique) dans les régions chaudes nombreux sont les organismes qui fixent le carbonate de calcium et a leur mort les éléments carbonatés s’accumulent et constituent des sédiments carbonatés. ❖ Les conditions de sédimentation dans le plateau continental - La profondeur de la plate-forme ou plateau continentale peut varier entre 10m à 200m. - zone soumise à de forts courants (courant de vagues de tempêtes …) - les dépôts sédimentaires sont d’origines multiples : • Les dépôts terrigènes galets sable côtière et vases • Les dépôts d’origine biologiques il s’agit essentiellement de sédiments carbonatés comme les récifs de coraux - comme conséquence de l’influence des courants on observe une diminution de la granulométrie des particules détritiques terrigènes depuis le littoral vers le sommet du talus continental (voir schéma)

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c- sédimentation dans le talus continental, plaine abyssale et les grands fonds océaniques ❖ Conditions de sédimentation dans les talus La fig montre Doc 25 Les conditions de sédimentation dans le talus continental Décrire le dynamisme et les conditions de sédimentation dans le talus continental ?

Le talus possède une pente moyenne, à cause de la pente, les dépôts de la plate-forme et du talus et à chaque déséquilibre peuvent subir des glissements et des écoulements, ce qui donne naissance à des dépôts granoclassés dites les turbidités(les éléments grossiers vers le bas sont suivis vers le haut par les éléments les plus fins avec alternance de cette serie). ❖ Conditions de sédimentation dans des plaines abyssales et grands fonds Doc 26

En plus de la sédimentation due aux courants de turbidité l’essentiel de la sédimentation des mers profondes est constituée par : - les argiles rouges - les boues calcaires constituées par les tests calcaire (test de foraminifères) - les boues siliceuses constituées par les tests siliceux (test radiolaires) Décrire les différents sédiments dans les fonds océaniques et expliquer l’absence des sédiments calcaires au-delà du CCD ?

Dans les plaines abyssales en plus des sédiments les turbidites (dépôts due aux courants de turbidités) la sédimentation est variable : - dans les grands fonds océanique la sédimentation est argileuse argile rouge d’origine détritique ou néoformée -Des boues calcaires essentiellement constituées de test des microorganismes à test calcaire comme les foraminifères mais dans des profondeurs moins de 4500m au-delà on note l’absence de calcaire est remplacé par la boue siliceuse constituée par les tests siliceux des microorganismes comme les radiolaires. MOHAMED EL JROUFE

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à 4500m on note un niveau au-delà duquel les eaux profondes dissolvent les calcaires donc le calcaire ne se sédimente pas reste seulement la sédimentation des test siliceux ce niveau est dit CCD Calcite Compensation Depth (niveau de compensation de la calcite). N.B En plus des milieux sédimentaires actuels, il existe des milieux anciens comme la mer des phosphates ou le bassin houiller de jerada. Question Comment peut-on exploiter les caractéristiques des sédiments anciens pour réaliser une carte paléogéographique du bassin étudié ? III. Etude d’un milieu sédimentaire ancien :mer des phosphate 1. Données Les phosphates sont des roches sédimentaires exploitées dans des gisements répartis au Maroc au niveau de bassins sédimentaires appelés bassins phosphatés. Questions : -quelles sont les caractéristiques des sédiments phosphatés ? - quelles sont les conditions de formation des sédiments phosphatés ? 2. Quelles sont les caractéristiques des sédiments phosphatés a- caractéristiques pétrographiques et sédimentaires Colonne Stratigraphique Doc 27 à ouled Abdoune La sédimentation de la série phosphatée d’Ouled Abdoune a commencé vers la fin de l’ère secondaire (crétacéMaestrichtien) et se termine vers le début de l’ère tertiaire (paléogène yprésien) 1- Déterminez l’intervalle chronologique de la sédimentation des phosphates marocains ? 2- Décrivez le faciès des couches phosphatées ? Faciès=ensemble des caractères lithologiques ou paléontologiques d’une roche ou terrain qui témoigne de l’environnement de sa formation

1-la sédimentation des phosphates marocain a débuté depuis le maestrichtien (-72MA) jusqu’au fin de l’yprésien (-49MA). 2-l’étude pétrographique des gisements phosphatés a permis de distinguer 4 types de roches : Roches phosphatées meubles (sable phosphatés), roches carbonatées ; roches argilo-marneuses et siliceuses.

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Remarque : les roches phosphatées contiennent l’anhydride phosphorique P2O5 en grande quantité souvent associé au calcium sous forme de phosphate calcique (PO4)2Ca3 b- caractéristiques paléontologiques Les sédiments phosphatés marocains sont riches en fossiles Doc28 tel que : - les restes de vertébrés tels les poissons (requins) et des reptiles. - les restes et les traces d’invertébrés (gastéropodes, bivalves) Exemple : dents de poisson Odontaspis ; et Lamna et les dents de reptile Mosasaurus ; et aussi les dents de Rhombodus (espèce de raie se nourrissant des mollusques) Ci-joint le tableau montrant les conditions de répartition de quelques espèces animales D’après le tableau quelle est l’utilité de l’étude des fossiles dans la détermination des conditions de formation des roches phosphatées Poissons actuels

Répartition bathymétrique

Répartition climatologique

Littorale

Pélagique

Mers tropicales

Mers tempérées chaudes

Mers tempérées

Odontaspis

+

+

+

+

+

Lamna

+

+

+

+

+

Rhombodus

+

+

+

+

Bathyale

Mers froides

- la présence des fossiles des bivalves et des gastéropodes indique qu’il s’agit d’un milieu littoral. - la présence poisson (requin) et reptiles indiquent qu’il s’agit d’un milieu marin peut profond avec des eaux chaudes : climat tropical. c- conclusion D’après les données pétrographiques et paléontologiques on peut conclure que les sédiments phosphatés sont déposés dans un milieu marin présentant les caractéristiques suivantes : - sous un climat tropicale tempéré : mers tropicales, tempérées chaudes - mer peut profonde : plateforme continentale. Question : quelles sont les conditions de sédimentation et de formation des phosphates ? 3. Conditions de sédimentation et de formation des phosphates a- Données l‘Élément essentiel des sédiments phosphatés est (PO4-3) dont les origines sont multiples comme : -son origine est due aux coulées volcaniques et aux eaux thermales sous-marines ainsi qu’à l’altération et au lessivage des minéraux de roches volcaniques continentales riches en Apatite. -son origine est due à l’altération chimique et biochimique des restes d’animaux au fond des bassins sédimentaires. Le phosphore ainsi libéré réagie avec d’autres minéraux pour donner le phosphate

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*Dégager les théories de l’origine de la partie phosphore des sédiments phosphatés ? Que peut-on conclure ? 2 théories pour expliquer l’origine du phosphore : - origine minérale : provient de l’altération des minéraux de roches volcanique continentale ou des eaux thermales sous-marines (bassin océanique) -origine biologique due à l’altération chimique et biochimique des restes d’animaux Donc le phosphore ne se dépose pas seul mais nécessite sa fixation avec d’autre minéraux et ceci demande des conditions bien définies. Quelles sont les conditions de sédimentation des roches phosphatées b- théorie des courants ascendants (upwilling) KAZAKOV 1937 La source principale du phosphore contenu dans les roches phosphatées est l’Apatite (minéral présent en grand quantités dans les roches éruptives) l’altération de ces minéraux libère le phosphore minéral qui est transporté par les eaux superficielles vers la mer. Au niveau des eaux marines le phosphore est intégré dans le cycle biologique, essentiellement par les planctons qui après leur mort restituent le phosphore de nouveau aux eaux marines par l’action des bactéries qui minéralisent la matière vivante ce qui assure la libération du phosphore et de CO2 dans les fonds marins. le phosphore et le CO2se réagissent pour former le PO43- mais cette réaction nécessite 2 conditions essentielles - mer peu profonde - température d’eau élevée à fin de diminuer le CO2 KAZAKOV a mis sa théorie en rassemblant les conditions précédentes pour expliquer la formation des roches phosphatées.

Modèle explicatif de la phosphatogénése selon la théorie des courants ascendants

*1-dégager du texte les conditions nécessaires a la formation des phosphates ? *2- dégager du schéma l’explication de la théorie de KAZAKOV Les conditions sont : - minéralisation des cadavres des êtres vivants (plancton) par des bactéries dans des fonds marins profonds pour libérer le P et le CO2 -remonter des eaux vers une plateforme peu profonde - diminution de CO2qui nécessite des eaux chaudes : climat tropicale MOHAMED EL JROUFE

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Pour avoir au même temps ces 2 conditions contradictoires (eaux profondes ou il y aura minéralisation, et eau peu profonde tempérée) Kazakov a mis sa théorie de courants ascendants upwilling se basant sur : -Des fonds marins ou se déroule la minéralisation des courant d’eau froids ascendants : upwilling font remontée des eaux riches en phosphore et CO2 vers la plateforme continentale. -Etant donné que le climat est tropical les eaux sont tempérées avec diminution de CO2 qui réagit avec le phosphore en formant le (PO4-3) à son tour forme des relations avec le Ca et donne des roches phosphatées qui se sédimentent. Remarque La fin du Maestrichtien connait la surélévation des fonds océanique et formation des chaines de montagnes de haut atlas ce qui favorise les conditions de sédimentations des roches phosphatées. 4. Etablissement de la carte paléogéographique de la mer des phosphates. a- rappel Les roches phosphatées sont caractérisées : - leur richesse en minéraux et fossiles marins - leur large répartition géographique dans des régions éloignées. - leur corrélation chronologique : au Maroc elles se sont formées à partir du Maestrichtien jusqu’au Lutétien. Comment utiliser ces caractéristiques des sédiments phosphatés pour établir la carte paléogéographique des milieux de leur formation ? b- reconstitution de la paléogéographie des bassins de phosphate marocains L’étude des facies minéraux et fossilifères des phosphates a permis de reconstituer les environnements sédimentaires dans lesquels s’est formé le phosphate. La représentation de ces environnements ainsi que leur évolution au cours des temps géologiques se fait sous forme de cartes paléogéographiques. Suite à l’érosion importante des terrains phosphatés, la délimitation de la mer des phosphates s’avère difficile deux explications sont proposées :

Modèle Trappe (1989-1994), Herbig(1986)

Modèle Salvin (1960), boujo(1976)

Comparer les 2 théories de la paléogéographie des bassins de sédimentation du phosphate ? MOHAMED EL JROUFE

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La théorie 1 : théorie de Trappe et Herbig Le centre et l’ouest marocain étaient submergés par une mer épicontinentale : partie de l’océan couvrant une partie d’une plate-forme continentale (dans la géologie ces mers sont créées par des transgressions marines) en liaison avec l’océan atlantique. La théorie2 : Salvin(1960),Boujo(1976) La mer des phosphates était sous forme de golfs de faible profondeur en liaison avec l’océan atlantique et séparés par des terrains émergeants.

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