Sédimentation - Formation roche calcaire
Mise à jour : le 25/01/19
Page réalisée : T.Lamarque
Article : T.Lamarque, B.arfib, P.Maurel, V.Mercier, F.Mercier
Photos : P.Maurel, T.Lamarque
Vidéos : T.Lamarque, P.Maurel,
Infographie : Spélé-H2O, P.Maurel
S.Ricard, T.Lamarque
Ressources biblios : Synthèse des différents articles sur Wikipédia
Scène 1 : fossiles d'ammonites dans la roche calcaire
Scènes 1 et 2 : le calcaire
La roche grisâtre et blanchâtre qu'on retrouve souvent dans nos collines se nomme calcaire. Généralement, on y trouve de nombreux fossiles. Les calcaires qui sont des roches sédimentaires formées principalement au fond des mers par l'accumulation de sédiments, d'algues, de coquillages et squelettes d'animaux marins.
Scène 2 : la roche calcaire
Scènes 3, 4 et 5 : la sédimentation
La roche grisâtre et blanchâtre qu'on retrouve souvent dans nos collines se nomme calcaire.
Les roches calcaires sont des roches sédimentaires carbonatées, constituée principalement de carbonate de calcium alors que les autres roches sédimentaires sont des roches détritiques, comme l'argile, le grès, et le sable.
La sédimentation est un processus qui combine plusieurs phénomènes :
- la pluie, le vent, le gel, les glaciers fragmentent les roches anciennes en surface par altération.
- les résidus issus de l'érosion, tels que les minéraux, les fragments de roche et tout matériaux solubles sont emportés par les cours d'eau et parfois le vent au fond des lacs, des mers où des océans.
Quel que soit le milieu marin, lacustre (lacs), fluviatile (fleuves et rivières) ou terrestre (désert), l'ensemble des particules se dépose par gravité et s'accumule en couches superposées formant des dépôts sédimentaires : c'est la sédimentation.
Scènes 6 à 10 : formation du calcaire
Mais revenons à notre calcaire qui est une roche dite carbonatée c'est à dire composée de carbonate de calcium, le constituant principal des coquilles d'animaux marins, du corail et des microalgues.
Cette roche s'est formée par dépôts de sédiments sous l’eau, généralement dans la mer. Elle résulte de l'accumulation de sédiments divers, c'est à dire d'éléments solides comme des squelettes, des fragments d'animaux ou de végétaux. Elle résulte surtout de la précipitation directe de carbonates qu'on appelle boue calcaire et qui lie les gros éléments entre eux.
L'eau de mer contient de nombreux minéraux dissous dans l'eau qu'on appelle aussi des ions, notamment des ions calciums et des ions bicarbonates. Ils proviennent principalement des fleuves, des rivières et des remontées d'eaux du fond des océans.
Les ions calcium et bicarbonates précipitent en fine particule de calcaire lorsque le dioxyde de carbone diminue, soit naturellement, soit par le biais de nombreux animaux et végétaux qui utilisent le calcaire pour fabriquer leur propre squelette ou leurs coquilles.
Lors de la mort de l’organisme, les cellules calcaires peuvent soit s'accumuler directement au fond de la mer, soit être à nouveau dissoutes. Les organismes microscopiques comme le plancton et les foraminifères apporteront une grande quantité de matière carbonatée au sédiment. C’est ce mélange qui forme la boue calcaire.
Scènes 12 et 13 : La diagenèse
Sous l'effet de la pression , de la température et de la circulation de fluides, les sédiments qui se trouvent à la base sont soumis à des conditions physico-chimiques de plus en plus différentes de celles qui régnaient lors de leur dépôt, ils se compactent et se soudent entre eux. Les sédiments meubles se transforment en une roche cohérente, c'est la diagenèse.
Les restes d'êtres vivants (coquilles, carapaces, os, squelettes...) se minéralisent et deviennent des fossiles : c'est la fossilisation.
Petit à petit, les couches de roches s'accumulent. On appelle strate une couche de roche qui s'est déposée : c'est la stratification.
Scènes 3, 4 et 5 : la sédimentation
Scène 6 : fragments d’animaux
Scène 7 : ions calciums et bicarbonates
Scène 8 : précipitations des Ions calciums et bicarbonates en fine particule de calcaire.
Scène 9 : accumulation des cellules calcaires et des fragments d’animaux.
Scène 11 : c’est ce mélange qui forme la boue calcaire.
Scène 10 : les organismes microscopiques apportent également des carbonates au sédiment.
Scène 12 : les sédiments se compactent et se soudent entre eux, c’est la diagenèse.
Scène 13 : les restes d’être vivant deviennent des fossiles.
La formation du calcaire : empilement des sédiments, organismes vivants et boue calcaire, transformation en roche sédimentaire, fossilisation et stratification.
