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Doc. Lab. Géol. Lyon, n° 114

 

J. LEVERT (1991) - Répartition géographique des minéraux
argileux dans les sédiments mésozoïques du bassin subalpin :
mise en évidence d'une diagenèse complexe.
175 p., 85 fig., 11 tabl., 3 pl.


R
ésumé

La possibilité de réaliser des corrélations lithologiques banc à banc, dans les séries alternantes mésozoïques subalpines, a constitué une occasion exceptionnelle d'étudier la répartition spatiale des minéraux argileux avec une précision inégalée jusqu'alors. Une première étude, réalisée dans un horizon isochrone du Valanginien supérieur (Ferry et al., 1983), avait mis en évidence une distribution géographique compliquée des argiles. La zonation pouvait résulter de mécanismes variés (sédimentation différentielle, diagenèse, différences banc-interbanc) qu'il convenait donc de déterminer de façon précise. Les premiers résultats préliminaires étaient suffisamment intéressants pour entreprendre une étude similaire dans plusieurs niveaux de la série stratigraphique. En effet, une comparaison des cartes de répartition pour différents horizons plus ou moins enfouis s'avérait nécessaire pour évaluer la part exacte de chacun des facteurs susceptibles d'avoir contrôlé la répartition spatiale des argiles. Plusieurs travaux ont montré la difficulté de distinguer la provenance détritique ou diagénétique des minéraux argileux dans les sédiments subalpins.

Des études minéralogiques réalisées dans les sédiments mésozoïques à l'Est du bassin subalpin avaient mis en évidence une diagenèse des argiles, particulièrement développée à proximité de l'édifice alpin interne. Évoquée en 1966 par Dunoyer de Segonzac et al., l'idée précédente fut reprise par Artru (1972) lors d'une étude sur la minéralogie des Terres Noires jurassiques. En tentant de déterminer l'origine du matériel terrigène, l'auteur soulève le problème de la provenance de la chlorite dans la région orientale du bassin. Selon lui, la chlorite, d'origine détritique, proviendrait de l'érosion active de reliefs émergés situés à l'intérieur du domaine alpin. Barlier (1974) reprend et complète les travaux d'Artru à partir d'un échantillonnage plus vaste et plus serré. Il en déduit que, dans le secteur oriental, "les transformations diagénétiques et les recristallisations métamorphiques l'emportent pour expliquer les distributions observées". Les critères cristallographiques des minéraux argileux (cristallinité de l'illite et de la chlorite) s'accordent en effet pour démontrer les effets du métamorphisme alpin (Dunoyer de Segonzac et Abbas, 1976).

Par ailleurs, en ce qui concerne la partie occidentale du bassin subalpin, les associations argileuses sont considérées jusqu'ici comme étant d'origine essentiellement détritique (Deconinck et al., 1985). Les conclusions de ces auteurs, basées sur l'étude de l'évolution verticale des associations argileuses le long de coupes isolées, ne tiennent compte que des transformations argileuses liées à la diagenèse d'enfouissement. Elles ignorent celles qui pourraient résulter d'éventuels phénomènes diagénétiques locaux, tels que ceux qui avaient été montrés par la zonation complexe mise en évidence dans l'horizon valanginien.

Aucune des diverses études entreprises jusqu'ici n'a permis d'aborder les mécanismes de transformation diagénétique des minéraux argileux sur l'ensemble du bassin subalpin. De plus, aucune d'elle n'est fondée sur l'analyse minéralogique d'un horizon isochrone. Elles n'ont donc pu conduire à une zonation suffisamment précise de la diagenèse argileuse.

La méthode utilisée dans cette étude consiste à analyser et comparer la répartition horizontale des minéraux argileux, sur toute l'étendue du bassin subalpin, selon quatre niveaux rigoureusement isochrones de la série mésozoïque. Cette démarche, jamais proposée dans la littérature internationale, offre l'originalité d'aboutir à une zonation géographique précise à partir d'un nombre réduit d'échantillons.

Dans un second temps, pour comprendre l'origine des mécanismes diagénétiques argileux, il est nécessaire de déterminer les contraintes thermiques subies par les sédiments. Dans ce but, une étude parallèle de l'évolution horizontale de la matière organique est réalisée.

Enfin, une étude géochimique est abordée afin de cerner les échanges mis en jeu dans les transformations diagénétiques des sédiments étudiés.

 

Sommaire

Introduction
I - Cadre de l'étude
II - Méthodes d'étude

Première partie - Les minéraux argileux
Introduction
Ch. I - Répartition géographique des minéraux argileux
I - Description des cartes
II - La part de la sédimentation et la part de la diagenèse
III - Les différences banc-interbanc, primaires ou diagénétiques
IV - Conclusions
Ch. II - Interprétation diagénétique
I - Évolution verticale de la zonation
II - Les différents types de diagenèse à l'origine de la zonation
III - Conclusions

Deuxième partie - Comparaison entre la diagenèse argileuse et la maturation de la matière organique
Introduction
Ch. I - Nature et degré de maturation de la matière organique
I - Nature de la matière organique
II - Degré de maturation de la matière organique
III - Conclusions
Ch. II - Comparaison entre diagenèse organique, enfouissement sédimentaire et diagenèse argileuse
Introduction
I - Le secteur oriental
II - Le secteur occidental
III - Conclusions

Troisième partie - Influence du contenu géochimique sur la composition minéralogique des sédiments
I - Mécanismes diagénétiques, connaissances actuelles
II - Étude géochimique des sédiments de quelques couples banc-interbanc
III - Mécanismes diagénétiques et origine des éléments chimiques
IV - Conclusions

Conclusion générale

Références bibliographiques
Liste des illustrations
Annexes
Planches