Un sédimentSédiment Ensemble constitué par la réunion de particules plus ou moins grosses ou de matières précipitées, ayant séparément subi un certain transport. actuel est formé de particules et de vides interstitiels (remplis d’eau dans le cas général des sédiments déposés en milieu aquatique). Le pourcentage de vides rapporté au volume total du sédiment définit la porosité. La porosité initiale est de l’ordre de 0,7 – 0,8 dans le cas des argiles, de 0,6 pour les sables (qui évolueront pour donner des grès), de 0,5 pour les calcaires.
L’enfouissement d’un sédiment se traduit par une augmentation de la pression exercée par la colonne de sédiments qui le recouvre. Cette pression est transmise par l’eau interstitielle (pression hydrostatique) et les grains, mais dans le cas de recouvrements importants, c’est le poids de la colonne de roches qui s’exerce (pression lithostatique).
Ces pressions provoquent une réorganisation mécanique des particules accompagnée d’une expulsion partielle du fluide contenu : il en résulte une réduction de la porosité, donc du volume des roches (la phase minérale étant constante), c’est la compaction.
La porosité et le taux de compaction varient selon l’épaisseur du recouvrement en sens opposé : décroissance exponentielle des porosités jusqu’à une valeur résiduelle limite, croissance inverse des taux de compaction jusqu’à un taux maximum. Ils varient aussi en fonction de la nature des sédiments.
Dans des conditions normales, l’expulsion de l’eau interstitielle par la compaction se fait conformément aux différences de densité : l’eau, moins dense, est poussée vers le haut jusqu’à rejoindre l’eau du bassin sédimentaireSédimentaire Qui est constitué de sédiment.. Mais cette évacuation peut être entravée par des horizons imperméables, sous lesquels la compaction est retardée tant que d’autres chemins vers la surface des sédiments ne sont pas créés.
Note : La compaction d’un sédiment s’opère par réorganisation interne, réduction de porosité, mais aussi par des transformations minérales : altérations, dissolutions, cristallisations minérales dans la porosité, conversion d’un minéralMinéral Espèce chimique naturelle, se présentant le plus souvent sous forme de cristal solide. en un autre plus stable (aragonite – calcite ; gypse – anhydrite ; opale – quartzQuartz Minéral, tectosilicate composé principalement de silice (SiO2).), transferts de matière associés aux déplacements des fluides…
Texte : enseignement de géologie sédimentaire et paléo-biosphère, Sorbonne Université, Paris.
Photographe : Gérard Brusseaux
Source : Collection de géologie sédimentaire et paléo-biosphère, Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris, France.