Université de Liège

Faculté des Sciences

Département de Géologie

Identification microscopique des

principaux constituants

des roches sédimentaires

(notes de travaux pratiques)

 

Prof. F. Boulvain, 2014



Ces notes très schématiques se veulent une aide à la détermination des constituants des roches sédimentaires en lame mince et à l'interprétation des faciès carbonatés. D'autres supports sont également conseillés:

ROCHES CARBONATEES

IDENTIFICATION DES CONSTITUANTS: grains; matrice; ciment; porosité.

Les différents constituants d'un calcaire en lame mince sont: les GRAINS (=éléments figurés =corpuscules), la MATRICE (=la boue qui s'est infiltrée entre les grains, pendant le dépôt), le CIMENT (=la calcite ou l'aragonite qui précipite entre les grains après le dépôt) et la POROSITE (qui peut être emplie d'eau, d'air, d'hydrocarbures); dans le schéma ci-dessus, la porosité est représentée en bleu (on ajoute souvent un colorant bleu dans la résine utilisée pour confectionner les lames minces afin de faire ressortir la porosité).

La plupart des ciments sont constitués de sparite. On appelle SPARITE des cristaux de calcite de grande dimension, en général > 50µm. Ces cristaux sont clairs en lame mince.

Il existe plusieurs types de CIMENTS SPARITIQUES: équigranulaire, fibreux, drusique,... (cf. Compléments de pétrologie sédimentaire).

Différents types de ciments. A: sparite équigranulaire (tous les cristaux ont la même taille). B: microspar équigranulaire (il pourrait s'agir soit de ciment, soit d'une matrice ayant subi un néomorphisme, cf. ci-dessous). C: sparite en lames formant une frange isopaque sur le bord d'une cavité. D: sparite fibreuse, également en frange isopaque. E: sparite drusique (les premiers cristaux sont petits, ensuite leur taille croît au cours du temps vers le centre de la cavité). F: ciment sparitique syntaxique ou coaxial sur des plaques d'échinodermes.

Exemples de ciments sparitiques. A: sparite fibreuse (radiaxiale); les flèches indiquent la direction de croissance des fibres. B: sparite équigranulaire. Lame mince, lumière naturelle.

Autre exemple de ciment fibreux (aspect plus rosé). Les directions de croissance des fibres sont indiquées par les flèches; dans les zones où les fibres ne se rencontrent pas au centre des cavités, cristallise ensuite de la sparite équigranulaire (se). Lame mince, lumière naturelle.

Ciment syntaxique ou coaxial sur des plaques d'échinodermes. La sparite a cristallisé en continuité optique avec les bioclastes. Lame J-Y Storme.

La MATRICE est donc la boue microcristalline existant au moment du dépôt >< CIMENT qui précipite entre les grains. Cette boue microcristalline est appelée MICRITE. Par la suite, après le dépôt et durant la diagenèse, la micrite peut recristalliser ("néomorphisme") avec augmentation de la taille des cristaux: on obtient du MICROSPAR ou du PSEUDOSPAR.

MICRITE

< 4 µm

MICROSPAR

4-10 µm

PSEUDOSPAR

10-50 µm

Classification de la matrice suivant Tucker (1981)

A: microspar (mudstone). B: micrite (également un mudstone). Lames minces, lumière naturelle.

Reconnaissance: en lame, le CIMENT est clair, la MATRICE est sombre... A noter que certains ciments, rares, précipités à partir de solutions très saturées, peuvent être micritiques ou microsparitiques (cf. Compléments de pétrologie sédimentaire).

LA POROSITE

On utilise une classification simple de la porosité, comme celle illustrée ci-dessous. La proportion est déduite d'une estimation visuelle à l'aide de chartes (cf. ci-dessous).

CLASSIFICATION DES CALCAIRES

Classification de Dunham (1962), élargie par Embry & Klovan (1971)

STRUCTURES

A identifier également en lame mince: laminations, bioturbation, présence de fenestrae (cavités remplies par du ciment), etc.

EXEMPLES DE STRUCTURES

Exemples de BIOTURBATIONS. Dans le mudstone à gauche, il s'agit d'un terrier "ouvert" avec un remplissage différent (microspar) du sédiment primaire (micrite); le terrier est celui d'un suspensivore. Dans le wackestone à droite, la bioturbation n'est apparente que suite à une réorientation des fragments de coquille; le terrier est un terrier de détritivore; (petit côté des microphotos~2,5 mm). Lumière naturelle.

Les PERFORATIONS sont des bioturbations tronquant un substrat induré, lithifié:

Dans l'exemple ci-dessus, la perforation recoupe même une fracture de la roche. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

Il existe aussi des bioturbations liées à des racines. On les distingue des terriers par leur caractère plus irrégulier, conique, fourchu et par leur association avec des structures pédogénétiques.

Autres exemples de structures à repérer en lame mince: à gauche, des fenestrae emplies de sparite granulaire (un ciment) dans un packstone à peloïdes (cf. ci-dessous). A droite, laminations dues à un changement de texture (grainstone/packstone); (petit côté des microphotos~2,5 mm). Lumière naturelle.

 

LES GRAINS OU ELEMENTS FIGURES D'ORIGINE NON-BIOLOGIQUE

LITHOCLASTES ou MICROBRECHES

On distingue les endoclastes (remaniement local de sédiment déjà déposé) des exoclastes (apport de matériel "exotique" par rapport au milieu de sédimentation).

Grainstone à lithoclastes irréguliers (foncés). Le ciment (clair) est de la sparite équigranulaire. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

OOIDES

Ce sont des grains constitués d'un "nucleus" (fragment de coquille, grain de sable) autour duquel précipite de la calcite ou de l'aragonite, formant un "cortex". Le cortex montre une lamination concentrique. Il s'agit de précipitation (bio)chimique dans des milieux proches de la saturation, à très faible profondeur.

Oolithe actuelle montrant la lamination concentrique autour d'un nucleus constitué de boue calcaire avec quelques grains de sable. Dans la partie gauche du cortex, nombreuses perforations d'organismes endolithiques (cyanobactéries?). Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~1 mm).

On peut distinguer plusieurs types d'ooïdes:

A: grainstone à sphérulites; la flèche montre un peu de micrite infiltrée entre les oolithes, pendant des périodes de calme; cette micrite est antérieure à la précipitation du ciment (sparite équigranulaire). B: grainstone à bahamites. Lumière naturelle (petit côté des microphotos~2,5 mm).

 

LUMPS-PELOIDES-ONCOIDES-MCG

Lumps: agglutination de grains: lithification synsédimentaire en milieu calme et peu profond.

Peloïdes: boules de micrite à morphologie plus ou moins régulière, pas de structure interne. Origine: pelotes fécales, micritisation d'autres grains, fragments de tapis algaires... Milieux peu profonds, souvent protégés. Remarque: on utilise le terme "pellets" uniquement pour les pelotes fécales; tous les autres sont des "péloïdes".

Oncoïdes: cortex d'origine algaire ou microbienne, morphologie externe irrégulière, concavités; milieu marin ou fluviatile peu profond, agitation intermittente.

Mud coated grains: micritisation de fragments de coquille. Le fragment servant de nucleus est recristallisé ou remplacé par du ciment; milieu très calme (rivage).

 

Grainstone à peloïdes. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

Exemples actuels de peloïdes: A: pellets fécaux de crabe sur une plage. B: peloïdes constitués de fragments plus ou moins roulés de tapis algo-microbiens (Australie).

Grainstone à oncoïdes. Les nuclei sont des algues (udoteaceae). Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

A: oncoïde dans un packstone bioclastique. B: mud coated grains; il s'agit probablement de fragments de gastéropodes. Lumière naturelle (petit côté des microphotos~2,5 mm).

LES FOSSILES

ECHINODERMES

Exclusivement marins, abondants à partir de l'Ordovicien.

Deux grands groupes:

Fixés: Pelmatozoaires

Mobiles: Eleuthérozoaires

Ils sont caractérisés par le sécrétion de poutrelles de calcite; épitaxie du ciment sur ces poutrelles => plaques à même orientation optique (en nicols croisés, s'éteignent d'un bloc!!)

Lors du transport, la calcite épitaxiale se dissout la première => phénomène de "pitting" (=meilleur critère pour estimer le transport). Si plaques fraîches: en place => prairies d'échinodermes.

Remarque: dans les grainstones, le ciment cristallise en continuité optique avec les plaques.

FRAGILE: milieu marin ouvert, sous la zone d'action des vagues (20-30 m).

Wackestone à crinoïdes. Lumière naturelle.

A: grainstone à crinoïdes, nicols croisés; observer le caractère monocristallin des ossicules et plaques; (petit côté de la microphoto~2,5 mm). B: plaque de crinoïde affectée de "pitting", indicateur de transport (il s'agit de turbidites). La porosité est occupée par de l'hématite de précipitation bactérienne.Lumière naturelle (petit côté des microphotos~1 mm).

BRYOZOAIRES

Organismes coloniaux: branchus, encroûtants, érigés; milieu calme, sous la zone d'action des vagues. "Ubiquistes" ou pionniers.

Structure foliée // aux zoécies!

Section de bryozoaire montrant la structure foliée. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~1 mm).

Les fénestelles sont des organismes piégeurs de sédiment (bafflestones). Milieu également très calme, bioconstructions sous la zone d'action des vagues. En coupe, aspect de "petits fantômes"...

 

Sections diverses dans des fenestelles. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

BRACHIOPODES

Deux valves, symétrie bilatérale (valves ventrale et dorsale). Cambrien-Actuel.

La coquille comprend une couche foliée très développée et une couche prismatique mince, souvent écaillée. La couche foliée est parallèle à la surface interne de la coquille! Autre "ubiquiste"... fréquents dans les milieux "ouverts".

Les sections dans les épines des brachiopodes donnent des figures circulaires avec une foliation parallèle à la surface.

A: brachiopode pseudoponctué, dans un wackestone bioclastique; f: fenestelle (lumière naturelle). B: détail d'un autre brachiopode, montrant la structure foliée; mudstone (nicols croisés); petit côté des microphotos~2,5 mm.

COELENTERES

Organismes constructeurs. Rugueux et tabulés au Paléozoïque. Muraille complexe (>< bryozoaires!). Trabécules monacanthes et rhabdacanthes.

 

Deux sections dans des coraux tabulés (formes branchues); remarquer la muraille complexe. Lumière naturelle (petit côté des microphotos~2,5 mm et ~1 mm).

ARTHROPODES

Muraille à prismes soudés: "extinction roulante"

Trilobites: marins: plate-forme sous la zone d'action des vagues et bassin. En coupe, leurs épines peuvent ressembler aux épines de brachiopodes, mais l'orientation des cristaux est perpendiculaire à la surface.

A et B: sections de trilobites; nicols croisés. A est un mudstone, tandis que B est un wackestone; petit côté des microphotos~2,5 mm.

Ostracodes: possèdent deux valves en calcite. Leur taille est de l'ordre de 1 mm. Pélagiques. Certaines grandes formes (Leperditia) sont cependant caractéristiques de milieux lagunaires.

A: petits ostracodes pélagiques dans un wackestone; lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm). B: détail d'une valve de Leperditia montrant les prismes soudés de grande taille; mudstone, nicols croisés (petit côté de la microphoto~1 mm).

MOLLUSQUES

Bivalves: symétrie gauche-droite. Majorité = néritiques. Muraille généralement assez complexe, parfois en plusieurs couches. Souvent muraille à lamelles entrecroisées ou en prismes. S'il existe une structure foliée (cf. brachiopodes), présence néanmoins de la couche à lamelles entrecroisées.

Gastéropodes: tous enroulés (hélice, planispire, trochospire). Majorité : très faible profondeur, littoraux, lagunaires. La muraille est recristallisée.

Structure prismatique dans une coquille de lamellibranche. Nicols croisés (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

A: coquille de lamellibranche montrant la superposition d'une mince couche prismatique et d'une couche à lamelles entrecroisées; nicols croisés. B: gastéropode à coquille recristallisée; remarquer la bioérosion (perforation de la coquille) et la micritisation (lumière naturelle) (petit côté des microphotos~2,5 mm).

A: ammonite (lumière naturelle) et B: rostre de bélemnite (nicols croisés); attention, il s'agit toujours de grands corpuscules... (petit côté des microphotos~2,5 mm).

Cricoconarides: petits (mm-cm) mollusques pélagiques, assez fréquents dans les faciès ouverts de l'Ordovicien au Dévonien. Les tentaculites en font partie.

Sections diverses dans des cricoconarides; grainstones bioclastiques. Lumière naturelle (petit côté des microphotos~2,5 mm).

EPONGES

Organismes filtrant. Toutes sédentaires. Environnement variable, souvent "pionniers" ou présents là où les autres organismes ne peuvent se développer.

Les spicules seules sont conservées + quelquefois le vide laissé par la disparition des tissous mous (cf. stromatactis).

Mudstone à spicules d'éponge. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

STROMATOPORES

Organismes constructeurs coloniaux, surtout paléozoïques. Morphologie variable: laminaires, tabulaires, branchus, massifs,... Milieu récifal, lagunaire, péri-récifal suivant la morphologie. Structure en piliers et laminae.

Structure d'un stromatopore massif. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

VERS ENCROUTANTS

Ces vers peuvent construire de petits édifices, souvent situés dans la zone d'action des vagues. En lame, les formes "en haricot" sont fréquentes.

Bafflestone à serpules (vers encroûtants). Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

LES FORAMINIFERES

Protozoaires protégés par une thèque. Toujours un proloculum (rond). Vivent dans la dernière chambre. La taille de chacune des chambres est assez homogène. Grande variété de formes, de tailles et de types de murailles.

Les formes benthoniques (souvent à parois épaisses) bougent peu et vivent sur la plate-forme; les formes planctoniques (souvent fragiles) se répartissent partout; certaines formes sont fixées et peuvent construire des récifs (rares).

Globotruncanidae (Rosalines)

Crétacé supérieur. Formes pélagiques, dans le faciès tithonique (calcaire micritique profond), parfois sous la lysocline => tests partiellement dissous.

Globigérines

Un autre foraminifère planctonique, fréquent depuis le Crétacé. Faciès profonds.

A: Globotruncana dans un mudstone; B: globigérines, également dans un mudstone. Lumière naturelle (petit côté des microphotos~1 mm).

Fusulines

"Grands" foraminifères. Apparaissent au Carbonifère moyen et s'éteignent au sommet du Permien. Formes benthiques, milieu peu profond (partie supérieure de la zone photique), souvent en association avec des algues. Type de muraille: tectum et tectoria, diaphanothèque, kériothèque.

 

 Fusuline dans un packstone microsparitique. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~1 mm).

 

Alvéolines

"Grands" foraminifères. Crétacé à Actuel. Formes porcelanées (la micrite de la paroi est très fine). Le proloculum est suivi d'un "appareil embryonnaire" (=premières loges différentes). Plate-forme carbonatée dans la zone photique.

Nummulites

"Grands" foraminifères. Sommet Crétacé à Actuel, très caractéristiques du Paléocène supérieur à l'Oligocène. Murailles épaisses de prismes soudés en gerbes. Dimorphisme sexuel: formes microsphériques (petit proloculum, grandes loges); formes macrosphériques (grand proloculum, petites loges). Plates-formes carbonatées, en général, milieu peu profond.

A: alvéolines. B: nummulites; remarquer le proloculum bien marqué. Lumière naturelle (petit côté des microphotos~2,5 mm).

Orbitolines

"Grands" foraminifères. Sommet Crétacé à Paléocène. Divisés en chambres soutenues par des piliers. Possèdent un épiderme formé par un grillage de chambres secondaires, tertiaires, quaternaires. Cet épiderme est agglutiné. Plate-forme carbonatée peu profonde, faciès récifal, péri-récifal, côtier agité.

Orbitoline. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

Orbitoïdes

Grandes formes lenticulaires. Crétacé à Oligocène. Appareil embryonnaire constitué de plusieurs chambres. Plate-forme carbonatée peu profonde.

Orbitoïdes (discocyclines). Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

Milioles

Grandes formes pluriloculaires dont les loges, au moins les dernières, s'arrangent selon une symétrie axiale d'ordre 2, 3 ou 5. Jurassique à Actuel. Ce sont des formes marines surtout d'eaux peu profondes et chaudes. Elle s'accommodent aussi de milieux à salinité anormale.

Packstone-grainstone à milioles. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

LES ALGUES

Non calcifiées et calcifiées. Suivant la nature du pigment, l'écologie et la bathymétrie sont variables (elles n'utilisent pas la même partie du spectre lumineux, variable suivant la profondeur).

Idée de classification (sujette à de fréquents remaniements!)

CYANOPHYTES

Spongiostromates (stromatolithes, etc...)
Porostromates (Girvanella, Rectangulina)

CHLOROPHYTES

Codiacées (Ortonella, Sphaerocodium, Bevocastria,...)
Paléosiphonocladacées* (Kamaena, Issinella,...)
Dasycladacées (Koninckopora,...)
Udotéacées (Trelonella,...)
Characées (Umbella,...)

RHODOPHYTES

Corallinacées
Solénoporacées (Solenopora, Chaetetes,...)?
Gymnocodiacées
Squamariacées

PHAEOPHYCOPHYTES

* correspond aussi aux "algosponges", groupe potentiellement non-photosynthétique.

Les dasycladacées et les udotéacées s'observent dans des environnements peu profonds, souvent récifaux ou d'arrière-récif. Les codiacées s'étendent un peu plus vers les environnements d'avant-récif. Les paléosiphonocladacées sont caractéristiques des lagons et autres environnements protégés. Les characées sont souvent lacustres ou palustres. Les porostromates et spongiostromates ont une répartition assez variable, mais surtout littorale. Enfin, la plupart des rhodophytes colonisent la crête récifale, dans des milieux très agités.

Wackestone (bafflestone?) à paléosiphonocladacées (issinelles). Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~1 mm).

Dasycladacées dans un grainstone; remarquer la recristallisation du manchon et les pores emplis de micrite. Lumière naturelle (petit côté des microphotos~2,5 mm).

Nodule de codiacée; noter les nombreuses dichotomies des filaments. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

Algue rouge ou rhodophyte; sable actuel à Lithothamnium. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

 

INTERPRETATION DES PALEOENVIRONNEMENTS

Chartes d'interprétation en fonction des caractères biologiques, dynamiques et physico-chimiques

FACIES STANDARDS-PLATE-FORME CARBONATEE

FACIES STANDARDS-RAMPE CARBONATEE

La rampe externe est localisée sous la zone d'action des vagues de tempête, à une profondeur de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres. On y observe des sédiments carbonatés fins, autochtones ou allochtones, associés à des dépôts hémipélagiques. Les bioconstructions y sont de type "monticule micritique".

La rampe médiane correspond à la zone située entre la base de la zone d'action des vagues de beau temps et la base de la zone d'action des vagues de tempête. La profondeur y est de quelques dizaines de mètres. Les tempestites sont les dépôts dominants, associés souvent à des niveaux intraclastiques.

La rampe interne comprend la zone située entre la plage et la base de la zone d'action des vagues de beau temps. Cette portion de rampe est située dans la zone photique et le fond marin est remanié pratiquement en permanence par les vagues et les courants. On observe les faciès suivants:

 

REPARTITION DES ALGUES (modèle paléozoïque)

FICHE DESCRIPTIVE POUR LAME DE ROCHE CARBONATEE

DESCRIPTION

1) Macroscopie

  • Caractère plus ou moins homogène de la lame. Si nécessaire, identifier plusieurs zones par un dessin.
  • Structures sédimentaires macroscopiques (lamination, bioturbation, etc.)

1) Microscopie

  • Texture de la lame (DUNHAM).
  • Granulométrie, classement.
  • Description du ciment (équigranulaire, fibreux, répartition), de la matrice (micrite, microspar, répartition).
  • Présence éventuelle de fenestrae, de porosité.
  • Liste des différents constituants, par ordre décroissant d'abondance, avec état des grains (encroûtement, micritisation, caractère plus ou moins brisé, arrondi, etc.)

3) Nom

  • Texture + constituants majeurs (ex: "wackestone bioturbé à brachiopodes, bryozoaires")

INTERPRETATION

En fonction de la description: degré d'agitation, de confinement, paléobathymétrie, ceinture de faciès, SMF (WILSON).


ROCHES DETRITIQUES

Classification générale selon la granulométrie.

Diamètre des particules

Brongniart (1813)

Grabau (1904)

sédiments meubles

sédiments indurés

> 2 mm

pséphite

rudite

gravier

conglomérat, brèche

de 2 mm à 62 µm

psammite

arénite

sable

grès

<62 µm

pélite

lutite

de 62 µm à 4 µm

silt

< 4 µm

argile

de 62 µm à 4 µm

siltite

< 4 µm

argilite

 

CONGLOMERATS (PROTHERO & SCHWAB, 1996)

GRES (classification de DOTT, 1964)

MUDROCKS (LUNDEGARD & SAMUELS, 1980)

sédiments meubles

indurés

faible métamorphisme

métamorph. plus élevé

silt (>1/256 mm)

siltite

quartzite

2/3 silt--------------

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---------------------

---------------------

mud

NON LAMINAIRE: mudstone, siltite argileuse?

LAMINAIRE et FISSILE (// à S0): mudshale, siltite argileuse?

CLIVAGE: slate, schiste silto-argileux

argillite (pas de clivage)

CLIVAGE: schist, ardoise, phyllade

1/3 silt--------------

---------------------

---------------------

---------------------

clay (argile)

NON LAMINAIRE: claystone, argilite?

LAMINAIRE et FISSILE (// à S0): clayshale

CLIVAGE: slate, schiste argileux

argillite (pas de clivage)

CLIVAGE: schist, ardoise, phyllade

Exemples de roches détritiques en lame mince. A: quartzophyllade; noter la réfraction de la schistosité (S1) et la stratification (S0), soulignée par un lit plus grossier (lumière naturelle); B: schiste à chlorite (flèche) (lumière naturelle); C: arénite quartzique à structure quartzitique (nicols croisés); D: quartzwacke (lumière naturelle).

QUELQUES MINERAUX ACCESSOIRES DES ROCHES DETRITIQUES (d'après E. Custine)

A: Deux grains d’oxyde de fer (goethite) translucide à transparent, brun roux à relief énorme; de l’oxyde de fer cryptocristallin tend à envahir les espaces intergranulaires, se superposant à la chlorite matricielle recristallisée [LP, x 40].

B:  Muscovite (0,15 x 0,05 mm) incolore et à relief faible; les fines traces du clivage basal (001) sont bien visibles. [LP, x 20]. B': idem, teintes de biréfringence vives et pastel du 3ème ordre [LPA, x 20].

C: Le centre de la photo montre un amas de cristaux et tablettes automorphes de chlorite vert foncé délavé à très délavé, modérément pléochroïque, à relief marqué alors que dans le secteur SE du cliché (et dans une moindre mesure dans le secteur NO), on observe une grande plage de chlorite à contour crénelé, partiellement déstructurée, vert foncé à vert olive très délavé faiblement pléochroïque, à relief faible à marqué [LP, x 20]. C': Au centre de la photo se développe un amas de cristaux aciculaires et tablettes automorphes de chlorite polarisant dans les teintes brun, violet foncé et bleu encre foncé délavé anormales du 1er ordre; dans le secteur SE du cliché, une autre plage de chlorite à contours très irréguliers polarise elle dans les gris à bleu outre-mer délavé anormaux [LPA, x 20].

D: Tourmaline (0,175 x 0,1 mm) en début d’altération (chloritisation sur les bords latéraux), section parallèle à [001] -axe optique -en position d’éclairage maximum et très pléochroïque de teinte gris verdâtre foncé; on observe des craquelures perpendiculaires à l’allongement du cristal. Une autre tourmaline complètement dilacérée et presqu’entièrement altérée est visible à droite de la première. Les petits cristaux transparents faiblement pléochroïques et visibles dans la plage sont constitués de chlorite. En outre, dans les deux cristaux, les oxydes de fer issus de l’altération ont tendance à se reconcentrer dans les plans de clivage et de fracture [LP, x 20] D': Tourmaline (0,175 x 0,1 mm) en début d’altération (chloritisation sur les bords latéraux), section parallèle à [001] -axe optique -en position d’éclairage maximum, polarisant des les teintes du 2ème ordre. La tourmaline complètement dilacérée et en voie de chloritisation, à droite de la première, montre des teintes beaucoup moins vives [LPA, x 20].

E: Zircon incolore fracturé (0,075 x 0,035 mm) caractérisé par son relief énorme dans une matrice de chlorite cristalline faiblement pléochroïque à relief faible à marqué, celle-ci emballant également des plages quartzeuses àrelief nul. Des traces de faces cristallines sont bien visibles à l’extrémité inférieure gauche du zircon [LP, x 40]. E': Le zircon (0,075 x 0,035 mm) polarise vivement dans les teintes du 4ème ordre (section pratiquement parallèle à l’axe optique) tandis que la chlorite environnante montre des teintes caractéristiques gris et bleu de Prusse anormal du 1er ordre ; en outre,deux lamelles de muscovite teintées des 2ème et 3ème ordres s’observent à droite du cliché [LPA, x 40].

 

CHARTES D'ABONDANCE, DE CLASSEMENT et de DEGRE D'ARRONDI/SPHERICITE

FICHE DESCRIPTIVE POUR LAME DE ROCHE DETRITIQUE

DESCRIPTION

1) Macroscopie

  • Couleur, caractère plus ou moins homogène de la roche.
  • Structures sédimentaires macroscopiques (lamination, bioturbation, etc.)

2) Microscopie

  • Nature, abondance (%), taille, arrondi des grains.
  • Classement, structures sédimentaires.
  • Nature et répartition du ciment et/ou de la matrice.
  • Présence éventuelle de porosité.

3) Nom

  • Utilisation d'une des classifications (conglomérat, grès, mudrocks).


ROCHES MIXTES (DETRITIQUES + CARBONATES)

Classification de Mount (1985). Mixed siliciclastic and carbonate sediments: a proposed first-order textural and compositional classification. Sedimentology, 32, 435-442.

Ou bien, utiliser des appellations composites du genre: "calcaire gréso-argileux", "grès à matrice argilo-carbonatée", "calcaire argileux à lamines gréseuses",...


EVAPORITES

Quelques sulfates...

Baryte BaSO4

Orthorhombique; n= 1,64; 2V= 36-37°; opt (+); extinction // au meilleur clivage; incolore en lame; biréfringence faible (cf. quartz); généralement en "amas plumeux".

Célestite SrSO4

Orthorhombique; n= 1,62; 2V= 51°; opt (+); extinction // aux clivages et aux faces; incolore en lame; biréfringence faible (cf. quartz); généralement en cristaux tabulaires.

Anhydrite CaSO4

Orthorhombique; n= 1,57-1,61; 2V= 42°; opt (+); extinction // aux clivages; incolore en lame; biréfringence forte (couleurs vives du 3e ordre); généralement en cristaux anhédraux à subhédraux, en lattes.

Gypse CaSO4.2H2O

Monoclinique; n= 1,52-1,53; 2V= 58°; opt (+); extinction // au meilleur clivage; incolore en lame; biréfringence faible (cf. quartz); généralement en cristaux anhédraux à subhédraux, allongés, en masses fibreuses.

A: dolomie et gypse en rosettes. B: célestite. C: baryte. D: de gauche à droite, successivement: dolomite (d); gypse (g); anhydrite (a). Nicols croisés (petit côté des microphotos~2,5 mm).

Ne pas oublier qu'au cours de la diagenèse, les minéraux des évaporites peuvent être remplacés par de la calcite ou de la silice en gardant leur morphologie extérieure.  Il faut donc reconnaître ces pseudomorphes qui témoignent de la présence de gypse, halite, etc.

Pseudomorphes calcitiques de gypse dans un calcaire. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).


ROCHES SILICEUSES OU SILICITES

Quelques formes de la silice (roches sédimentaires)...

Quartz a

Rhomboédrique; n= 1,54-1,55; opt (+); extinction // allongement; incolore en lame; biréfringence faible; microquartz et mégaquartz.

Calcédoines

LES FORMES A ALLONGEMENT (+) => CRISTALLISATION EN PRESENCE DE SULFATES!!

Opale

Forme amorphe et hydratée.

A: quartz automorphe dans un calcaire; remarquer la zonation de croissance. B: lutécite montrant la structure fibreuse en chevrons. Nicols croisés (petit côté des microphotos~1 mm).

Calcédonite (c) et mégaquartz xénomorphe (q) dans un calcaire. La silicification s'est faite de manière centripète dans une cavité. Nicols croisés (petit côté de la microphoto~2,5 mm).


ROCHES FERRIFERES

L'hématite (rouge vif en réflexion) se présente surtout en ooïdes et imprégnations secondaires de fossiles, sauf dans les BIF's où elle peut former des lamines ou des niveaux massifs.

La goethite (couleur jaune brunâtre) forme en général des ooïdes. La limonite, un mélange de goethite, d'argiles et d'eau, est un produit de l'altération subaérienne des oxydes de fer.

La sidérite remplace généralement des ooïdes et des bioclastes et peut former des ciments. On observe soit des cristaux de grande taille à clivage rhomboédrique (comme la calcite), soit des micro-rhomboèdres de taille micronique, soit encore des fibres regroupées en sphérulites.

La pyrite est facilement reconnaissable par ses cristaux cubiques et sa couleur jaune vif en réflexion; elle peut former des agrégats de microcristaux appelés "framboïdes". La marcassite n'est fréquente qu'en nodules dans les craies et les charbons.

La berthierine est un phyllosilicate du groupe des serpentines (espacement réticulaire de 7 Å), riche en fer, tandis que la chamosite est une chlorite (espacement réticulaire de 14 Å), avec Fe++ comme cation principal dans les sites octahédriques. La berthierine est un minéral primaire qui se transforme en chamosite à partir de 120-160°C. Berthierine et chamosite (toutes deux vertes et à faible biréfringence) forment souvent des ooïdes (déformés) dans les sédiments ferrifères phanérozoïques.

La greenalite est un minéral probablement très proche de la berthierine-chamosite, verte et isotrope. on la trouve généralement en péloïdes.

La glauconite est généralement observée sous la forme de péloïdes, de couleur verte, souvent pléochroïque et d'aspect microcristallin. La glauconite est fréquente dans les sables et grès (faciès de plate-forme "ouverte").

Ooïdes (déformés) de chamosite (verts), cristaux de sidérite (rhomboèdres incolores) et ciment d'oxyde de fer (opaque). Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~2,5 mm).

Grains de glauconie (verdâtres) dans un packstone bioclastique. A: lumière naturelle; B: nicols croisés.

Ooïdes hématitiques. Lumière naturelle (petit côté de la microphoto~30 mm).


PHOSPHORITES ET ROCHES PHOSPHATEES

Outre l'apatite cristalline (minéral détritique), on trouve dans les roches sédimentaires l'apatite sous la forme de coprolithes et de fragments d'os et de dents. Ces fragments possèdent une couleur jaune d'or, sont isotropes et montrent souvent des structures de croissance.

Grains phosphatés (jaune orange), en lumière naturelle (à gauche) et en nicols croisés (à droite) (petit côté des microphotos~2,5 mm).

Grains phosphatés (jaune orange), en lumière naturelle (à gauche) et en nicols croisés (à droite).


PYROCLASTITES

Taille des constituants

Equivalent détritique

Tephra

Roche pyroclastique

>62 mm

galets, blocs

blocs (anguleux)

brèche volcanique

bombes (arrondies1)

agglomérat

2-62 mm

graviers, granules

lapilli

tuf à lapilli

62 µm-2 mm

sable

cendre grossière

tuf grossier

<62 µm

silt et argile

cendre fine

tuf fin

Classification granulométrique des roches pyroclastiques.

Classification des roches pyroclastiques en fonction des constituants.


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Date de dernière mise à jour : 12/12/2014
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