Schistes sédimentaires et métamorphiques

[Pouildu30]

Bonjour à tous!

Je me demandais tout simplement pourquoi il y avait des schistes métamorphiques et d'autres sédimentaires, ou plutôt quelles sont les conditions de formations de l'un par rapport à l'autre?

Merci d'avance!

[trenen23]

En fait un schiste est une roche qui se débite en feuillets, Ce débit peut être du à la compaction d'argiles sédimentaires (on parle plutôt de shales) ou à la pression du métamorphisme.

 

Serge

[Pouildu30]

Merci! 

donc si je comprends bien schiste=roche en feuillets et ceux sédimentaire sont à l'origine des bancs calcaires ou argileux qui sous l'effet de la pression se transforme en schistes. Et pour le schiste métamorphique pression et température rentrent en jeu.

[gb69]

En fait, comme le dit trenen23, la schistosité est la caractéristiques d'une roche à se débiter en feuillets, ce qui nécessite une orientation particulière des minéraux qui la constituent.
Le "schiste sédimentaire" est juste constitué d'argiles, c'est le plus classique, très souvent intercalé entre des bancs de calcaire (qui ne sont pas du schiste !!). En français, on parle de marnes, argiles ou argilites, le terme "schiste" n'est pas employé par les scientifiques, mais très utilisé par le grand public. Quand on parle de "gaz de schiste", c'est bien de lui dont il s'agit. Ici le débit de la roche en plans/feuillets est dû à l'accumulation par sédimentation de feuillets d'argiles qui se posent assez naturellement comme une feuille de papier, à l'horizontale lors du dépot et non sur la tranche.

Le "schiste" métamorphique est moins courant (quoique, ça dépend de la région ...). Il est très souvent (mais pas uniquement !!!!) issu du métamorphisme de ces bancs argileux qui constituent les "schistes" du grand public, à de températures en général supérieures à 200°C et des profondeurs supérieures à 6-7 km. Suivant les minéraux qui le constituent, il peut s'agir d'un chloritoschiste (à chlorite), d'un micaschiste (avec des micas), d'un talcschiste (avec du talc) ... L'aspect schisteux (le débit) est dû aux forces tectoniques en profondeur qui ont petit à petit aplati la roche (pour faire simple).

 

[Pouildu30]

Merci beaucoup pour cette réponse 

Juste un petit truc.... Les schistes de la Montagne noire où l'on trouve des trilobites ont un aspect de schistes métamorphiques... Une roche sédimentaire peut donc ensuite se transformer en roche métamorphique et conserver ses fossiles? 

[dorian.]

Ça dépend des conditions de métamorphisme mais l'écrasante majorité (la totalité ?) des roches sédimentaires antérieures au Dévonien sont métamorphisées (logiques, elles ont eu le temps de subir des orogenèses ou de se recouvrir d'une quantité importante de sédiments).. Ainsi le fait que les fossiles soient conservés dépend de "l'intensité" du métamorphisme et de son type...

[Lucailloux]

Les schistes à trilos de la Montagne Noire ne sont pas sédimentaires, ce sont des séries calcaires du Cambrien métamorphisées. Les trilos n'ont pas été épargnés, ils sont très déformés.

Je te conseille la visite de ce petit musée à Berlou qui rassemble les découvertes d'un amateur passionné par les fossiles de sa région.

[Kayou]

https://asnat.fr/pdf/Tormo_Coulouma2010.pdf

 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Schiste

 

https://robertsix.wordpress.com/2012/10/31/les-roches-metamorphiques/

[Next50MY]

Le 15 juillet 2016 à 23:55, trenen23 a dit :

En fait un schiste est une roche qui se débite en feuillets, Ce débit peut être du à la compaction d'argiles sédimentaires (on parle plutôt de shales) ou à la pression du métamorphisme.

 

Serge

 

Je trouve que les anglophones ont une distinction plus facile entre

- Claystone

- Shale

pour Schiste en Français je ne sais pas si les profs l'utilisent pour désigner les argilites feuilletées sédimentaires ? Mais il manque peut etre un équivalent français de shale.

une argilite isotrope qui se decompacte en surface peut se debiter en shale.

[trenen23]

La plupart du temps, il est convenu d'appeler schistes des roches métamorphiques. Au pire de préciser le cas échéant schistes sédimentaires.

 

Serge

[Next50MY]

Ok alors sinon l'anecdote du bassin de Paris c'est la dénomination Schistes Carton qui me fait toujours sourire. Pas d'idée qui a inventé ça. Peut être un foreur qui passait par là 

[Kayou]

Les schistes à trilos de la Montagne Noire ne sont pas sédimentaires

Trilos = fossiles.... fossilisés dans sédiments.

Même si un sédiment subit des transformations ultérieures à sa formation, il n'en reste pas moins un sédiment à l'origine.

[Lucailloux]

Oui mais... La schistosité est d'origine tectonique et non pas diagénétique.

 

C'est le problème du terme de schiste, utilisé pour tout et n'importe quoi. Certaines formations d'argilites sont appelées schistes, une belle embrouille.

Les anglo-saxons sont plus rigoureux là-dessus.

 

Le 05/09/2016 à 20:33, Next50MY a dit :

Ok alors sinon l'anecdote du bassin de Paris c'est la dénomination Schistes Carton qui me fait toujours sourire. Pas d'idée qui a inventé ça. Peut être un foreur qui passait par là 

Typique !

[trenen23]

En fait c'est toujours le problème.

 

Si on définit le terme schistosité par "débit en feuillets", l'origine de la schistosité ne se pose pas, si on lui donne un sens génétique, ça change. En plus de la diagénése au métamorphisme il y a pratiquement continuité.

 

J'ai le même problème avec le terme gneiss, pour moi C'est une roche métamorphique foliée avec 30 % de feldspaths au moins, du coup on s'en moque un peu de savoir son origine. Pour un des meilleurs spécialiste de métamorphisme, ça exclu les termes d'origine sédimentaire qui rentrent systématiquement dans les micaschistes, bon d'accord les paragneiss ont le plus souvent une composante de cendres volcaniques.

 

Serge

[Next50MY]

Dans la rubrique anisotropique sédimentaire, nous avons aussi les calcaires en plaquettes du bassin sédimentaire de Forcalquier à poissons, insectes etc.

et ici encore nous n'avons pas un seul terme.

de nombreux exemples argileux avec un débit feuilleté. Parfois comme pour les paléosols, comme certains niveaux des silcretes à plantes de ChristopheB un débit va se former en raison des niveaux à plantes. Vous en connaissez dans le massif central au Tertiaire.

il existe aussi des feuillets sédimentaires non diagénétiques avec un débit feuilleté lié aux minéraux micacés, la psammite par ex.

 

bien d'accord que en pétrographie sédimentaire comme en petro cristalline soit on s'attache à du descriptif lié à la pure observation soit on fait dans l'interprétatif mais alors ce sera réservé aux initiés. Et là suivez mon regard c'est parfois impossible à trancher sans étude approfondie.

[Next50MY]

Le 10 septembre 2016 à 22:44, Lucailloux a dit :

Oui mais... La schistosité est d'origine tectonique et non pas diagénétique.

 

C'est le problème du terme de schiste, utilisé pour tout et n'importe quoi. Certaines formations d'argilites sont appelées schistes, une belle embrouille.

Les anglo-saxons sont plus rigoureux là-dessus.

 

Typique !

 

si la schistosité est sécante à la stratification S0 ou au litage ça ne pose aucun souci. En revanche si elle se surimpose à S0 par le simple poids d'une colonne sédimentaire très épaisse, ça devient un cas particulier des régimes de contrainte (avec la contrainte principale majeure verticale, cas de figure systématique ?)

[jean francois06]

 

Les schistosités sont d'origine tectonique. Elles se produisent lors de la déformation ductile, les roches affectées par de la schistosité sont appelées des tectonites.  Dans l’ellipsoïde de déformation Z>X>Y.  La schistosité se développe dans le plan XY  par dissolution-cristallisation.  

 

Quand les roches sont proches de la surface , sans forces tectoniques, la contrainte maximale est verticale, et les contraintes moyenne et minimale sont horizontales. Dans ce domaine il y a formation des stylolites et  tous les processus de la diagenèse. En dessous de cette profondeur (variable suivant les roches, les fluides, la température),  la contrainte est isotrope, sigma1=sigma2=sigma3.

Il faut donc un événement tectonique pour avoir sigma 1>sigma2>sigma 3 et faire de la schistosité.

 

Le feuilletage des shales, des schistes sédimentaires n'est pas appelé plan de schistosité. 

 

http://loiclabrousse.com/pro/cours_docs_files/defductile1.pdf

[Next50MY]

Le 13 septembre 2016 à 10:18, jean francois06 a dit :

[...]

Quand les roches sont proches de la surface , sans forces tectoniques, la contrainte maximale est verticale, et les contraintes moyenne et minimale sont horizontales. Dans ce domaine il y a formation des stylolites et  tous les processus de la diagenèse. En dessous de cette profondeur (variable suivant les roches, les fluides, la température),  la contrainte est isotrope, sigma1=sigma2=sigma3.[...]

 

 Isotrope à une profondeur précise.

la contrainte verticale augmente en dessous !

à plus de 10.000 m de couverture sans contrainte laterale ça donne une contrainte verticale tres importante.

 

tu ne peux pas generaliser que "la contrainte est isotrope en dessous de cette profondeur"

tenir compte aussi qu'une roche feuilletée sous l'effet de la contrainte verticale peut être upliftée bien après.

la schistosité s'aquiert en reorganisant les mineraux argileux (jusqu'à transformations en d'autres phyllosilicates) dans l'allongement de la contrainte minimale.

en theorie on peut tres bien obtenir un schiste qui se surimpose à S0 !

comme c'est mentionné plus haut entre diagenese et metamorphisme la gradation existe. Sans doute un sujet tres documenté.

 

de toute façon avec toutes questions de pression de fluide, pressions capillaire, c'est un domaine très pointu et on ne peut pas généraliser.

il existe de très bons articles sur les regimes de contraintes mais fait s'accrocher en mecanique des roches et physiques des pressions pour tout maitriser.

[jean francois06]

il y a 39 minutes, Next50MY a dit :

 

 Isotrope à une profondeur précise.

la contrainte verticale augmente en dessous !

à plus de 10.000 m de couverture sans contrainte laterale ça donne une contrainte verticale tres importante.

 

tu ne peux pas generaliser que "la contrainte est isotrope en dessous de cette profondeur"

tenir compte aussi qu'une roche feuilletée sous l'effet de la contrainte verticale peut être upliftée bien après.

la schistosité s'aquiert en reorganisant les mineraux argileux (jusqu'à transformations en d'autres phyllosilicates) dans l'allongement de la contrainte minimale.

en theorie on peut tres bien obtenir un schiste qui se surimpose à S0 !

comme c'est mentionné plus haut entre diagenese et metamorphisme la gradation existe. Sans doute un sujet tres documenté.

 

de toute façon avec toutes questions de pression de fluide, pressions capillaire, c'est un domaine très pointu et on ne peut pas généraliser.

il existe de très bons articles sur les regimes de contraintes mais fait s'accrocher en mecanique des roches et physiques des pressions pour tout maitriser.

En effet un sujet très documenté, j'ai d’ailleurs mis un lien pour appuyer mes dires. Déformation ductile, assez facile d’accès. 

Une image simple, pour l'isotropie des contraintes, si on plonge une bouteille en plastique à 100m de profondeur, elle va être comprimé dans toutes les directions et pas seulement de haut en bas, pour les roches  c'est la même chose. 

.

[Next50MY]

Oui sauf que l'overbuden (OBG) c'est quelque chose de connu et certainement pas fixe en profondeur.

en pratique sigma2 et 3 ne sont jamais nuls et mon cas de figure a la base d'une epaisse serie dans un regime distensif ou transtensif avec des failles listriques et en marges passives !

[jean francois06]

il y a 30 minutes, Next50MY a dit :

Oui sauf que l'overbuden (OBG) c'est quelque chose de connu et certainement pas fixe en profondeur.

en pratique sigma2 et 3 ne sont jamais nuls et mon cas de figure a la base d'une epaisse serie dans un regime distensif ou transtensif avec des failles listriques et en marges passives !

Encore un fois, il faut lire correctement., j'ai précisé sans force tectonique.

Ensuite pour la schistosité il faut de la déformation ductile. Peut importe les régimes. Les exemples de déformation ductile pour les failles de détachements sont nombreux.

Enfin personne ne dit que S2 et S3 sont nuls, même quand les contraintes sont isotropes; La bouteille à 100m est comprimée dans toutes les directions. Tant que l'on est pas en déformation ductile, il n'y a pas de schistosités, mais des fractures des failles, des cataclases.

 

[Next50MY]

Je reponds juste a ta generalisation que les contraintes sont isotropes sous une certaine profondeur c'est impossible !

dans n'importe quelle biblio tu vas trouver des ex.

arrete de noyer le poisson dans des demos !

[jjnom]

Christian Nicollet. Métamorphisme et géodynamique. Page 12

[jean francois06]

J'ai donné un lien.  en voici un autre :  www.geology.cwu.edu/facstaff/charlier/.../ppt/lecture3_stress.ppt

Et je le répète car c'est important, La schistosité se produit en déformation ductile.

[Next50MY]

Et ?

 

Le message est passé donc je repose ma question : est ce que à 10-15km d'enfouissement, en domaine de marge passive sans compression majeure horizontale, domaine de prof theoriquement propice à la schistosité en compressif, on peut avoir un début d'anisotropie lié a un overburden theorique de 250-300 MPa (sigma vertical bien sup aux 2 autres contraintes  ? On va appeler ça feuilletage pour ne pas interferer sur la schistosité associé au domaine ductile compressif (cf schema de Mattauer sur le dico de geol)