Les structures sédimentaires sont les caractéristiques physiques les plus grandes, généralement tridimensionnelles, des roches sédimentaires; elles sont mieux visibles en affleurement ou dans de grands spécimens plutôt qu’au microscope. Les structures sédimentaires comprennent des caractéristiques telles que la litière, les marques d’ondulation, les traces et les sentiers fossiles et les fissures de boue. Ils sont classiquement subdivisés en catégories basées sur le mode de genèse. Les structures produites en même temps que la roche sédimentaire dans laquelle elles se trouvent sont appelées structures sédimentaires primaires. Les exemples incluent la literie ou la stratification, la literie graduée et la literie croisée. Les structures sédimentaires qui sont produites peu de temps après le dépôt et à la suite du compactage et de la dessiccation sont appelées structures sédimentaires pénécontemporanées. Les exemples incluent les fissures de boue et les moulages de charge. D’autres structures sédimentaires encore comme les concrétions, les remplissages de veines et les stylolites se forment bien après le dépôt et la modification pénécontemporanée; ce sont des structures secondaires. Enfin, d’autres comme les stromatolites et les terriers et pistes organiques, bien qu’ils puissent en fait être primaires, pénécontemporanés, voire secondaires, peuvent être regroupés en une quatrième catégorie: les structures sédimentaires organiques.
Une attention considérable est accordée aux structures sédimentaires exposées par toute roche sédimentaire. Les structures sédimentaires primaires sont particulièrement utiles car leur abondance et leur taille suggèrent les agents probables de transport et de dépôt. Certaines variétés de structures sédimentaires primaires comme les marques de litière croisée et d’ondulation affichent des orientations qui sont constamment liées à la direction du mouvement du courant. De telles structures sont appelées structures sédimentaires directionnelles car elles peuvent être utilisées pour déduire l’ancien modèle paléocourant ou système de dispersion par lequel une unité de roche sédimentaire a été déposée. D’autres structures sédimentaires sont des indicateurs stratigraphiques « haut et bas ». Par exemple, la diminution progressive vers le haut des diamètres de granulométrie clastiques, connue sous le nom de litière graduée, permettrait à un géologue de déterminer quelle voie est stratigraphiquement « vers le haut », c’est—à-dire vers les lits plus jeunes dans un lit sédimentaire plongeant. La suite (séquence répétée) de structures sédimentaires dans une unité stratigraphique unique est un autre attribut par lequel cette unité peut être physiquement différenciée des autres dans la région.
Frédéric L. Schwab
Stratification externe
La stratification (ou litière) est exprimée par des couches de roche (unités) de forme générale tabulaire ou lenticulaire qui diffèrent par le type de roche ou d’autres caractéristiques du matériau avec lequel elles sont interstratifiées (parfois dites intercalées ou intercalées). Ces lits, ou strates, sont d’épaisseur et d’étendue aréales variables. Le terme strate désigne un lit simple, ou unité, normalement d’une épaisseur supérieure à un centimètre et visiblement séparable des lits superposés (sus-jacents) et sous-jacents (sous-jacents). « Strates » fait référence à deux lits ou plus, et le terme lame est parfois appliqué à une unité de moins d’un centimètre d’épaisseur. Ainsi, la stratification consiste en des unités minces dans une séquence en couches, ou en couches, dans une succession de roches naturelles, tandis que la stratification consiste en des couches en couches, ou strates, dans une séquence géologique de roches sédimentaires entrelacées.
Pour la plupart des roches sédimentaires stratifiées, la disposition des couches est inégale, allant de lamelles très minces à des lits discrets de quelques à plusieurs mètres d’épaisseur. Les termes épais et minces appliqués à la litière, ou stratification, sont relatifs, reflétant la formation d’un géologue particulier ainsi que l’expérience d’une ou de plusieurs sections stratigraphiques spécifiques.
Types de litière et caractéristiques du plan de litière
Il est courant de découvrir un motif rythmique dans un amas de roches sédimentaires stratifiées représenté par une séquence répétitive de types de roches. Dans la plupart des cas d’une telle sédimentation cyclique, la litière, ou stratification, est horizontale ou essentiellement ainsi; c’est-à-dire que les agents de transport, de tri et de dépôt du vent, de l’eau courante, des courants et des vagues lacustres et océaniques ont accumulé les lames et les strates dans un arrangement plat ou horizontal. Ils sont appelés bien en lit, un type de stratification primaire.
La stratification primaire dans les sédiments et les roches sédimentaires peut être en couches croisées (stratifiées croisées), graduées et imbriquées et peut également présenter des lamines grimpantes, des ondulations et des lits.
La litière graduée identifie simplement les strates qui passent de sédiments clastiques à texture grossière à leur base à des matériaux à texture plus fine au sommet (figure 3). La stratification peut être fortement marquée de sorte qu’une couche se détache visiblement de celles au-dessus et au-dessous. Le plus souvent, cependant, les couches sont mélangées. Cette variété de litière résulte d’un contrôle de la vitesse de l’agent de transport, et donc des sédiments à texture grossière (gravier, par exemple) sont déposés en premier, suivis vers le haut par des cailloux, des granules, du sable, du limon et de l’argile. Il est généralement associé aux courants de densité sous-marins.
Encyclopædia Britannica, Inc.
La litière imbriquée est une structure de bardeaux dans un dépôt de cailloux ou de pavés aplatis ou en forme de disque (Figure 3). C’est-à-dire que des cailloux et des pavés allongés et généralement aplatis dans des sédiments graveleux sont déposés de sorte qu’ils se chevauchent comme des bardeaux de toiture. Des litières imbriquées se forment lorsque des courants à grande vitesse se déplacent sur un lit de cours d’eau ou lorsque de forts courants et des vagues se brisent sur une plage en pente progressive, formant ainsi des bardeaux de plage.
Les structures de croissance dans les roches sédimentaires sont des éléments in situ qui s’accumulent en grande partie à la suite d’accumulations organiques dans des strates autrement horizontales ou presque plates. Les récifs et les stromatolites sont deux variétés courantes de telles structures de croissance.
Caractéristiques du plan de litière
Les surfaces supérieures des lits présentent généralement des caractéristiques sédimentaires primaires qui sont classées comme des structures du plan de litière. Une vue tridimensionnelle peut être obtenue si certaines d’entre elles peuvent être vues de côté ainsi que du haut d’un tas de strates. Ils comprennent des caractéristiques telles que des ondulations (marques d’ondulation), des ondulations d’escalade, des rills, des fosses, des fissures de boue, des sentiers et des pistes, des moulages et des moules de sel et de glace, etc. Les marques et irrégularités du plan de litière peuvent être attribuées à l’une des trois classes suivantes: (1) ceux à la base d’un lit (structures de charge et de courant et marques organiques), (2) ceux à l’intérieur d’un lit (linéation de séparation) et (3) ceux au sommet d’un lit (marques d’ondulation, fosses, empreintes, fissures de boue, traces et traînées d’organismes, et autres).
Structures de déformation
En plus des structures sédimentaires qui sont normalement associées aux plans de litière, il existe d’autres structures de ce type qui résultent de la déformation pendant ou peu de temps après la sédimentation, mais avant l’induration du sédiment dans la roche. Ce sont des caractéristiques non-contectoniques – c’est-à-dire, ce ne sont pas des courbures et des plis provoqués par le métamorphisme ou d’autres causes similaires. Les structures de déformation peuvent être regroupées en plusieurs classes, comme suit: (1) structures de fond et de charge, (2) structures alambiquées, (3) structures d’affaissement, (4) structures d’injection, telles que des digues ou des seuils de grès, et (5) structures organiques.
Les structures trouvées au fond d’un lit sont appelées marques de semelle, car elles se sont formées sur la « semelle » du lit. Les marques de semelle sont généralement formées sur des lits de grès et de calcaire qui reposent sur des lits de schiste. Ils sont appelés moulages, car ce sont des remplissages de dépressions qui se sont formées à la surface de la boue sous-jacente. Ils proviennent (1) d’une charge inégale sur la boue humide molle et plastique, (2) de l’action des courants à travers la surface supérieure de la boue, ou (3) des activités des organismes sur cette surface. Les coulées de charge se forment à la suite de l’enfoncement du grès ou du calcaire dans la boue en dessous. Les marques de courant peuvent se former par l’action des courants d’eau sur les surfaces supérieures des lits ou par des « outils » (tels que le bois et les fossiles) qui sont transportés par les courants sur les sédiments mous.