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Étude d'un bassin sédimentaire et de ses roches

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Comment se forme un bassin sédimentaire ?

Un bassin sédimentaire est une dépression de la croûte terrestre (continentale ou océanique) où s’accumulent des sédiments. Sous l’effet du poids, ces sédiments s’enfoncent et se transforment en roches sédimentaires par diagenèse.

Pour comprendre comment se forme ce type de structure géologique nous allons étudier le fossé rhénan ou graben du Rhin.

1. Structure du fossé rhénan

Le fossé rhénan est une dépression localisée entre Bâle (Suisse) et Francfort (Allemagne). En surface, c’est une plaine.
Lorsque l’on étudie la structure de cette région en profondeur, on observe des failles normales témoins d’une extension passée de la croûte terrestre.

La dépression est comblée par une succession de roches sédimentaires disposées selon des couches horizontales :
• la plus ancienne correspond à des sédiments datant du Permien surplombée par des sédiments datant du Trias, puis des sédiments datant du Jurassique ;
• on trouve ensuite des sédiments issus de l’érosion des roches continentales recouverts de marnes contenant des couches d’évaporites datant de l’Eocène ;
• se succèdent ensuite de fines couches de marnes datant de l’Oligocène dans lesquels on trouve des gisements de potasse ;
• à la surface, on trouve des sédiments du quaternaire.

2. Formation du fossé rhénan

• Au Trias et au Jurassique (-230 à -165 Ma)
La mer recouvre la région correspondant au futur fossé rhénan. Les sédiments se déposent et s’accumulent formant des couches de roches horizontales.

• Entre -165 Ma et -50 Ma
La mer se retire (régression marine). La sédimentation marine cesse.

• A l’Eocène (-50 Ma)
La plaque africaine entre en collision avec la plaque eurasienne. La chaîne des Alpes se forme et le socle granitique du fossé rhénan se fracture et s’étire dans le sens est-ouest. Les blocs rocheux basculent ce qui conduit à l’affaissement de la région (subsidence) ; un rift continental se forme, le fossé Rhénan. Des petits bassins se forment qui permettent une sédimentation continentale. Des marnes (mélange de calcaire et d’argile) se forment. Elles contiennent des évaporites.

• Vers -35 Ma
Le niveau des mers augmente (transgression marine). Une eau salée vient remplir le fossé Rhénan. Des périodes d’évaporation intense favorisent le dépôt de roches salines (halites).

Puis, le soulèvement du Jura isole le fossé rhénan de l’océan ce qui conduit de nouveau à une sédimentation continentale.

L'essentiel

Un bassin sédimentaire est une dépression de la croûte terrestre qui se forme soit par subsidence (enfouissement sous l’effet du poids) ou tectonique (amincissement de la croûte continentale qui s’étire).
Les sédiments issus soit de la sédimentation marine soit de la sédimentation continentale (selon l’histoire géologique de la région) s’accumulent dans la dépression sous la forme de couches horizontales.
Les sédiments s’enfoncent et se transforment en roches sédimentaires par diagenèse.

La nature des roches sédimentaires et leur âge renseignent sur l’histoire de la région.
C’est dans ces régions que peuvent se former des pièges à hydrocarbures ou le dépôt d’évaporites telles que la potasse.

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