Diagenese des roches sedimentaire et organisme vivant

3ème année

Licences “Sciences de la Vie” et “Sciences de la Terre”

Parcours “Biologie, Environnement, Sciences de la Terre”

UE HLBE510 - Projet tutoré S5

Rapport bibliographique

Influences biogéniques sur la diagenèse des roches sédimentaires

DUVIVIEZ Marin

PILLONI Raphaël

Tuteur :

M. Fabrice LIHOREAU

Année universitaire 2015-2016 ; S5

Sommaire

1 - Introduction…………………………………………………………………………..p.2

2 - Rôle des organismes de leur vivant……………………………………………….....p.2

2.1 - Roches biochimiques……………………………………………………………..p.2-3

2.1.1 - Rôle des micro-organismes dans la précipitation des carbonates

2.1.2 - Les stromatolithes

2.1.3 - Les tufs calcaires (ou travertins)

2.2 - Roches bioconstruites………………………………………………………….....p.4

2.2.1 - Les constructions récifales

3 - Rôle des organismes après leur mort………………………………………………...p.5

3.1 - A partir de matière minérale…………………………………………………....p.5-6

3.1.1 - Le calcaire coquillier

3.1.2 - Les lumachelles

3.1.3 - Le calcaire lacustre

3.2 - A partir de matière organique…………………………………………………..p.6-7

3.2.1 - Le charbon

4 - Conclusion……………………………………………………………………………...p.7

1 - Introduction :

La vie est souvent en interaction étroite avec les roches, elle peut y laisser des traces, modifier ou même participer à la genèse de certaines d’entre elles. D’une part, elle interagit constamment avec le milieu qui l’entoure et induit donc des modifications (physico-chimiques) de l’environnement dues à son activité propre (photosynthèse, respiration…) ou lors de la formation de certaines de ses structures (squelette, coquille…). D’autre part, la diagenèse transformant les sédiments en roches dépend de plusieurs processus physico-chimiques et biochimiques selon le type de roche. Les éléments et conditions nécessaires à celle-ci peuvent donc variés, être générés ou transformés par la présence d’êtres vivants, de leur vivant ou lorsque ces derniers meurent.

La diversité des roches composées d’organismes ou résultant de leur activité étant importante, nous ne présenterons dans ce rapport que certains cas de façon succincte.

2 - Rôle des organismes de leur vivant :

2.1 - Roches biochimiques :

Plusieurs roches sédimentaires résultent d’une activité biochimique qui implique certains micro-organismes, notamment photosynthétiques. En effet, ces derniers vont intervenir dans le processus de précipitation des carbonates et construisent alors des édifices carbonatés qui vont varier dans leur structure en fonction de l’environnement qui les entoure. Dans un premier temps, nous allons décrire ce phénomène de précipitation des carbonates ainsi que les micro-organismes impliqués, puis nous nous intéresserons à différents types de roches en découlant.

2.1.1 - Rôle des micro-organismes dans la précipitation des carbonates :

La précipitation du carbonate ( Ca2+ + 2HCO3- ↔ CaCO3 + H2O + CO2 ) résulte de la réaction entre le calcium (Ca2+ provenant de l’altération continentale) et de l’hydrogénocarbonate (HCO3-) soluble. Certains micro-organismes photoautotrophes vont donc agir comme “catalyseurs” de cette réaction en utilisant le carbone (CO2 ou HCO3-) nécessaire à la photosynthèse (Lun Li, 2010). Ceux sont les cyanobactéries (Cyanophyceae) qui sont en grande partie impliquées dans ce processus, ainsi que certaines micro-algues vertes de la classe des Chlorophyceae ou encore les Coccolitophores (Coccolitophyceae). Les cyanobactéries peuvent réaliser la fixation du carbone sous forme de biomasse et de carbonate de calcium insoluble dans l’eau (au-dessus du seuil de compensation des carbonates (Michael Allaby, 2004)).

Les cyanobactéries effectuent la photosynthèse à l’aide de la chlorophylle-A et produisent de l’O2. De plus, la consommation photosynthétique du CO2 est l’un des mécanismes qui produit le plus de carbonate organique dans des environnements non-confinés (Ehrlich H.L, 1996). Dans le fossile, les cyanobactéries sont très présentes dans les domaines marins et sont responsables de l’édification des stromatolithes (S.M. Awramik , 1991) dès l’Archéen (-3.45 Ga, Pilbara oriental, Australie). Actuellement, elles semblent y être plus rares et colonisent principalement des rivières ou certains lacs d’eau douce.

2.1.2 - Les stromatolithes :

Ceux sont des roches sédimentaires laminées (souvent carbonatées) résultant de l’activité biologique de communautés composées principalement d’algues eucaryotes et de cyanobactéries (tapis algo-microbiens), ces dernières étant les organismes les plus abondants. Les laminations, qui peuvent être répétitives, alternantes ou cycliques, enregistrent les phénomènes périodiques qui affectent la population

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