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Publication: Dynamique sédimentaire et diagenèse d’une bordure de plateforme carbonatée

29 janvier 2017 / admin

Pour améliorer notre connaissance de la distribution des propriétés réservoirs (porosité et perméabilité) dans les bordures des plateformes carbonatées, la connexion entre les faciès, la stratigraphie séquentielle et les processus diagénétiques précoces (diagenèse ou lithification du sédiment très rapide après le dépôt) des discontinuités a été étudiée sur la bordure de plateforme oolithique bathonienne du nord-est du Bassin Aquitain (région d’Angoulême).

Huit faciès ont été déterminés le long d’une coupe reliant des affleurements sur une distance d’environ 60 kilomètres. Ils se distribuent dans (1) le pied de pente, (2) la bordure de plateforme progradante, (3) le cordon oolthique, (4) la plateforme intérieure ouverte, (5) le foreshore et (6) le continent. La transition entre les faciès de plateforme interne et de pied de pente est marquée par des clinoformes longs de plus de cents mètres. La production carbonatée est confinée dans la plateforme interne peu profonde et exportée vers le large, entrainant la progradation des clinoformes dont l’angle était compris 20° et 25°. La profondeur de la zone de transition entre les faciès de grainstones oolithiques et les alternances marno-calcaires, à la base de la pente a pu être estimée entre 40 m et 75 m.

Architecture stratigraphique de la bordure de la plateforme carbonatée du Bassin aquitain, associée aux faciès sédimentaires

La dynamique sédimentaire varie de façon similaire au sein des quatre séquences identifiées au cours du Bathonien. Pendant le dépôt des cortèges transgressifs, la sédimentation est essentiellement localisée sur la plateforme interne et l’export de carbonate est négligeable. Pendant le dépôt des cortèges de haut niveau marin, l’export de carbonate augmente, générant la progradation de la bordure de plateforme. Les maximas de régression se marquent par des hiatus sédimentaires sur la plateforme interne, où une même discontinuité passe latéralement d’une surface subaérienne à un hardground marin. L’érosion des hargrounds sous des conditions de fort hydrodynamisme entraine l’export puis le dépôt d’intraclastes précocement cimentés le long de la pente de la bordure de plateforme, formant le cortège de bas-niveau marin.

En ce qui concerne la diagenèse, les ciments précoces sont uniquement localisés un mètre sous les discontinuités sédimentaires dans les dépôts de plateforme interne. Leur absence dans les calcaires de la bordure de plateforme est due à un taux de sédimentation continu, conséquent (1) de l’export des sédiments carbonatés vers le large et (2) de conditions hydrodynamiques plus faibles. Ces conditions particulières font des bordures de plateformes carbonatées un des seuls environnements où des faciès grainstones ne sont pas associés avec le développement de ciments précoces. Dans le cas de la plateforme étudiée, les faciès de sa bordure sont très poreux, peu colmatés par la calcite de blocage lors de l’enfouissement, et forme un excellent réservoir (roche poreuse et perméable).

Référence :

Andrieu S., Brigaud B., Barbarand J., Lasseur E., 2017. Linking early diagenesis and sedimentary facies to sequence stratigraphy on a prograding oolitic wedge : the Bathonian of western France (Aquitaine Basin). Marine and Petroleum Geology. 81, 169-195

Retrouvez les résumés des travaux présentés lors du dernier congrès RST

4 janvier 2017 / admin

Andrieu, S., Brigaud, B., Barbarand, J., Lasseur, E., 2016. Linking diagenesis to sequence stratigraphy on a prograding oolitic wedge: the Bathonian of western France (Aquitaine Basin). 25ème Réunion des Sciences de la Terre, Caen, 24-28 octobre 2016, p. 10 Téléchargement

Andrieu S., Brigaud B., Barbarand J., Lasseur E., Saucède T. 2016. Disentangling the control of tectonics, basement structure, eustasy, and environment on shallow-marine carbonates: the Aalenian–Oxfordian platform of western France. 25ème Réunion des Sciences de la Terre, Caen, 24-28 octobre 2016, p. 11 Téléchargement

Brigaud, B., Virolle, M., Bourillot, R., Feniès, H., Patrier, P., Beaufort, D., Saiag, J., Pagel, M., Portier, E., 2016. Les tapissages argileux dans les dépôts silicoclastiques des milieux marins peu profonds : implication pour une meilleure prédiction des qualités réservoirs. 25ème Réunion des Sciences de la Terre, Caen, 24-28 octobre 2016, p. 66 Téléchargement

Virolle, M., Brigaud,B., Portier,E., Feniès,H., Bourillot,R., Patrier,P., 2016. Origin and spatio-temporal distribution of clay coatings in shallow marine clastic deposits : Insights from a modern estuarine reservoir analogue (Gironde estuary, France). 25ème Réunion des sciences de la Terre, Caen, 24-28 Octobre 2016, p. 330 Téléchargement

Publication: Détection de l’impact environnemental des mines de Nickel en Nouvelle-Calédonie par l’analyse des lichens

1 décembre 2016 / admin

L’article intitulée « Impact of nickel mining in New Caledonia assessed by compositional data analysis of lichens » par Camille Pasquet, Pauline Le Monier, Fabrice Monna, Christophe Durlet, Benjamin Brigaud, Rémi Losno, Carmela Chateau, Christine Laporte-Magoni et Peggy Gunkel-Grillon vient de paraître dans la revue SpringerPlus.

Cette étude explore la possibilité d’utiliser les lichens comme bio-indicateur de la pollution atmosphérique engendrée par l’activité minière et le traitement minier du Nickel rejetant des poussières riches en nickel, cobalt, chrome ou fer, en prenant comme exemple une grande région productrice: la Nouvelle-Calédonie. Les concentrations importantes de nickel, cobalt ou chrome dans les tissus organiques des lichens collectés proches des mines ou du site de traitement minier à Nouméa montrent qu’ils enregistrent très bien la pollution atmosphérique engendrée par l’activité minière. Les lichens sont de très bons supports permettant de localiser rapidement les zones impactées par l’activité minière.

Toutes les infos sur le site de Fabrice Monna.

Revoir les photos de la mission de terrain en 2012: http://hebergement.u-psud.fr/brigaud/bonjour-tout-le-monde/

Photo: Prélèvement des lichens

Résumé de l’étude en anglais:

The aim of this study is to explore the use of lichens as biomonitors of the impact of nickel mining and ore treatment on the atmosphere in the New Caledonian archipelago (South Pacific Ocean); both activities emitting also Co, Cr and possibly Fe. Metal contents were analysed in thirty-four epiphytic lichens, collected in the vicinity of the potential sources, and in places free from known historical mining. The highest Ni, Co, and Cr concentrations were, as expected, observed in lichens collected near ore deposits or treatment areas. The elemental composition in the lichens was explored by multivariate analysis, after appropriately transforming the variables (i.e. using compositional data analysis). The sample score of the first principal component (PC1) makes the largest (positive) multiplicative contribution to the log-ratios of metals originating from mining activities (Ni, Cr, Co) divided by Ti. The PC1 scores are used here as a surrogate of pollution levels related to mining and metallurgical activity. They can be viewed as synthetic indicators mapped to provide valuable information for the management and protection of ecosystems or, as a first step, to select locations where air filtration units could be installed, in the future, for air quality monitoring. However, as this approach drastically simplifies the problem, supplying a broadly efficient picture but little detail, recognizing the different sources of contamination may be difficult, more particularly when their chemical differences are subtle. It conveys only relative information: about ratios, not levels, and is therefore recommended as a preliminary step, in combination with close examination of raw concentration levels of lichens. Further validation using conventional air-monitoring by filter units should also prove beneficial.

Nouvel ouvrage : Pétrographie et environnements sédimentaires, avec Benjamin Brigaud

9 novembre 2016 / admin

J’ai le plaisir de vous présenter le nouvel ouvrage de la collection Sciences Sup de chez Dunod, intitulé Pétrographie et environnements sédimentaires, qui vient de paraître. Ce livre, que je co-signe, présente un large spectre de roches sédimentaires.

Cet ouvrage s’adresse aux étudiants en licence et master des Sciences de la Terre, en licence de Biologie et Géologie, à ceux qui préparent les concours du CAPES ou de l’agrégation SV/STU, aux enseignants et aux curieux de géologie.
Les roches sédimentaires couvrent plus de soixante-dix pour cent de la surface terrestre, ce qui leur donne une importance de premier plan dans les domaines de l’environnement, de l’aménagement et des ressources géologiques.
Cet ouvrage est consacré à la description des sédiments et à leurs environnements de dépôt ainsi qu’aux processus qui vont peu à peu les transformer en roches sédimentaires.
L’accent est mis sur les aspects pétrographiques à diverses échelles, macroscopiques et microscopiques, avec de nombreuses photographies, en couleur pour certaines, de terrain, d’objets sédimentaires et de lames minces.
Des exercices avec leurs corrigés complètent ce livre.

Sommaire
1. Sédiments et roches détritiques, dépôts volcanoclastiques.

Altération. Constitution et classification des sédiments et roches détritiques. Diagenèse des roches détritiques. Les roches volcanoclastiques.

2. Sédiments et roches d’origine biologique, chimique ou biochimique.

Sédiments et roches carbonatés. Matière organique, sédiments et roches carbonés Autres roches d’origine chimique ou biochimique.

3. Environnements sédimentaires.

Mise en place des sédiments. Exemples de milieux sédimentaires.

Biographie des auteurs
Jean-François Deconinck – Professeur en Sciences de la Terre au laboratoire Biogéosciences de l’université de Bourgogne.
Benjamin Brigaud – Maître de conférences en Sciences de la Terre au laboratoire Géosciences Paris Sud (GEOPS) de l’université Paris-Sud.
Pierre Pellenard – Maître de conférences en Sciences de la Terre au laboratoire Biogéosciences de l’université de Bourgogne.

Publics

Etudiants en Licence (2/3) Sciences de la Vie, de la Terre et de l’Environnement, étudiants en Master 1 Sciences de la Terre, élèves des classes préparatoires BCPST, candidats aux concours de l’enseignement (CAPES, Agrégation)

Mots-clés

Géologie, Pétrologie, Sciences de la Terre

Voir en ligne : Lien vers Dunod

Lien vers l’Université Paris-Sud

Le développement des plateformes carbonatées jurassiques contrôlé par un cycle orbital

9 novembre 2016 / admin

Comme l’annonce la revue Sedimentary Geology dans le volume 345 à paraître en novembre 2016, les phases de croissance et de déliquescence des plateformes carbonatées dans l’océan téthysien au cours du Jurassique étaient contrôlées par des changements climatiques à long terme, eux-mêmes déterminés par un cycle orbital de 9 millions d’années.

Les plateformes carbonatées sont des écosystèmes marins à la biodiversité très riche et sensible qui se retrouvent aujourd’hui à des latitudes tropicales tout autour du globe. Pour mieux comprendre comment ces environnements sont impactés par les changements climatiques et environnementaux à long terme, les roches qui constituaient une ancienne plateforme carbonatée dans l’ouest de la France au cours du Jurassique, il y a environ 160 millions d’années, ont été étudiées. La France constituait alors la partie ouest d’un grand océan appelé océan téthysien.

L’équipe dirigée par Simon Andrieu et composée de chercheurs de l’Université Paris-Sud, de l’Université de Bourgogne-Franche-Comté et du Brgm, a ainsi reconstitué l’évolution de cette plateforme carbonatée au cours des 18 millions d’années de son histoire. Les sédiments carbonatés sont très dépendants de l’existence d’organismes précipitants leur coquille ou squelette en carbonate de calcium (CaCO3), comme les huîtres, les coraux, les algues vertes ou les échinodermes (crinoïdes, oursins). Après leur mort, l’action des vagues sur le fond de la mer fractionne ces squelettes ou coquilles en débris souvent inférieurs à 2 mm. L’accumulation des différents types de débris squelettiques, avec d’autres éléments non-coquillers comme les oolites (petites concrétions de CaCO3 précipitants dans des eaux chaudes) forme un dépôt sédimentaire ; la composition de ce dépôt va permettre au sédimentologue de caractériser un « faciès sédimentaire ». Au jurassique, deux grands types de faciès sédimentaires se sont déposés dans les eaux peu profondes de l’océan téthysien : (1) un faciès photozoan, riches en coraux et oolites, typiques d’eaux oligotrophiques, c’est-à-dire pauvres en nutriments (plancton) ; et (2) un faciès hétérozoans, riches en échinodermes, bryozoaires et bivalves, typiques d’eaux mésotrophiques à eutrophiques (riches en nutriments).

En comparant l’évolution de la production carbonatée dans l’ouest de la France avec une compilation des données de faciès composants d’autres plateformes de la partie ouest de l’océan téthysien, il a été mis en évidence deux phases de croissance généralisées des plateformes carbonatées alternant avec deux phases de déliquescence. Les phases de forte croissance sont constituées essentiellement par des faciès photozoans, les coraux et les oolites favorisant une accumulation rapide de sédiments carbonatés.

La production carbonatée a ensuite été comparée avec la fluctuation cyclique (cycle de 9 Ma) de la composition en carbone de l’eau de l’océan téthysien. Les deux phases de forte croissance des plateformes carbonatées correspondent à des périodes caractérisées par un faible δ13C de l’océan, marquant un climat très sec perturbé par de courtes moussons, défavorables à la présence de nutriments dans l’océan. Les eaux pauvres en nutriments sont très favorables à la prolifération des coraux ou à la genèse des oolites, édifiant ainsi rapidement d’imposantes plateformes.

Au contraire, les phases de faible production carbonatée, alors principalement limitée à la sédimentation de faciès heterozoans, correspondent à des périodes de fort δ13C dans l’océan, caractérisant un climat humide qui favorise le transfert de nutriments des continents vers l’océan. Les périodes où l’océan est riche en nutriments ont été très défavorables à la sédimentation carbonatée, car les producteurs importants de CaCO3 comme les coraux, les algues vertes ou les oolites se sont montrés plus rares dans la partie ouest de l’océan téthysien.

Le développement des plateformes carbonatées a donc été directement relié aux changements climatiques à long-terme, dont l’évolution a été grandement déterminée par un cycle orbital à 9 millions d’années.

Figure : Reconstruction de la plateforme carbonatée de l’ouest de la Téthys au cours de deux périodes (1) Aalénien (172 Ma) et (2) Limite Callovien/Oxfordien (163 Ma)

Andrieu, S., Brigaud, B., Barbarand J., Lasseur, E., Saucède T., 2016. Disentangling the control of tectonics, eustasy, trophic conditions and climate on shallow-marine carbonate production during the Aalenian-Oxfordian interval : from the western France platform to the western Tethyan domain. Sedimentary Geology. 345, 54-84

Voir en ligne : Lien vers l’article Science direct

Info INSU: Pourquoi trouve-t-on des roches très poreuses à plus de 3,5 km de profondeur ?

9 novembre 2016 / admin

Pourquoi des réservoirs d’hydrocarbures sont-ils présents à de grandes profondeurs alors que les lois d’enfouissement prédisent une réduction drastique de la porosité ? C’est la question à laquelle des chercheurs de Géosciences Paris Sud (GEOPS, CNRS / Université PARIS-SUD) et de la société ENGIE ont répondu, au moins en partie, en réalisant une étude pétrographique et minéralogique de roches prélevées au large de la côte nord-ouest de l’Australie lors de compagnes de forages profonds. Ils ont également ainsi montré que les formations sableuses déposées dans des estuaires, et maintenant très enfouies, sont des cibles de choix pour la prospection pétrolière.
@INSU-CNRS

Retrouvez l’intégralité de l’article sur le site de l’INSU

Notre consommation importante d’hydrocarbures pousse l’exploration pétrolière à les rechercher dans des roches très poreuses situées de plus en plus loin dans les profondeurs du sous-sol, alors même que la probabilité d’y parvenir semble très faible dans la mesure où les lois d’enfouissement prédisent une diminution drastique de la porosité avec la profondeur (jusqu’à une porosité inférieure à 5 %). Pourtant, des découvertes récentes montrent que des réserves d’hydrocarbures sont exceptionnellement présentes à plus de 3,5 km de profondeur, dans des roches réservoirs très poreuses (> 20 %) et perméables (> 100 mD).

Afin d’améliorer notre capacité à prédire la localisation d’une zone poreuse et ainsi d’augmenter le taux de succès des forages en orientant l’exploration vers les zones à forts potentiels, il convient d’améliorer la compréhension des processus à l’origine des bonnes qualités (fortes porosité et perméabilité) de certains réservoirs très profonds.

Pour aller dans ce sens, des chercheurs du GEOPS et de ENGIE ont réalisé une étude pétrographique et minéralogique (visuellement et à l’aide d’un microscope et d’un diffractomètre de rayons X) de roches gréseuses récoltées à plus de 3,5 km de profondeur au cours de plusieurs campagnes d’exploration dont la dernière a été réalisée en 2010 par ENGIE. Ces forages ont été effectués au large de la côte nord-ouest de l’Australie, à environ 250 km à l’ouest de la ville de Darwin, dans une zone du plateau continental où la hauteur d’eau n’excède pas 100 m.

Les chercheurs ont obtenu les résultats suivants.

Déposée au Permien (il y a environ 270 Ma), la formation sédimentaire étudiée est localement très poreuse (> 20 %). Les grès qu’elle contient sont composés de grains de quartz et de feldspaths de la taille des grains de sable (63 microns à 2 mm). La présence de figures sédimentaires assimilables à des dunes sableuses, de rides façonnées par les courants de marée ou encore d’échinodermes et de traces laissées par des vers et des crustacés indique que ce sédiment a été déposé dans un immense estuaire. Des barres sableuses d’environ 2 à 5 mètres d’épaisseur, de plusieurs dizaines de mètres de largeur et de plusieurs centaines de mètres de longueur sont présentes, probablement similaires à celles observées actuellement dans l’estuaire de la Gironde.

À l’échelle microscopique, de petits amas de minéraux argileux (taille de quelques microns) ont été identifiés autour des grains de quartz situés au sommet de ces grandes barres sableuses. Ces minéraux argileux se sont positionnés ainsi au moment du dépôt des sables puis ont été transformés en chlorite ferreuse au cours de la diagenèse d’enfouissement, probablement sous un enfouissement de 100 à 500 m. Cette chlorite ferreuse a alors formé un tapissage très fin (environ 10 ?m), recouvrant la totalité de la surface des grains de quartz. Aucune surcroissance de quartz obturant la porosité n’étant observée en présence de ces tapissages d’argile, il semble que ceux-ci inhibent le développement de telles surcroissances lors de la diagenèse. Au contraire, de larges surcroissances de quartz comblent totalement la porosité quand les tapissages sont absents. Ces surcroissances se sont développées lors de la diagenèse d’enfouissement, bien après le dépôt, lorsque l’enfouissement était supérieur à 1,5 km.

A – Reconstruction de l’estuaire permien (il y a 270 Ma), localisé alors à 200 km au large de l’Australie. B – Observation au microscope électronique à balayage des agrégats de précurseurs argileux et des tapissages de chlorite ferreuse.

Source :

Saïag, J., Brigaud, B., Portier, E., Desaubliaux, G., Bucherie, A., Miska, S., Pagel, M., 2016. Sedimentological control on the diagenesis and reservoir quality of tidal sandstones of the Upper Cape Hay Formation (Permian, Bonaparte Basin, Australia). Marine and Petroleum Geology. 77, 597-624

Voir en ligne : site web INSU

Les fluorines de Bourgogne à la Une du site web de l’INSU-CNRS

11 janvier 2016 / admin

Prospection sur le plateau d’Antully, fev 2013. © Benjamin Brigaud

Le sous-sol français renferme l’une des plus importantes réserves de fluor du monde. Des chercheurs de laboratoire GEOPS (CNRS, Université Paris-Sud), en collaboration avec le BRGM, ont examiné de près ces réserves françaises de fluorine, le minéral hôte, pour en caractériser l’origine. L’objectif estde mieux comprendre leur formation afin de mieux orienter les futures prospections. Les gisements ont été observés de l’échelle de l’affleurement jusqu’à l’échelle microscopique par différentes méthodes, ces travaux les ont conduit à déterminer très précisément la nature et la température des fluides minéralisateurs et d’établir un rapprochement avec les grands événements géodynamique dont l’ouverture de l’Atlantique. Ces travaux sont publiés dans la revue Ore Geology Review.

Observation en cathodoluminescence de cubes de fluorine, apparaissant en violet. © Morgane Gigoux

Le fluor, un élément aux usages multiples dans l’industrie

En effet, la fluorine est l’un des seuls minéraux contenant assez de fluor pour être exploité; près de 5,5 Millions de tonnes de ce minéral sont présents dans des gisements localisés en Bourgogne, ce qui place la France au sixième rang mondial des pays ayant des réserves connues.

Le fluor est un élément hautement important pour l’économie française car beaucoup d’industries en dépendent. Le fluor est indispensable à la fabrication de nombreux composants permettant à la France d’être en bonne position dans le domaine de l’énergie ou de l’automobile: c’est un élément de base utilisé pour séparer les isotopes de l’uranium dans la fabrication des combustibles nucléaires, ou pour la fabrication de l’acide fluorhydrique (HF) qui permet d’éliminer tous les oxydes inorganiques dans l’industrie du verre, des aciers inoxydables (automobile, éolienne, hydrolienne…) ou du silicium des semi-conducteurs (électronique, photovoltaïque, voiture électrique), ou encore dans son utilisation comme catalyseur des réactions du butène dans le raffinage du pétrole. Il est également présent dans notre vie quotidienne en composant nos dentifrices, les mousses synthétiques de nos matelas, les gaz réfrigérants de nos réfrigérateurs ou nos casseroles au téflon. A ce titre, le fluor est classé par l’Union Européenne comme un élément critique du fait de son importance économique et de notre quasi totale dépendance des importations.

Afin de reconstruire le cadre géodynamique dans lequel les gisements français de fluorine se sont mis en place, les températures de cristallisation, salinité et âge ont été recherchées. L’étude a porté sur quatre importants gisements bourguignons encaissés dans des calcaires, dolomites et grès. Le niveau minéralisé se localise toujours dans les premiers niveaux sédimentaires remplissant la base du bassin de Paris dans sa partie sud-ouest, et déposés à la fin du Trias et début du Jurassique (210-195 Ma). Les échantillons collectés sur le terrain ont été minutieusement observés à l’aide de plusieurs microscopes: photonique, à cathodoluminescence et électronique. Les gisements renferment environ une trentaine de pourcent de fluorine (CaF2), le reste étant principalement du quartz (SiO2) et de la barytine (BaSO4).

Cette phase d’observation a permis d’identifier les deux principaux événements minéralisateurs avec d’abord une phase de dissolution des carbonates suivie par la cristallisation de fluorine, barytine et quartz à partir de fluides à la salinité de type CaCl2, comprise autour de 10%, à des températures comprises entre 80 et 100°C, parfois plus élevées (jusqu’ 200°C). Le stade principal de minéralisation de fluorine a été daté à 130 Ma, soit 80 Ma d’année après le dépôt sédimentaire carbonaté.

Le lien avec les grands mouvements de plaques tectoniques

Cette période de formation des gisements de fluorine de Bourgogne est marquée par des mouvements géodynamiques importants avec le début de l’ouverture de l’Atlantique centrale, le Rifting du Golfe de Gascogne et la zone de rifting qui était positionnée à la place des Pyrénées. Ces mouvements se font ressentir jusque dans la moitié nord de la France, où les bordures du bassin de Paris se sont surélevées. Des fluides météoriques se sont infiltrés jusqu’à plusieurs kilomètres de profondeur dans le socle granitique en s’enrichissant en fluor (F). Ces fluides chauds remontent ensuite par l’intermédiaire d’un réseau de faille et le dépôt de fluorine se produit dans un milieu riche en Calcium (Ca), présent dans les roches carbonatées ou grès à ciment calcitique. Cette circulation est à l’origine de la mise en place de ces importants gisements en France à la base du bassin de Paris.

Ce modèle implique que des gisements peuvent être présents vers l’intérieur du bassin et à sa base. Il faut donc explorer l’interface socle/couverture sédimentaire proche des zones faillées vers l’intérieur du bassin.

Retrouvez l’actu de l’Insu du 5 janvier 2016 sur les travaux de GEOPS sur les Fluorines.

Article sur le site web de l’INSU

Parution du PDF de la Thèse de Morgane Gigoux

11 janvier 2016 / admin

Le PDF de la thèse de Morgane Gigoux est maintenant disponible. Cette thèse est le fruit d’une collaboration avec le brgm intitulée « Origine des minéralisations de fluorine CaF2 de la bordure sud-est du Bassin de Paris (Morvan, France) » qui a permis le financement du salaire pendant 3 ans. Le projet « Age et nature des circulations de fluides à l’origine de minéralisations économiques (CaF2) dans un bassin intracratonique (Sud-Est du Bassin de Paris, France) » financé par l’Action sur projet de l’INSU « Connaissance et Technologie du Sous-Sol pour son Exploitation et Usage Durable (CESSUR) » en 2012 a permis de réaliser une partie des analyses.

Thèse « Origine des minéralisations stratiformes de fluorine de la bordure sud-est du bassin de Paris«

CLAYCOAT: un programme national de R&D en géologie sédimentaire

6 septembre 2015 / admin

CLAYCOAT « CLAY COATing in shallow marine clastic deposits to improve reservoir quality prediction » est un programme national de recherche et développement (R&D) en géologie sédimentaire, financé par ENGIE associant les Universités Paris-Sud, de Poitiers, l’Institut Polytechnique de Bordeaux et ENGIE.

Ce projet vient de démarrer au 1er janvier 2015 et se terminera en 2018. L’objectif de ce programme R&D est d’essayer d’améliorer notre compréhension sur le dépôt d’argile dans les séries sableuses estuariennes, formant de minuscules (10 micromètres) tapissages argileux autour des grains de quartz. Même minuscules, ces tapissages favorisent la conservation des bonnes porosités et perméabilités des sédiments lors de leur enfouissement, même à très grandes profondeurs (>3500m) et contribuent ainsi à former des réservoirs d’eau ou d’hydrocarbures. Cependant, les conditions de formation de ces argiles restent très peu connues (lieu dans l’estuaire, chimie de l’eau, timing…).

L’objectif de ce projet vise à mettre en parallèle (1) des observations et caractérisations sédimentologiques de dépôts quaternaires avec (2) des observations et analyses d’échantillons de subsurface afin de mieux comprendre l’origine du développement des tapissages argileux dans les grès.

Par analogie avec des analogues actuels, les processus en jeu déterminant la minéralogie et la distribution spatio-temporelle des tapissages argileux dans les réservoirs anciens devront être mieux appréhendés afin de prendre en compte ces paramètres dans les modèles de prédictions des qualités réservoirs.

Porteur du projet : Benjamin Brigaud (Université Paris-Sud)

Partenaires:

ENGIE (Eric Portier, Guy Désaubliaux),

Institut Polytechnique de Bordeaux (Raphaël Bourillot, Hugues Féniès)

Université de Poitiers (Patricia Patrier)

Université Paris-Sud (Maxime Virolle, Benjamin Brigaud)

Infos: CLAYCOAT

Lien en le cycle du carbone et les faciès carbonatés d'eaux peu profondes

Article à Cretaceous Research

6 septembre 2015 / admin

Les activités anthropiques aboutissent à un relargage important de CO2 qui entraine un enrichissement en carbone de l’atmosphère, contribuant ainsi au réchauffement actuel de la planète. Il est important de comprendre l’influence des changements du climat et du cycle du carbone sur la vie, et notamment sur des écosystèmes à la biodiversité très riche et sensible comme le sont les plateformes carbonatées (Bahamas, Grande barrière de corail, Maldives, Nouvelle-Calédonie…).
Pour cela, nous avons étudié des roches qui formaient une ancienne plateforme carbonatée en France (Nord du Bassin Aquitain) il y a environ 100 millions d’années (Crétacé). Le niveau des océans était alors bien plus élevé qu’aujourd’hui et la température de l’eau de mer en France était comparable avec celle des mers tropicales actuelles.
Nous avons reconstitué l’évolution de cette plateforme carbonatée pendant plus d’un million d’années en nous intéressant par exemple à sa morphologie et à la vie qui s’y développait.
Le δ13C est proportionnel au rapport entre deux isotopes du carbone : 13C/12C, le 12C étant enrichi dans la matière organique constituant le plancton marin. Une augmentation de ce rapport dans l’océan est associée à un stockage de carbone organique dans les sédiments, lors d’anoxie de l’océan. L’absence d’oxygène dans la colonne d’eau est provoquée par des blooms de production organique, consommant l’oxygène, et favorisés entre autres par l’augmentation du transfert de nutriments lors de périodes chaudes, marquées par l’augmentation du CO2 atmosphérique. Ces anoxies empêchent la matière organique de se dégrader. Le signal isotopique du carbone enregistré dans les sédiments marins est donc un bon marqueur du cycle du carbone.
Dans notre travail, l’étude des microfaciès carbonatés d’eaux peu profondes a permis d’en reconstituer deux types. Le premier est un faciès photozoan, riches en coraux, peloïdes et oolites, typique d’eaux oligotrophiques, c’est-à-dire pauvre en nutriments organiques (plancton). Le deuxième est un faciès heterozoan, riches en échinodermes, rudistes, bryozoaires et brachiopodes, typique d’eaux mésotrophiques à eutrophiques (riches en nutriments). L’analyse du δ13C a permis de reconstituer ses variations dans l’océan de manière très fine pendant la période géologique du Cénomanien (environ 95 Ma). Notre travail montre que l’augmentation du δ13C (>2,5‰) de l’océan Atlantique et Téthys est corrélé à un bouleversement de l’écosystème de la plateforme carbonatée : les coraux disparaissent au profit des bivalves, échinodermes et bryozoaires. L’augmentation du δ13C indique probablement une hausse de la productivité primaire de l’océan, impactant les plates-formes carbonatées d’eaux très peu profondes. Ce changement en termes de biodiversité est associé avec un changement de morphologie de la plate-forme marquée par l’apparition de cordons sableux (à débris bioclastiques d’échinodermes) et de bioconstructions à rudistes. Lorsque le δ13C augmente encore davantage (>3‰), les roches carbonatées disparaissent au profit de sédiments argileux et la vie devient beaucoup plus rare.
Cette étude tend à montrer que le cycle du carbone a une influence importante sur des écosystèmes très riches tels que les lagons ou les récifs coralliens.

Andrieu, S., Brigaud, B., Rabourg, T., Noret, A., 2015. The Mid-Cenomanian Event in shallow marine environments : Influence on carbonate producers and depositional sequences (northern Aquitaine Basin, France). Cretaceous Research. 56, 587-607

Photo: Prélèvement des lichens

Orcid