Minéralogie, porosité et diffusion des solutés dans l'argilite du ...

159 CHAPITRE 4
accompagné par une croissance contrôlée par la surface des grains. Lorsque la nucléation
cesse, la GSD peut évoluer vers une distribution log normal avec une croissance des grains
alimentée par les grains les plus petits. Expérimentalement ce type de GSD est obtenu lorsque
le milieu est loin de l’équilibre thermodynamique et continuellement sursaturée en Calcium.
Ces phénomènes sont globalement cohérents avec la formation des carbonates dans l’argilite.
Les carbonates sont formés en diagénèse précoce pour une profondeur d’enfouissement
relativement faible. Les apports d’eaux de mer riche en Calcium ont pu sans cesse être
renouvelés permettant une nucléation continue des grains. K ile et al., (2000) obtiennent un
facteur D = -0,66 (en 2D) par précipitation des carbonates à partir de solutions sursaturées et
continuellement renouvelées en Ca. Le paramètre D obtenu est cohérent avec ceux de cette
étude et confirme une similitude des processus de précipitation. La taille minimum des grains,
non abordée au cours de cette étude, peut constituer un paramètre important dans la réactivité
chimique de l’argilite. K ile et al., (2000) montrent que pour la calcite, la taille minimale des
cristaux est fonction du degré de saturation de la solution en Calcium. Ces auteurs obtiennent
expérimentalement des cristaux de diamètre inférieur à 10 nm. Une des prochaines étapes de
ce travail pourra ainsi consister à définir la taille minimale des grains de carbonates par une
étude statistique en Microscopie Electronique. Cette étude pourra être réalisée en MEB FEG
(Field Emission Gun) ce qui permettra d’atteindre une résolution plus faible permettant de
mieux visualiser les grains de carbonates de taille inférieure au micromètre.
L’origine de l’orientation préférentielle des grains de carbonates dans le plan de
sédimentation peut également provenir de la structure ante-cimentation conditionnée par une
orientation des minéraux argileux. Celle-ci a pu également être renforcée au cours de
l’enfouissant et la compaction du sédiment. La dolomite étant elle issue d’une phase
diagénétique plus tardive, il pourrait être intéressant de comparer les distributions
fréquentielle d’orientation, d’élongations et de taille des grains de dolomite et de la calcite. Il
serait également important d’investiguer une possible connectivité tridimensionnelle de la
phase calcite cimentée pour les teneurs les plus élevées en carbonates.
La GSD des grains de quartz fait appel à des mécanismes totalement différents de ceux
conduisant à la formation des carbonates. Les grains de quartz sont issus d’apports terrigènes.
La période de transport des massifs cristallins vers le bassin de sédimentation va fragmenter
les grains de quartz progressivement. C’est l’intensité de cette fragmentation qui contrôle la
GSD des grains de quartz une fois sédimentés. La distribution en loi de puissance est
classiquement utilisée pour décrire les processus de fragmentation des roches et des minéraux
notamment en contexte de fracturation (Turcotte, 2002, Keulen et al., 2007,) et parait de ce