Bassins sédimentaires - Les marqueurs de leur histoire thermique

Les marqueurs de leur histoire thermique

Livre numérique

Depuis une quarantaine d’années, la reconstitution de l’histoire thermique des bassins sédimentaires s’appuie sur les propriétés chimiques, physiques et moléculaires de la matière organique présente dans les sédiments. Puis progressivement, des marqueurs minéraux se sont avérés être d’excellents témoins de cette histoire thermique.
Ce livre (inspiré d’un séminaire de formation continue de l’Université de Paris-Sud) a pour but de présenter d’abord toutes les méthodes organiques et minérales actuellement disponibles incluant celles qui sont apparues très récemment et de se focaliser sur les marqueurs minéraux qui ont atteint un degré de maturité suffisant.
L’histoire thermique est reconstituée à partir de géothermomètres, de chronomètres, de chronothermomètres et enfin de géothermomètres cinétiques ou cumulatifs. La combinaison de toutes ces méthodes aboutit à des histoires dont les implications géodynamiques, pétrolières, minières, environnementales sont très importantes. Il n’existe pas une démarche unique puisque les méthodes utilisées ont des domaines d’application différents, des précisions variables et dépendent de la nature des sédiments.
De niveau master, cet ouvrage s’adresse aux étudiants et aux enseignants mais également à tous les géologues qui s’intéressent à la thermicité des bassins et qui se demandent quelles sont les méthodes qui peuvent permettre de résoudre leurs énigmes.

Table des matières

Table des matières
Bassins sédimentaires - Les marqueurs de leur histoire thermique 1
Sommaire 4
Avant-propos 8
Introduction 10
Chapitre 1. Les marqueurs inorganiques (minéraux) et organiques 10
1.1 L’évolution diagénétique dans les bassins sédimentaires 11
1.2 La démarche pour la reconstitution de l’histoire thermique des bassins 14
1.3 Les indicateurs thermiques inorganiques dans les sédiments 18
1.4 Les indicateurs thermiques organiques dans les sédiments 36
1.5 Les chronomètres 43
1.6 La datation indirecte de l’âge de dépôt d’un minéral 48
1.7 Les cinétiques d’évolution des marqueurs minéraux et organiques 49
1.8 Des voies nouvelles 50
1.9 Le problème de la détermination de la pression 53
1.10 Flux de chaleur, gradient géothermique, conduction, convection 53
1.11 Exemple de reconstitution de l’histoire thermique d’une paléomarge à partir d’une approche multi-technique 56
1.12 Incertitudes sur les histoires thermiques 60
Conclusion 61
Remerciements 63
Références bibliographiques 63
Chapitre 2. Les minéraux argileux 74
Introduction 74
2.1 Les argiles dans la diagenèse 76
2.2 La dickitisation des grès 89
2.3 L’illitisation des grès 104
2.4 La chloritisation des grès 111
Conclusion 120
Bibliographie 121
Remerciements 121
Chapitre 3. Les inclusions fluides : indicateurs thermobarométriques 128
Introduction 128
3.1 Préparation des échantillons et pétrographie des inclusions fluides 132
3.2 Inclusions aqueuses 136
3.3 Inclusions hydrocarbonées 140
3.4 Applications aux cas naturels où inclusions aqueuses et hydrocarbonées coexistent 147
Remerciements 151
Bibliographie 151
Chapitre 4. Les traces de fission 156
Introduction 156
4.2 Historique 157
4.1 Principe 157
4.3 Protocole analytique 159
4.4 Les mesures 161
4.5 Méthode d’analyse et erreur 163
4.6 Facteurs contrôlant la densité des traces de fission 165
4.7 Modélisation : inversion des données 171
4.8 Principales utilisations 173
4.9 Développements 177
4.10 Exemple d’application. Évolution d’un bassin intracontinental : le Bassin de Paris 178
Remerciements 180
Bibliographie 180
Introduction 188
Chapitre 5. La méthode (U-Th)/He sur apatite 188
5.1 Principe et théorie de la méthode (U-Th)/He 190
5.2 Thermochronologie 4He/3He 201
5.3 Méthodologie : analyse (U-Th)/He sur apatite 201
5.4 Modélisation et inversion des données (U-Th)/He 205
5.5 Reconstitution de l’histoire thermique avec les données Hélium 206
5.6 Exemples d’applications de l’(U-Th)/He sur apatite dans les bassins sédimentaires 208
Bibliographie 213
Remerciements 213
Index 224

Compléments