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Classification des roches sédimentaires

Dans cette page :

Pourquoi une classification et pour quoi faire ?

Il existe non pas une mais plutôt de nombreuses classifications des roches sédimentaires, basées sur différents critères et notamment l’origine des éléments, leur taille, leur organisation ou encore leur nature chimique / minéralogique. Toutes ces classifications sont par nature imparfaites, et il existe toujours des roches de nature intermédiaire. Il est important cependant d’utiliser un référentiel commun pour dénommer les roches, seule méthode qui permet de comparer et de valider des études au niveau international (il faut bien s’assurer que l’on parle de la même roche !!).

Parmi les classifications les plus utilisées, vous trouverez ci-dessous les classifications dimensionnelles de Grabau et de Wentworth pour les roches détritiques, et les classifications texturales de Folk et de Dunham pour les roches carbonatées. 

Quels éléments composent les roches sédimentaires ?

Parmi les éléments composant les roches sédimentaires, on retrouve en premier lieu des éléments détritiques, minéraux ou fragments de roches (= lithoclastes), qui sont par nature majoritairement silicatés, et qui proviennent de l’altération des roches en domaine continental. On retrouve aussi des éléments de nature organique, ou biogénique, ou encore des éléments de nature chimique (formés suite à une précipitation en milieu sursaturé) :

Classification r sedimentaires

La classification des roches détritiques

Les roches détritiques, roches détritiques terrigènes, ou roches silicoclastiques, sont les plus abondantes des roches sédimentaires (environ 85 % des roches) et elles sont composées d’éléments issus des processus d'altération et d'érosion, de nature majoritairement silicatée.

Pour classer ces roches, on va étudier la taille de leurs éléments et on utilise donc une classification dimensionnelle (Grabau (1904), Udden (1914), Wentworth (1922)) :

Classification r detritiques wentworth

Classification de Udden-Wentworth.

Classification r detritiques grabau

Classification de Grabau.

Pour les roches de types arénite (les grès), la classification de Pettijohn est en outre couramment utilisée pour préciser la dénomination des roches. Elle nécessite la réalisation de lames minces et l'utilisation d'un microscope.

Cette classification s’intéresse à la composition minéralogique du grès et à sa teneur en matrice fine. La représentation se fait sous la forme d’un diagramme triangulaire, avec les trois pôles quartz-feldspaths-lithoclastes (QFL). Trois grands groupes de roches sont distinguées : les arénites (contenant peu ou pas de matrice), les wackes et les ‘mudrocks’. Seuls les deux premiers types sont des grès (les ‘mudrocks’ sont des lutites).

Classif pettijohn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Classification de Pettijohn pour les arénites (Pettijohn, 1975).

La classification des roches carbonatées

Par définition, les roches carbonatées sont des roches sédimentaires contenant au moins 50 % de carbonates. Les trois principaux minéraux carbonatés sont la calcite et l’aragonite, de même formule chimique, et la dolomite.

Il existe de nombreux types de classifications pour ces roches. Certaines se concentrent sur la composition minéralogique / chimique ou les propriétés physiques des roches, et d’autres sur la texture des roches. Les principales classifications utilisées pour ce type de roches sont texturales, c’est-à-dire qu’on va étudier l’organisation des éléments à l’intérieur de la roche (abondance, disposition des grains, type de phase de liaison).

Les classifications chimiques et minéralogiques

Elles nécessitent des analyses en laboratoire. Dans la pratique, il est souvent difficile de distinguer les différentes roches, et seuls les termes extrêmes peuvent être identifiés sans trop de difficulté (par exemple : le calcaire / la dolomie, le calcaire / l’argilite…).

On peut notamment classer les roches carbonatées en fonction de leur teneur en minéraux carbonatés (figure A) ou en minéraux argileux (figure B). La figure C est un diagramme ternaire montrant la dénomination de roches mixtes, composées d’un mélange de calcaire, d’argile et de silice (figure reprise d'après Vatan, 1967).

Classif mineralo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les classifications chimiques et minéralogiques : A. En fonction du rapport dolomite/calcite, B. En fonction du rapport argile/calcite, C. Diagramme ternaire montrant les différents types de roches en fonction de la proportion d'argile, de silice et de calcaire.

Les classifications texturales

La texture peut être étudiée à l’œil nu à l'échelle de l'échantillon ou sur le terrain (figure suivante) :

Classif texturale oeil nu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemples de textures déterminées à partir de l’étude macroscopique (pour tous types de roches sédimentaires).

Mais la texture est le plus souvent déterminée au microscope à partir de l’étude des lames minces (voir ci-dessous).

Presque tous les systèmes de classification des calcaires utilisés aujourd'hui ont été développés au cours des années 1950 et 1960 en réponse aux besoins des compagnies pétrolières. Les deux principales classifications utilisées sont celle de Folk (1959) et celle de Dunham (1962), cette dernière ayant été complétée par Embry et Klovan (1971). Ces deux classifications, basées sur l’observation microscopique, sont souvent utilisées conjointement, mais celle de Dunham est la plus utilisée actuellement.

Dans la classification de Folk, on distingue quatre types d’éléments (les allochems) et deux types de phase de liaison (l’orthochem). Le nom de la roche est construit en associant un préfixe (allochem dominant) à un radical (orthochem) :

Classification r carbonatees folk

Classification de Folk des roches carbonatées.

Element roches carbonatees

Les types d'éléments présents dans les roches carbonatées.

Les quatre types d'éléments présents dans les roches carbonatées sont :

  • les ooïdes (ou oolithes) sont des éléments d'origine chimique, de forme arrondie et avec une structure interne concentrique. Leur taille est inférieure à 2 mm.
  • les bioclastes sont des éléments d'origine organique. Ce sont des fossiles ou des fragments de fossiles.
  • les intraclastes sont des fragments de roches.
  • les péloïdes, pellets ou pelotes fécales sont des éléments d'origine organique, riches en matière organique (d'où la couleur sombre) et sans organisation interne. Ils mesurent généralement entre 0,1 et 0,5 mm.

Dans la classification de Dunham, on étudie le type de phase de liaison (matrice ou ciment), l'abondance des éléments et leur disposition (éléments jointifs ou dispersés). Les noms donnés aux roches sont des mots anglais :

Classification r carbonatees dunham

Classification de Dunham pour les roches carbonatées.

La classification d’origine de Dunham n'incluait pas la subdivision des boundstone en bafflestone, bindstone et framestone (cette subdivision permet d’apporter des précisions sur le type d'organismes constructeurs). Ces catégories, ainsi que les rudstone (conglomérats calcaires à éléments jointifs) et les floatstone (conglomérat calcaire à éléments dispersés dans une matrice) ont été ajoutés par Embry & Klovan (1971).

Classification r carbonatees embry et klovan

Classes texturales ajoutées à la classification de Dunham par Embry et Klovan.

Références :

Pour plus d'informations :

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Date de dernière mise à jour : 19/03/2025