Roche évaporitique

Évaporite

Israël.

Les évaporites, ou roches évaporitiques, sont des roches sédimentaires constituées de minéraux ayant précipité à la suite d'une augmentation de leurs concentrations dans une saumure. Cette augmentation de concentration provient d'apports terrigènes de sels minéraux et de l'évaporation de l'eau dans laquelle elles se forment. Aussi appelées "roches salines", on regroupe aussi sous le terme d'"évaporite" les dolomies et les argiles néoformées.

Ces roches, à intérêt économique important, se sont formées depuis l'âge du Précambrien.

Formation des évaporites

Les évaporites se forment par précipitation d'ions en solution, dans un milieu aqueux sursaturé (saumure) soumis à une évaporation intense.

Diverses conditions sont nécessaires à la formation de gisements évaporitiques :

• Le milieu doit être aride, mais pas nécessairement chaud, par exemple les ceintures tropicales et équatoriales, les zones à climat très froid. Il faut que les apports d'eau soient inférieurs à l'évaporation.
• Le système doit être plus ou moins isolé, de telle façon à minimiser les apports d'eau, qu'ils soient météoriques ou marins. Un tel isolement est possible par une barrière tectonique, volcanique ou sédimentaire. Un apport d'eau est cependant indispensable, car le système a besoin d'un apport d'ions constant.

Les zones favorables sont donc les zones de rift continentaux (Mer Morte), les zones de bassins intracratoniques, les lacs, les zones de collision, les bassins fermés où stagnent les eaux.

Environnements évaporitiques

Environnements continentaux

Ils consistent en des lacs en région aride ou semi-arides, des lacs temporaires (sebkha) ou des bassins partiellement ou totalement confinés (Mer Morte, grand lac salé, mer Caspienne, mer d'Aral, Chott el-Jérid en Tunisie) Les minéraux se déposent de manière concentrique, avec les plus solubles au centre. Les apports d'eau se font par précipitations atmosphériques et eaux souterraines. Les fluctuations du climat influent à long terme sur la précipitation des minéraux.

Environnements marins sub-aériens

Il s'agit de milieux à proximité de la mer, étant situés entre les niveaux de marée basse et les niveaux inondés lors de tempêtes fortes. Les sebkhas, plaines côtières partiellement inondées, sont des lieux privilégiés de formation. Elles subissent des inondations ponctuelles permettant le renouvellement des ions, ainsi que l'apport d'eaux de pluie, de rosée. Les dépôts se font à l'intérieur du sable et de la boue, dans des marais peu profonds ou desséchés. Les minéraux formés sont mélés à d'autres éléments terrigènes détritiques du continent, ainsi qu'à des sables.

Environnements de bassin peu profond

Ce sont des bassins de taille et de profondeur variables, par exemple les lagunes, ou des bassins de rift soit fermés (bassin à structure en œil), ou à moitié isolés (bassin à seuil)

Environnements de bassin profond

On les trouve dans les zones à forte subsidence. Les dépôts se font en lamines, alternant avec de la matière organique, des carbonates...

Minéraux des évaporites

Minéraux primaires

On entend par minéraux évaporitiques primaires les minéraux formés directement par précipitation d'ions de la saumure après évaporation, non remaniés. Ils se forment en milieu marin ou continental, et précipitent directement à partir d'eaux libres ou par hydrothermalisme.

Les minéraux formées par ordre de fréquence sont :

• Les sulfates : gypse, anhydrite (forme déshydratée), bassanite (forme semi-hydratée)
• Les chlorures : halite, sylvine, potasse
• Les chromates
• Les vanadates

Lors de l'évaporation, les matériaux formés se déposent selon l'ordre de précipitation des sels constituant une séquence évaporitique.

Séquence évaporitique marine

Sels	Formule chimique	% d'évaporation d'eau de mer
Calcite	CaCO3	50%
Dolomite	CaMg(CO3)2
Gypse	CaSO4	80%
Halite	NaCl	90%
Sels de magnésium	MgSO4
Sel de potassium	KCl	95%

Minéraux secondaires

On entend par minéraux évaporitiques secondaires les évaporites remaniées par diagenèse, précoce ou tardive.

Les transformations diagénétiques les plus courantes sont :

• Transformation du gypse en anhydrite : par apport de chaleur, et perte de l'eau dans le gypse. On observe une déshydratation totale à 90 °C.
• Transformation de l'anhydrite en gypse : réaction inverse de la précédente, par hydratation
• Transformation des carbonates en sulfates
• Transformation des sulfates en carbonates
• Transformation des sulfates en silice

On observe aussi des transformations métamorphiques.

Roches évaporitiques

Les minéraux précipités peuvent former directement des roches : gypsite, anhydrite, sel gemme. Les évaporites peuvent aussi être sédimentées en tant que roches détritiques après érosion et transport.

Sources

• Cours de sédimentologie, 2^e année de licence Géosciences
• Cours de sédimentologie, 1^re année licence Science de la Terre, Université Joseph Fourier, Grenoble
• I. COJAN et M. RENARD, Sédimentologie, 2^e édition, 1999. Éditions Dunod, coll. Sciences de la Terre, 418 pages.

Voir aussi

• Dôme salin
• Crise de salinité messinienne

Liens externes

• (en) Sedimentology of Sabkha, Salt Lakes and Arid Environment
• (fr) Les évaporites, Université de Liège

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