Recherches sur la sédimentation argileuse en Méditerranée

Résumé En Fr

Researches on clay sedimentation in the Mediterranean The two main areas of research are : - relationships between continental rocks and marine sedimentation ; - nature of various media of clay sedimentation in the Mediterranean. The study is conducted along two directions : actual sedimentation, from alluvial basins to sedimentary basins ; quaternary marine sedimentation, from surface deposits to depth deposits. The proceedings deals essentially with clay matters ; but it leads to consider the marine sedimentation in a more general manner. The rocks, soils, suspended matters and fluviatile sediments of the rhodanian basin are distinguished by illite and chlorite. In the lower Rhone suspended matters, those phyllites are opposed to non-clay minerals, through rises and falles of the waters. Off the river mouth, they show, illite especially, the spreading of fresh water in the sea. Along the Provence shore, they are the signs of antagonism between rhodanian waters and local waters, the latter being often rich in montmorillonite. In the open sea take place a differential settling and an homogeneization of deposits. The distribution of clays throughout the entire Mediterranean is still discussed. The detrital apport is the main fact ; some minor cristalline adjustments take place during the transportation and settling of minerals, particularly in the eastern basin. Diagenesis does practically not affect clays, in most of the cases. Only in the eastern Mediterranean, or close to volcanic areas, can a noticeable development of minerals be observed, especially of montmorillonite. As a result, clay minerals of sediments usually keep the shape they acquired in continental soils. This shaping differs with the climate, and its determination allows to reconstitute past conditions. A paleoclimatological method is proposed, tested, discussed, then compared to other methods. Its interest lies first in the possibility to trace back, through a continuous sequence, the successive continental climates of a given area. Four media of quaternary clay sedimentation have been recognized in the Mediterranean. The detrital medium is the most common ; it affects the whole of the western basin and most part of the eastern basin. The apported clays give a faithful testimony of climates, described from the Würm basis. The reconstitution of chronologies and the sedimentation rate depend on the homogenous or disturbed character of deposits ; and these latter may be of different natures. The basic chemical medium, identified in the calcareous muds of Matapan deep, enables attapulgite synthesis. The sapropelitic medium, which has periodically developped in the eastern basin, brings the alteration of clays, particularly of montmorillonite and weathered cristallites. The volcanic medium is found in the Santorini immersed caldeira, where montmorillonite is synthetised over fine porous ashes. In these various media, the clay geochemistry is closely linked to those of sedimentary constitutives, especially of calcium carbonate and silicon.

Les deux principaux thèmes de recherche sont : -les liens qui unissent les roches continentales aux sédiments marins ; -la nature des différents milieux de sédimentation argileuse en Méditerranée. L'étude est conduite selon deux voies : la sédimentation actuelle, des bassins alluvionnaires vers les bassins sédimentaires ; la sédimentation marine quaternaire, des dépôts de la surface vers les dépôts de la profondeur. La démarche s'adresse principalement aux problèmes des argiles ; mais elle aboutit à considérer la sédimentation marine sous un angle plus général. Les roches, sols, suspensions et sédiments fluviatiles du bassin rhodanien sont marqués par l'illite et la chlorite. Dans les suspensions du Bas-Rhône, ces phyllites s'opposent aux minéraux non argileux, par le jeu des crues et décrues. Au large de l'embouchure elles reflètent, surtout l'illite, la dispersion des eaux douces en mer. Au long des côtes de Provence, elles marquent l'antagonisme entre les eaux rhodaniennes et les eaux locales souvent riches en mont-morillonite. Au large s'effectue une sédimentation différentielle et une homogénéisation des dépôts. La répartition des argiles dans l'ensemble de la Méditerranée est discutée. L'héritage est le fait majeur ; des réajustements cristallins de détail sont réalisés lors du transport et du dépôt des minéraux, surtout dans le bassin oriental. La diagenèse n'affecte pratiquement pas les argiles, dans le cas général. Ce n'est qu'en Méditerranée orientale, ou à proximité des zones volcaniques, que peut s'observer un développement notable de minéraux, particulièrement de montmorillonite. Il résulte de cela que les minéraux argileux des sédiments conservent habituellement le façonnement qu'ils ont acquis dans les sols continentaux. Ce façonnement est variable selon le climat, et sa détermination permet de reconstituer les conditions passées. Une méthode paléoclimatologique est proposée, éprouvée, critiquée puis confrontée avec d'autres méthodes. Son intérêt tient notamment à la possibilité de retrouver, dans une séquence continue, la succession des climats continentaux d'une région donnée. Quatre milieux de sédimentation argileuse quaternaire sont déterminés en Méditerranée. Le milieu détritique est le plus répandu : il est reconnu dans l'ensemble du bassin occidental, et dans la plus grande partie du bassin oriental. Les argiles héritées y représentent des témoins fidèles des climats, qui sont décrits depuis la base du Würm. La restitution des chronologies et la vitesse de sédimentation dépendent du caractère homogène ou perturbé des dépôts ; ces derniers peuvent être de nature variée. Le milieu chimique basique, identifié dans des boues calcaires des fosses de Matapan, permet la néoformation d'attapulgite. Le milieu sapropélique, qui s'est développé périodiquement dans le bassin oriental, détermine la dégradation des argiles, notamment de la montmorillonite et des cristallites altérés. Le milieu volcanique se trouve réalisé dans la caldeira immergée de Santorin, où la montmorillonite est néoformée sur les cendres fines poreuses. Dans ces divers milieux, la géochimie des argiles est intimement liée à celle des autres constituants sédimentaires, notamment le calcaire et la silice.