Minéralogie (pétrographie) Chapitre 6, Les roches carbonées.

I Le charbon.

On trouve des roches détritiques qui alternent avec des zones de charbon. Les charbons sont des roches constituées de végétaux continentaux fossiles.

Vue l’énorme masse de végétal utilisé, il a du y avoir d’énormes forets mises en jeu. On peut observer une zone continue (avant la tectonique des plaques) qui était sous l’équateur. On avait donc des forets luxuriantes et épaisses.
Pour être transformés en charbon, les végétaux doivent être conservés sans être touchés par les organismes (ou micro organismes) : il y a besoin d’une forte sédimentation pour conserver ces végétaux. La succession en Fig. 27 montre que la sédimentation n’était pas continue : il y a eu variation du niveau marin. Les forets ont été submergées, ce qui a provoqué la mort de nombreux végétaux. Ils ont ensuite été transportés puis déposés dans des deltas marins.
On a eu des cycles qui se sont succédés avec une érosion forte et un important apport de végétal. Ces cycles se sont répétés de nombreuses fois. Actuellement, on peut voir ce phénomène en Amérique du sud. C’est la diagenèse des végétaux : ils subissent la compaction et un réchauffement grâce à la compaction.

II Pétrole et gaz naturel.

Le pétrole et le gaz naturel sont différenciés en fonction du nombre de carbone de la chaîne.

• De C1 à C5, on a des gaz, associés à N2, H2S, SO2, CO2.
• De C5 à C40, on a des hydrocarbures saturés.
• On trouve aussi des hydrocarbures aromatiques de type benzène.
• Et aussi des goudrons et bitumes.

Ces composés trouvent leur origine dans la transformation d’un produit naturel (le kérogène), qui est une substance insoluble venant de la matière organique contenue dans les sédiments. Une partie du gaz (20%) provient des bactéries (méthane). Les 80% restant résultent de la transformation thermogénique de la matière organique (du plancton océanique). Actuellement, la biomasse végétale est de 10¹² tonnes de carbone, avec une production annuelle de 10¹¹ tonnes de carbone (par an). Cette biomasse est équitablement répartie entre les océans et les continents.

Si des organismes se développent sur le fond, il n’y a pas de matière organique conservée dans les sédiments (environnement aérobie). Quand il y a un manque d’oxygène, le plancton est conservé (cas aujourd’hui de la mer rouge et de la mer noire). Il faut ensuite qu’il y ait enfouissement de la matière organique dans les sédiments : il faut un compromis entre les taux de sédimentation et d’accumulation.
La transformation de la matière organique est possible grâce à la chaleur apportée par l’enfoncement. Entre 100 et 150°C se forme l’huile ; entre 150 et 180°C, il y a formation d’huile et de gaz ; entre 180 et 220°C se forme uniquement du gaz. Cette température a pour rôle de casser les chaînes carbonées. Au delà de 250°C, on se trouve dans des domaines de roches métamorphiques à schistosité : il n’y a plus de gaz.

On peut trouver un gisement de pétrole s’il s’est déplacé, après sa formation, dans des roches poreuses.

On observe la migration du pétrole vers la partie haute.

Il existe une série de pièges liés aux failles. Il existe des gisements naturels de pétrole.
Remarque : la notion de gisement d’hydrocarbures n’est pas géologique mais économique : en fonction du prix de revient.