Articles

Origine et composition chimique des dépôts d’évaporites

Une étude comparative des dépôts d’évaporites marines se formant à l’heure actuelle le long de la côte pacifique du centre du Mexique et des formations d’évaporites d’âge permien dans le bassin ouest du Texas a été réalisée afin de déterminer si les sédiments modernes fournissent une base pour comprendre les conditions environnementales qui existaient lors du dépôt des dépôts plus anciens. Les travaux sur le terrain ont été complétés par des études de minéraux évaporites artificiels précipités en laboratoire et par l’étude de la composition chimique de roches halites de différents âges géologiques.L’environnement de dépôt des dépôts de sel marin contemporains au Mexique est acide, se réduit fortement à quelques centimètres sous la surface et regorge de vie microscopique. Le dépôt de sel, contrairement à celui de nombreux autres sédiments, n’est pas entièrement un phénomène de construction. Les dépôts permanents ne résultent que s’il existe un équilibre favorable entre les dépôts en saison sèche et la dissolution en saison humide.Les formations d’évaporites choisies pour une étude spéciale dans le bassin de l’Ouest du Texas sont, dans l’ordre croissant, les formations de Castille, de Salado et de Rustler, qui ont une épaisseur combinée de 1200 mètres. La formation de Castille est en grande partie composée de gypse, de Salado, de roche halite et de grès Rustler, de quartz et de carbonate. La partie inférieure de la formation de Castille est bitumineuse et contient des lamelles calcaires. Les formations de Castille et de Rustler s’épaississent au sud au détriment du sel de la formation intermédiaire de Salado.Les roches clastiques de la formation de Rustler sont interprétées comme les dépôts d’une série d’îles barrières au nord desquelles s’est déposée la roche halite du Salado. On pense que le sel s’est formé dans des eaux peu profondes de densité uniforme mélangées par le vent. Là où la profondeur de l’eau dépassait la profondeur du mélange éolien, une stratification de densité s’est développée et du gypse s’est déposé. Une eau dense de salinité élevée en dessous de la discontinuité de densité était recouverte par une eau moins dense, plus normalement saline, qui provenait de la mer au sud. Le mélange des deux couches d’eau à leur interface a dilué la couche inférieure de manière à empêcher la formation d’halite, mais en même temps la solubilité réduite du sulfate de calcium dans le mélange à l’interface a provoqué la précipitation du gypse.On pense que la couche d’eau supérieure a supporté un biote microscopique florissant dont les restes sont descendus dans de la saumure semi-humide en contrebas où les conditions de réduction prévalaient. Cet environnement a généré la roche de gypse bitumineuse. Parfois, du carbonate de calcium microcristallin d’origine biochimique probable s’est formé dans la couche supérieure et s’est déposé en dessous pour former des lamelles calcaires telles que celles de la partie inférieure de la formation de Castille.Des analyses chimiques du Permien et du sel actuel ont été comparées à des analyses de sel marin aussi vieux que le Cambrien pour déterminer si les dépôts d’évaporites peuvent apporter des informations sur l’histoire géologique de l’eau de mer. Les résultats contiennent des incertitudes qui ne peuvent pas être complètement résolues, mais ils suggèrent que le rapport entre les ions dans l’eau de mer a été à peu près constant depuis le Précambrien. De plus, l’apparition soudaine de dépôts de sel gemme au Cambrien suggère que l’océan Précambrien a pu être plutôt dilué, mais cette relation apparente pourrait également avoir été causée par d’autres facteurs.