Microtexture et structure ultrafine des roches et matieres organiques petroligenes : nature et mode de fossilisation de la matiere organique dans les series organo-sedimentaires cycliques du kimmeridgien d'angleterre

par Mohammed Boussafir

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de E. LALLIER-VERGES.

Soutenue en 1994

à Orléans .

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  • Résumé

    Cette etude a pour objectif fondamental d'etudier l'evolution de la nature et de l'etat de preservation des constituants organiques des argiles noires du kimmeridgien d'angleterre, en relation avec la variation quantitative et qualitative de la matiere organique des differentes cyclicites. L'originalite du present sujet reside dans le fait qu'il integre un nouveau type d'approche petrologique a une reflexion sur la sedimentation et la diagenese precoce de la matiere organique ainsi que sur la problematique des cycles organiques. Les etudes ultrastructurales de la roche et de sa matiere organique petroligene montrent que la matiere organique des argiles kimmeridgiennes est composee en grande majorite d'une fraction organique totalement amorphe, meme a l'echelle nanoscopique. La geochimie, notamment les resultats moleculaires obtenus par ailleurs, montre que cette fraction organique est tres riche en composes organosoufres, ce qui permet de l'interpreter comme le resultat d'une preservation par incorporation de soufre: vulcanisation. Ce mecanisme s'accompagne d'une condensation de macromolecules dont le caractere refractaire a la degradation a ete acquis. Sa relation avec la fraction minerale montre le caractere synsedimentaire de sa formation ; sa distribution et son mode de depot dans le sediment rappelle celui des voiles bacteriens et/ou algaires qui se forment a l'interface eau/sediment. Le processus de preservation selective se trouve materialise dans les debris vegetaux terrestres, les restes algaires figures et dans la matiere organique amorphe brune du palynofacies (ultralaminae). Ces fractions organiques ne jouent pas un role quantitativement determinant dans la cyclicite organique etudiee. Les differents mecanismes decrits ci-dessus, conduisant a la formation d'une matiere organique petroligene, ont ete integres dans un schema plus general nous permettant de proposer un modele interpretatif de fossilisation des matieres organiques sedimentaires marines riche s en chaines hydrocarbonnees. Ce modele prend en consideration les resultats ultrastructuraux et moleculaires obtenus sur les echantillons du kimmeridgien mais pourrait servir d'outil de reflexion pour l'etude d'autres kerogenes. Les observations petrographiques a differentes echelles ont contribue a demontrer que les variations cycliques des teneurs en carbone organique correspondent a des accumulations variables de matiere organique d'origine phytoplanctonique liees a une variation de productivite primaire (permettant ainsi de visualiser la sensibilite de la sedimentation et de la diagenese organique aux variations induites par les cycles climatiques). La variation qualitative et quantitative du contenu organique est interpretee comme etant induite par la variation de flux organiques exportes de la zone photique, formes essentiellement d'organismes phytoplanctoniques sans test mineral. Cette matiere organique se materialise dans les sediments par la matiere organique nanoscopiquement amorphe qui dilue plus ou moins les autres flux organiques sedimentaires. Cette etude combinee aux travaux realises par les autres chercheurs du groupement de recherche 942 du cnrs, a permis aussi de mettre en exergue le double role de la sulfato-reduction. Ce processus bacterien degrade a la fois de grandes quantites de carbone organique, mais preserve d'autant mieux la matiere organique non degradee en liberant une grande quantite de soufre necessaire pour fixer les molecules qui deviennent de ce fait bioresistantes. En effet, l'h#2s produit en exces s'incorpore dans la matiere organique essentiellement lipidique en formant des composes organo-soufres leur conferant une certaine resistance. Celle-ci s'accumule de maniere cyclique sous l'effet d'une production phytoplanctonique periodique donnant lieu aux variations quantitatives (teneurs en carbone organique) et qualitatives (potentiel petroligene) du contenu organique. L'activite sulfato-reductrice est de toutes les facons induite par la production primaire qui reste le parametre precurseur dans l'accumulation de la matiere organique des argiles du kimmeridgien


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  • Détails : 188 P.
  • Annexes : 167 REF.

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  • Bibliothèque : Institut des sciences de la Terre d'Orléans.
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  • Cote : I 03-815
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