Surface durcie

En sédimentologie des carbonates, une surface durcie (hardground en anglais) est un état particulier du sommet d'un banc carbonaté, lithifié durant un arrêt du dépôt de sédiments. Les surfaces durcies se forment en fond de mer et la lithification a lieu antérieurement au dépôt du banc sus-jacent.

Surface durcie d'âge Crétacé au Texas avec des huîtres incrustées et des perforations d'organismes lithophages (Gastrochaenolites). L’échelle figurée mesure 1,0 cm.

Elles correspondent souvent à des surfaces d’inondation (flooding surfaces en anglais) dans lesquelles se produit une halmyrolyse précoce de la boue crayeuse, liée à des courants de fond[1].

Définition

Une surface durcie correspond à la partie supérieure d’un banc carbonaté, ayant été exposée en fond de mer et ayant ainsi subi une lithification antérieure au dépôt du banc sus-jacent[2],[3].

Identification

Les surfaces durcies sont caractérisées à partir de divers phénomènes :

  • sédimentologiques : érosion, corrosion, encroutements ou imprégnations ;
  • biologiques : perforations, incrustations, présence d’organismes sessiles.

Éléments sédimentologiques

L’érosion et la corrosion sont prouvées par la troncature ou l'altération de fossiles ou d’autres éléments constituant des carbonates. Les encroûtements ou imprégnations d'origine minérale sont variés : glauconie, phosphate de calcium, ciments calcitiques, oxydes de fer ou de manganèse[2] par exemple.

Éléments biologiques

De nombreux organismes perforent le sédiment plus ou moins induré. Ce phénomène de bioérosion est le résultat de l’action d’animaux marins nombreux et variés. Un des exemples les mieux connus est le mollusque bivalve lithophage (mangeur de pierre) de la famille des moules : Lithophaga lithophaga. En plus des lamellibranches, d’autres mollusques, des vers polychaètes, des brachiopodes s.l. de la famille des Phoronidiens, des éponges, des échinodermes et des poissons perforent également les carbonates.

Les organismes incrustés ou accrochés sur les surfaces durcies sont également nombreux. Parmi ceux-ci, il faut mentionner les huîtres, les bryozoaires, les crustacés fixés du groupe des cirripèdes et les crinoïdes (classe d’échinodermes vivant fixés).

Répartition chronologique

Au cours des temps géologiques, les surfaces durcies sont sensiblement plus fréquentes durant les périodes où les carbonates déposés étaient à dominante calcitique, c'est-à-dire avec une précipitation rapide de calcite faiblement magnésienne au détriment de l’aragonite constitutive des tests d’organismes marins[4].

Les surfaces durcies sont ainsi fréquentes lors des périodes Ordovicien et Silurien et au cours du Jurassique et du Crétacé tandis qu’elles sont quasiment absentes au Permien et au Trias.

Notes et références
  1. (en)Pope, M.C., Read, J.F., « High-resolution surface and subsurface sequence stratigraphy of the Middle to Late Ordovician (late Mohawkian-Cincinnatian) foreland basin rocks, Kentucky and Virginia », AAPG Bulletin, vol. 81,‎ , p. 1866–1893
  2. (en)Bathurst R. G. C. (1975) - Carbonate sediments and their diagenesis. Developements in sedimentology, 2nd edition, Elsevier Scientific Publishing Co, Amsterdam, (ISBN 0-444-41351-0)
  3. (en)Wilson, M.A., Palmer, T.J., « Hardgrounds and hardground faunas », University of Wales, Aberystwyth, Institute of Earth Studies Publications, vol. 9,‎ , p. 1–131
  4. (en)Palmer, T.J., Wilson, M.A., « Calcite precipitation and dissolution of biogenic aragonite in shallow Ordovician calcite seas », Lethaia, vol. 37, no 4,‎ , p. 417–427 (DOI 10.1080/00241160410002135)

Voir aussi

Articles connexes
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