Les roches détritiques (ou terrigènes) résultent directement de la désagrégation d'une roche préexistante, sans étape de précipitation chimique. Ce chapitre détaille les mécanismes qui préparent le sédiment détritique, les notions de maturité qui traduisent l'intensité du transport, puis la classification des conglomérats, des grès et des pélites — un classement systématiquement demandé aux examens.
1. Altération physique et altération chimique
L'altération physique fragmente la roche mère sans en changer la composition chimique : la gélifraction (alternance gel-dégel dans les fissures), la thermoclastie (dilatation-contraction thermique) et l'action des racines produisent des débris de toutes tailles, favorisés en climat froid ou aride. L'altération chimique, dominante en climat chaud et humide, transforme les minéraux instables : l'hydrolyse des silicates (feldspaths, micas) libère des argiles néoformées et des ions en solution (Ca²⁺, Na⁺, K⁺, HCO₃⁻), tandis que l'oxydation du fer ferreux des minéraux ferromagnésiens produit des oxydes et hydroxydes de fer responsables de la coloration rouille des sols et des altérites.
2. Les agents de transport
Le transport détritique emprunte plusieurs agents aux comportements distincts. Le transport fluviatile combine charriage (roulement des éléments grossiers sur le fond), saltation et suspension (particules fines maintenues par la turbulence). Le transport éolien ne mobilise que les particules les plus fines et les plus légères, produisant un tri granulométrique très poussé. Le transport glaciaire ne trie pratiquement pas les particules, qui restent mélangées de l'argile au bloc. Le transport gravitaire (éboulements, coulées de débris, courants de turbidité) déplace de grands volumes de matériel hétérométrique sur de courtes ou de longues distances selon la pente et la fluidité du mélange.
3. Maturité texturale et maturité minéralogique
La maturité texturale exprime le degré d'évolution d'un sédiment sous l'effet du transport : un sédiment immature contient encore de la matrice argileuse et des grains anguleux mal triés, tandis qu'un sédiment mature (ou supermature) est bien trié, à grains arrondis, dépourvu de matrice fine, signe d'un transport prolongé ou d'un remaniement répété. La maturité minéralogique traduit, elle, l'appauvrissement progressif en minéraux instables (feldspaths, micas, minéraux ferromagnésiens) au profit du quartz, seul minéral commun à résister durablement à l'altération chimique et à l'abrasion mécanique : un sédiment minéralogiquement mature est donc quasi exclusivement quartzeux.
Degré d'évolution d'un sédiment sous l'effet du transport et de l'altération, apprécié par le tri granulométrique, l'émoussé des grains et l'enrichissement en quartz aux dépens des minéraux instables.
4. Classification des roches détritiques
La classification des roches détritiques repose d'abord sur la granulométrie dominante. Les rudites (grains > 2 mm) donnent, une fois consolidées, les conglomérats : à galets arrondis (résultat d'un transport prolongé), ou brèches à éléments anguleux (transport court, souvent d'origine gravitaire ou tectonique). Les arénites (entre 2 mm et 0,062 mm) donnent les grès, la catégorie la plus étudiée en travaux pratiques. Les lutites (< 0,062 mm) regroupent les silts et les argilites (ou pélites), déposées en milieu calme par decantation, souvent riches en minéraux argileux néoformés.
5. Les grès : composition et classification de Folk
Un grès est décrit par la proportion de ses trois pôles principaux — quartz, feldspaths et fragments lithiques — complétée par la nature de sa matrice et de son ciment. La quartzarénite (ou grès quartzeux) est un grès de maturité minéralogique élevée, presque exclusivement quartzeux, témoin d'un transport et d'un remaniement intenses. L'arkose, riche en feldspaths, signale une érosion rapide d'un socle granitique proche, sans altération chimique poussée. La litharénite (ou grès lithique), riche en fragments de roches, traduit une source volcanique, métamorphique ou sédimentaire voisine. Un ciment ou une matrice argileuse abondante (> 15 %) caractérise en outre les grauwackes, grès immatures typiques des dépôts turbiditiques.
Grès riche en feldspaths (souvent plus de 25 %), issu de l'érosion rapide d'un socle granitique voisin sans altération chimique poussée : le meilleur indicateur d'une source proche.
| Classe granulométrique | Roche consolidée | Genèse dominante |
|---|---|---|
| Rudites (> 2 mm) | Conglomérat (galets) ou brèche (éléments anguleux) | Transport de forte énergie |
| Arénites (2 mm – 0,062 mm) | Grès (quartzarénite, arkose, litharénite, grauwacke) | Transport fluviatile, éolien, littoral |
| Lutites (< 0,062 mm) | Silt, argilite, pélite | Décantation en eau calme |
Les roches détritiques selon leur granulométrie
- Altération physique = fragmentation sans changement chimique ; altération chimique = hydrolyse et oxydation, source des argiles.
- Le transport trie et émousse les grains ; le tri est fort en milieu éolien, quasi nul en milieu glaciaire.
- Maturité texturale = tri + émoussé + absence de matrice ; maturité minéralogique = enrichissement en quartz.
- Rudites > conglomérats/brèches ; arénites > grès ; lutites > silts et argilites.
- Grès : quartzarénite (mature), arkose (feldspathique, source granitique proche), litharénite (fragments de roches), grauwacke (immature, matrice argileuse).
La distinction conglomérat / brèche (arrondi vs anguleux) et la reconnaissance d'un grès à partir de sa composition (quartzarénite, arkose, litharénite) sont des questions récurrentes. Piège classique : confondre maturité texturale (tri, émoussé) et maturité minéralogique (proportion de quartz) — un sédiment peut être bien trié tout en restant riche en feldspaths.