Les mudrocks (littéralement des roches de boues) sont une classe de roches sédimentaires siliciclastiques à grains fins. Les mudrocks sont assimilables aux lutites. En effet, une partie de la terminologie géologique anglaise, réputée plus précise que la terminologie employée en français, utilisant les termes « shale », « slate »,« mudstone », « claystone », « mudrock » et « clayrock », est abondamment utilisée en français depuis des années 1970, (quelques fois plus tôt, dans les cercles des géologues du Québec notamment, et dans l'industrie pétrolière), lorsque la terminologie française utilise des expressions réputées imprécises comme schiste argileux, pour décrire les roches d'aspect terne « chargées quelquefois de paillettes de mica, colorées en brun, en jaune, ou en vert, ou bien en noir; dans ce dernier cas leur coloration est due à des matières charbonneuses ». Les termes « mudstone » et « mudrock » font référence à l'expression « mud » qui à le même sens que boue en français, mais désigne ici les plus fines particules véhiculées par le vent puis les rivières et qui vont sédimenter, jusque très loin dans les océans (et compactées vont former les mudrocks).vignette| Claystone du lac glaciaire Missoula vignette| Mudrock rouge dans la Formation de Ragged Reef ( Pennsylvanien ), bassin de Cumberland, Nouvelle-Écosse
Approximativement 60% des roches sédimentaires exposées à la surface de la Terre sont aujourd'hui des mudrocks.
Description Les mudrocks sont une classe de roches sédimentaires siliciclastiques à grains fins. Les différents types de comprennent: siltstone, claystone, mudstone, slate (ardoise) et shale (schiste). La plupart des particules présentes sont d'un diamètre inférieur à 0,0625 mm (1/16e mm) et donc trop petites pour étudiées facilement sur le terrain. À première vue, les types de roches se ressemblent ; cependant, il existe des différences importantes dans leur composition et leur nomenclature. La classification des mudrocks est difficile et controversée. Celle-ci comporte en effet quelques obstacles, notamment :
Les mudrocks sont les moins connues et l'une des roches sédimentaires les moins étudiées à ce jour Il est difficile d'étudier les constituants des mudrocks, en raison de leur petite taille et de leur vulnérabilité aux intempéries sur les affleurements Et surtout, il existe plus d'un système de classification accepté par les scientifiques
Les mudrocks représentent cinquante pour cent des roches sédimentaires dans les archives géologiques et sont de loin les gisements les plus répandus sur Terre. Les sédiments fins sont le produit de l'érosion le plus abondant, et ces sédiments contribuent à l'omniprésence globale des mudrocks. Avec une pression accrue au fil du temps, les minéraux argileux en plaques peuvent s'aligner, avec l'apparition de couches parallèles (Fissilité). Ce matériau finement stratifié qui se divise facilement en couches minces est appelé shale (schiste), par opposition au mudstone. Le manque de fissilité (en français schistosité) ou de stratification dans les mudstones peut être dû soit à la texture d'origine, soit à la perturbation de la stratification par des organismes fouisseurs dans le sédiment avant lithification .
Depuis le début de la civilisation, lorsque la poterie et les briques de terre crue (mudbricks) étaient fabriquées à la main, jusqu'à aujourd'hui, les mudrocks ont été importantes. Le premier livre sur les mudrocks , Géologie des Argiles de Millot, n'a été publié qu'en 1964; Cependant, les scientifiques, les ingénieurs et les producteurs de pétrole ont compris l'importance des mudrocks depuis la découverte des shales de Burgess, et la relation entre les mudrocks et le pétrole. La littérature sur ce type de roche omniprésent s'est multipliée ces dernières années et la technologie continue de permettre une meilleure analyse.
Nomenclature Les mudrocks , par définition, sont constitués d'au moins cinquante pour cent de particules de la taille des muds (boue). Plus précisément, la boue (mud) est composée de particules de la taille du silt qui ont entre 1/16 et 1/256 ((1/16) 2 ) d'un millimètre de diamètre, et de particules de la taille de l'argile qui sont inférieures à 1/256 millimètre.
Les mudrocks contiennent principalement des minéraux argileux, du quartz et des feldspaths. Ils peuvent également contenir les particules suivantes à moins de 63 micromètres: calcite, dolomite, sidérite, pyrite, marcassite, minéraux lourds et même carbone organique.
Il existe divers synonymes pour des roches siliciclastiques à grains fins contenant cinquante pour cent ou plus de ses constituants moins de 1/256 de millimètre. Les mudstones, les schistes, les lutites et les mudrocks sont des qualificatifs courants ou des termes génériques; cependant, le terme mudrock est de plus en plus devenu la terminologie de choix des géologues et auteurs sédimentaires.
Le terme « mudrock » permet d'autres subdivisions en siltstone, claystone, mudstone et en schiste. Par exemple, un siltstone serait constitué de plus de 50 pour cent de grains qui équivalent à 1/16 - 1/256 de millimètre. « Shale » dénote une fissilité, ce qui implique une capacité à se séparer facilement ou à se rompre parallèlement à la stratification. Siltite, mudstone et claystone impliquent des détritus lithifiés ou durcis sans fissilité.
Dans l'ensemble, « mudrocks » peut être le terme qualificatif le plus utile, car il permet de diviser les roches par leur plus grande partie de grains contributifs et leur taille de grain respective, qu'il s'agisse de silt, d'argile (clay) ou de boue (mud). Type Grain min Max grain Claystone 0 μm 4 μm Mudstone 0 μm 64 μm Siltstone 4 μm 64 μm Shale 0 μm 64 μm Slate (ardoise) n / a n / a
Claystone droite|vignette| Claystone en Slovaquie En anglais une claystone (pierre d'argile) est une mudrock lithifiée et non clivable. Pour qu'une roche soit considérée comme une claystone, elle doit être constituée d'au moins cinquante pour cent d'argile (phyllosilicates), dont la particule mesure moins de 1/256 de millimètre. Les minéraux argileux font partie intégrante des mudrocks et représentent le premier ou le deuxième constituant le plus abondant en volume. Ils rendent les boues cohésives et plastiques, ou capables de couler. Les minéraux argileux sont généralement très finement granulés et représentent les plus petites particules reconnues dans les mudrocks . Cependant, le quartz, le feldspath, les oxydes de fer et les carbonates peuvent également atteindre la taille des grains minéraux argileux typiques .
Pour une comparaison de taille, une particule de la taille de l'argile (clay) est 1/1000 la taille d'un grain de sable. Cela signifie qu'une particule d'argile se déplacera 1000 fois plus loin à une vitesse d'eau constante, exigeant ainsi des conditions plus calmes pour la dépose.
La formation d'argile est bien comprise et peut provenir du sol, des cendres volcaniques et de la glaciation. Les mudrocks anciennes sont une autre source, car elles se détériorent et se désintègrent facilement. Le feldspath, les amphiboles, les pyroxènes et le verre volcanique sont les principaux donateurs de minéraux argileux.
Mudstone Un mudstone est une roche sédimentaire siliciclastiques qui contient un mélange de particules de la taille du silt et de l'argile (au moins 1/3 de chacune).
La terminologie de « mudstone » ne doit pas être confondue avec le système de classification de Dunham pour les calcaires. Dans la classification de Dunham, un mudstone est tout calcaire contenant moins de dix pour cent de grains de carbonate. Notez qu'un mudstone siliciclastique ne traite pas les grains de carbonate. Friedman, Sanders et Kopaska-Merkel (1992) suggèrent l'utilisation de « lime mudstone », mudstone de chaux pour éviter toute confusion avec les roches siliciclastiques.
Siltstone droite|vignette| Siltstone à UAT, Estonie Siltstone est un mot anglais désignant la roche sédimentaire consolidée dérivant d'un silt. (presque équivalent sont les termes pélite, et le peu usité, aleurolite.
Un siltstone est un mudrock lithifié et non clivable. Pour qu'une roche soit nommée siltstone , elle doit contenir plus de cinquante pour cent de matériau de la taille du silt. Le silt est une particule plus petite que le sable, 1/16 de millimètre, et plus grande que l'argile, 1/256 de millimètre. On pense que le silt est le produit d'une altération physique, ce qui peut impliquer le gel et le dégel, la dilatation thermique et la libération de pression. L'altération physique n'implique aucun changement chimique dans la roche, et elle peut être mieux résumée comme étant la rupture physique d'une roche.
L'une des proportions les plus élevées de silt trouvées sur Terre se trouve dans l'Himalaya, où les phyllites sont exposées à des précipitations allant jusqu'à cinq à dix mètres (16 à 33 pieds) par an. Le quartz et le feldspath sont les plus gros contributeurs au domaine du silt, et le silt a tendance à être non cohésif, non plastique, mais peut se liquéfier facilement.
Il y a un test simple qui peut être fait sur le terrain pour déterminer si une roche est une siltstone ou non, c'est de mettre la roche à la dent. Si la roche est " granuleuse " contre les dents, c'est une siltstone.
Shale droite|vignette| Marcellus Shale, État de New York droite|vignette| Shale noir avec pyrite Le shale (schiste argileux) est un mudrock à grain fin, dur et stratifié, composé de minéraux argileux et de silt de quartz et de feldspath. Le schiste est lithifié et clivable. Il doit avoir au moins 50% de ses particules mesurent moins de 0,062 mm. Ce terme est limité à la .
Il existe de nombreuses variétés de shales, compris calcaires et riches en matières organiques; cependant, le black shale, ou organic-rich shale, mérite une évaluation plus approfondie. Pour qu'un shale soit un black shale (schiste noir), il doit contenir plus d'un pour cent de carbone organique. Une bonne roche-mère d'hydrocarbures peut contenir jusqu'à vingt pour cent de carbone organique. En général, le schiste noir reçoit son afflux de carbone des algues, qui se décomposent et forment une boue (ooze) connue sous le nom de sapropèle. Lorsque cette boue est cuite à la pression désirée, de trois à six kilomètres de profondeur et à une température de 90-120°C, il formera du kérogène. Le kérogène peut être chauffé et donner jusqu'à 10 à 150 de US gallons de pétrole et de gaz naturel par tonne de roche.
Ardoise droite|vignette| Toit en ardoise L'ardoise est une mudstone dure qui a subi un métamorphisme et un clivage bien développé. Il a subi un métamorphisme à des températures comprises entre 200-250°C ou une déformation extrême. Puisque l'ardoise se forme dans le domaine inférieur du métamorphisme, en fonction de la pression et de la température, l'ardoise conserve sa stratification et peut être définie comme une roche dure et à grains fins.
L'ardoise est souvent utilisée pour les toitures, les planchers ou les murs en pierre à l'ancienne. Il a une apparence attrayante, et son clivage idéal et sa texture lisse sont souhaités.
Création de mud et de mudrocks La plupart des mudrocks se forment dans les océans ou les lacs, car ces environnements fournissent les eaux calmes nécessaires au dépôt. Bien que les mudrocks puissent être trouvés dans tous les environnements de dépôt sur Terre, la majorité se trouve dans les lacs et les océans.
Transport et fourniture d'argile Les fortes pluies fournissent le mouvement cinétique nécessaire au transport de la boue (mud), de l'argile et du silt. L'Asie du Sud-Est, compris le Bangladesh et l'Inde, reçoit de grandes quantités de pluie des moussons, qui lessivent ensuite les sédiments de l'Himalaya et des régions environnantes vers l'océan Indien.