Sulfate/carbonate relationships during the diagenesis of marine sediments: sedimentological study of the Eocene Sobrarbe delta (Spain) and thermodynamic modeling of the ODP/IODP data

Relations sulfates/carbonates pendant la diagenèse des sédiments marins : étude sédimentologique du delta éocene du Sobrarbe (Espagne) et modélisation thermodynamique des données ODP /IODP

Guilhem Hoareau (1)

1 LMTG - Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie

This study focuses on the stability of sulfate and carbonate minerals during the early diagenesis of marine sediments (temperatures lower than 70°C and maximum burial depths of 2km). The first part presents the petrographic and geochemical study of dolomitic concretions containing calcite and sulfates (celestine, barite), in the Eocene Sobrarbe delta (Spain). We determine the order of precipitation and the conditions of formation of these minerals, during active tectonics. In the second part, the saturation state of the interstitial waters of marine sediments with respect to carbonate and sulfate minerals is calculated using the entire ODP/IODP data base (14000 samples). For sulfates (celestine, gypsum), saturation is common and characterized by chemical equilibrium. This work shows how water-rock interaction modelling can clarify the mechanisms of formation of diagenetic minerals in marine sediments.

Ce travail a pour but l'étude de la stabilité des minéraux sulfatés et carbonatés dans les sédiments marins au cours de la diagenèse précoce (températures inférieures à 70°C et enfouissement maximal de 2 kilomètres). La première partie présente l'étude pétrographique et géochimique de concrétions dolomitiques contenant de la calcite et des sulfates (célestine et barytine), dans le delta éocène du Sobrarbe (Espagne). Nous déterminons l'ordre d'apparition des minéraux ainsi que leurs conditions de formation dans un contexte tectonique actif. Dans la deuxième partie, l'état de saturation des eaux interstitielles des sédiments marins par rapport aux carbonates et sulfates est calculé en utilisant l'intégralité de la base de données ODP/IODP (14000 échantillons). Pour les sulfates (célestine, gypse), la saturation est fréquente et caractérisée par l'équilibre chimique. Ce travail montre comment la modélisation des interactions eau/roche peu expliquer la présence de minéraux diagénétiques

Mots clés: Diagenesis; Ainsa Basin; thermodynamics; chemical equilibrium

Mots clés: Diagenèse; sulfates; carbonates; dolomite; Bassin d'Ainsa; thermodynamique; équilibre chimique; Ocean Drilling Program

Domaines: Minéralogie; Géochimie

Guilhem Hoareau. Relations sulfates/carbonates pendant la diagenèse des sédiments marins : étude sédimentologique du delta éocene du Sobrarbe (Espagne) et modélisation thermodynamique des données ODP /IODP. Minéralogie. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00456429⟩