(English version below)
Plusieurs stylolithes sont formées sur la pierre masquée sur la photo ci-dessous.
1 ► Classification :
1a. Observez-vous un seul ou plusieurs types de stylolithes ?
1b. Nommez ce(s) type(s).
2 ► Orientation :
2a. Les stylolithes sont-elles toutes selon la même orientation ?
2b. Nommez cette(ces) orientation(s).
3 ► Conclusions :
Ces stylolithes nous renseignent sur l'histoire géologique de cette roche.
3a. Grâce à vos observations aux Questions 1 et 2, déduisez-si ces stylolithes se sont formées en même temps.
3b. Quelle(s) hypothèse(s) pouvez-vous formuler sur les contraintes subies par la roche ?
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Le nom stylolithe (ou stylolite) vient des mots grecs stylos (pilier) et lithos (pierre). Un stylolithe est une structure géologique se formant lors de la déformation en compression d'une roche. Il consiste en une surface crénelée au niveau de laquelle la roche s'est dissoute sous des forces de compression importantes. Le stylolithe se présente sous la forme d'une ligne en dents de scie en plan de coupe transversal.
Les stylolithes se forment principalement dans les roches sédimentaires carbonatées, et en particulier le calcaire. Lorsqu'une compression suffisamment importante est appliquée sur un bloc rocheux, celui-ci tend à se déformer. Sa dimension se réduit dans la direction de la contrainte maximale, et s'étend dans la direction perpendiculaire de plus petite contrainte.
Une zone du bloc rocheux connaît alors une dissolution des particules silicatées et carbonatées. Un joint se forme à partir des résidus de la dissolution (argiles principalement, sulfures, matières organiques), et apparaissent plus sombres que la roche. Cette dissolution répond à la contrainte maximale subie, en permettant de réduire la taille de la roche dans la direction de cette contrainte. La surface stylolithique s'étend alors selon un plan perpendiculaire à la contrainte maximale appliquée sur la roche.
La forme irrégulière du stylolithe serait due à la présence de certains minéraux (pyrite, quartz) qui dévieraient les pics.
Les fluides contenant les éléments solubilisés migrent et remplissent des fentes de tension, qui se forment perpendiculairement au joint de stylolithe. Ces fentes de tension s'ouvrent dans la direction des contraintes minimales, et permettent l'extension du bloc rocheux dans cette direction.
- Stylolithes horizontaux : Ce type se produit parallèlement au litage des roches. Ce type est le plus souvent trouvé dans des roches sédimentaires stratifiées qui n'ont pas été affectées par une activité tectonique structurelle ou métamorphique intense.
- Stylolithes verticaux : Ce type est lié à la stratification à angle droit. Il est causé par une compression agissant perpendiculaire au litage.
- Stylolithes inclinés : Ce type est orienté obliquement par rapport au litage.
Il existe également trois types mixtes : stylolithes inclinées horizontalement transversales ; stylolithes inclinées verticalement transversales; et stylolithes d'interconnexion de réseau.
- Les stylolites sédimentaires naissent parallèlement aux strates, souvent à partir d'un joint de stratification. Les joints stylolitiques sédimentaires sont donc initialement horizontaux, et les pics stylolitiques sont verticaux, perpendiculaires aux joints.
- Les stylolites d'origine tectonique naissent perpendiculairement aux contraintes tectoniques. Les joints stylolithiques peuvent ainsi se retrouver verticaux, inclinés voire horizontaux en fonction du contexte de compression (failles inverse, décrochante ou normale).
Par la suite, les stylolithes peuvent être basculées ou plissées.
Plusieurs stylolithes sont formées sur la pierre masquée sur la photo ci-dessous.
1 ► Classification:
1a. Do you observe one or more types of stylolites?
1b. Name this/thesse type(s).
2 ► Orientation:
2a. Are all stylolites oriented in the same direction?
2b. Name this/these orientation(s).
3 ► Conclusions:
These stylolites provide information about the geological history of this rock.
3a. Based on your observations in Questions 1 and 2, deduce whether these stylolites formed at the same time.
3b. What hypothesis(es) can you formulate about the constraints that affected the rock?
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The name stylolite comes from the Greek words stylos (pillar) and lithos (stone). A stylolite is a geological structure formed during the compressive deformation of a rock. It consists of a crenellated surface where the rock has dissolved under significant compressive forces. The stylolite is in the form of a sawtooth line in a transverse sectional plane.
Stylolites are mainly formed in carbonate sedimentary rocks, and in particular limestone. When sufficient compression is applied to a rock block, it tends to deform. Its dimension decreases in the direction of the maximum stress, and extends in the perpendicular direction corresponding to the smallest stress.
An area of the stone then has dissolution of silicate and carbonate particles. A seal is formed from the residues of the solution (mainly clays, sulphides, organic matter), and appears darker than rock. This dissolution responds to the maximum stress applied, by making it possible to reduce the size of the rock in the direction of this stress. The stylolithic surface then extends along a plane perpendicular to the maximum stress applied to the rock.
The irregular shape of the stylolite would be due to the presence of some minerals (pyrite, quartz) which would deflect the peaks.
The fluids containing the solubilized elements migrate and fill in tension slots, which are formed perpendicular to the stylolite seal. These tension slots open in the direction of minimum stress, and allow the rock to extend in that direction.
- Horizontal stylolites: This type occurs parallel or nearly parallel to the bedding of rocks. It is most frequently found in layered sedimentary rocks, mostly in carbonate rocks, which have not been affected by intensive tectonic structural activity or metamorphism.
- Vertical stylolites: This type of stylolite is related to the bedding at right angles. It is caused by pressure acting perpendicularly to the bedding.
- Inclined stylolites : This type is obliquely oriented with respect to the bedding.
It also exists three mixed types: horizontal-inclined (vertical) or crosscutting stylolites; vertical-inclined (horizontal) or crosscutting stylolites; and interconnecting network stylolites.
- Sedimentary stylolites form parallel to the strata, often from a stratification joint. Sedimentary stylolitic joints are therefore initially horizontal, and stylolitic peaks are vertical, perpendicular to the joints.
- Styloliths of tectonic origin form perpendicular to tectonic stresses. Stylolitic joints can therefore be vertical, inclined, or even horizontal, depending on the compression context (reverse, strike-slip, or normal faults).
Subsequently, stylolites may be tilted or folded.