Amplitude des variations

Les comparaisons sont effectuées à partir de la distribution des éléments Al, Fe et Zr qui sont les constituants offrant la plus grande variabilité à petite échelle, représentée sur les diagrammes des figures III.3 et III.4.

a. Variations de concentration en aluminium

A l’échelle du réservoir, on constate approximativement la même distribution des teneurs en Al2O3 que

dans les sections de grès (figure III.3) dont les gammes sont assez différentes suivant les niveaux étudiés : les grès très matures du Moor Grit Member sont pauvres en Al2O3 (<3%) et les termes les

plus alumineux sont les réservoirs fluviodeltaïques de la Saltwick Formation et les grès marins de la Scarborough Formation. Ces variations sont dues, en partie, à des différences de faciès, mais on observe toutefois un contraste marqué entre les grès du Gristhorpe Member et ceux de la Saltwick Formation, malgré la similitude de certains faciès. Plus précisément, les variations de concentration en aluminium dans les plugs, notamment au sein de la Saltwick Formation, sont généralement plus importantes que celles observées dans les sections (figure III.3). Ces dispersions, dirigées vers des teneurs élevées en Al2O3, sont liées à la présence d’une matrice argileuse dans certains plugs.

Plusieurs éléments montrent que ces plugs ont des compositions intermédiaires entre celle des grès propres et celle des shales :

• les rapport Na/K sont plus faibles dans ces plugs que dans les sections, et l’on peut observer une dispersion vers les argiles, notamment pour la Saltwick Formation (figure III.13) ;

• le rapport Zr/TiO2, contrôlé par les minéraux lourds dans les grès, est systématiquement

plus faible dans les niveaux argileux (Garcia et al., 1991) et les dispersions sont plus importantes pour les plugs que pour les sections (figure III.14).

Ce type de plugs est particulièrement abondant dans la Saltwick Formation, qui comprend principalement des épandages de crevasse (figure III.13), dont la composition se rapproche des argiles de plaine deltaïque. En laissant de côté ces plugs, on constate que les variations de concentration en Al2O3 sont grossièrement du même ordre de grandeur dans les plugs et dans les sections

correspondantes (figure III.3) ; ainsi, la ségrégation du quartz, source notable de variabilité chimique à l’échelle du banc, ne devient pas beaucoup plus importante lorsque l’on passe à celle du réservoir. Cependant, le Sycarham Member n’est pas très bien représenté par la section RV18C du point de vue des teneurs en Al2O3. Nous verrons toutefois que ce niveau gréseux très épais ne peut pas être traité

comme un réservoir unique.

b. Variations de concentration en zirconium

La teneur en Zr, paramètre généralement le plus variable à l’échelle des sections, présente des amplitudes de variation du même ordre de grandeur dans les plugs et les sections (figure III.3). De plus, les relations entre les concentrations en Al2O3 et Zr sont semblables : les teneurs en Zr sont

faibles dans les grès très matures (Moor Grit Member), passent par un maximum dans les grès plus alumineux (Saltwick) et retombent à des valeurs intermédiaires dans le domaine des shales et des grès argileux tels que les faciès d’épandages de crevasse (figure III.3). Cette distribution résulte, en grande partie, de différences granulométriques entre faciès : le zircon se concentre facilement dans les grès moyens à fins dont la teneur en Al2O3 est intermédiaire ; du fait de sa densité élevée, il est relativement

plus rare dans les shales, et, du fait de sa petite taille, il est également moins abondant dans les grès plus grossiers et plus pauvres en Al2O3.

On peut donc conclure que l’échantillonnage par sections donne une image relativement fidèle des réservoirs pour la distribution de Al2O3 et Zr et les variations observées à petite échelle ont une

SCALBY SCARBOROUGH GRISTHORPE MILLEPORE BED SYCARHAM CLOUGHTON ELLERBECK SALTW ICK Formations grès propre, fluviatile grès argileux, fluviatile grès très argileux, fluviatile

grès propre, chenal à méandres deltaïque grès propre, chenal distributaire deltaïque grès argileux, chenal distributaire deltaïque grès argileux à très argileux, épandage de crevasse argiles de plaine d’inondation

grès argileux, lagon grès propre, upper shoreface grès argileux, middle shoreface grès très argileux, lower shoreface hardground

grès argileux, marin carbonates marins argiles marines

Faciès & environnements de dépôt

A B J K E C D, I G, H F Sections RV18 0 0,4 Na/Al 0,2 0 0,1 0,2 K/Al 0 0,4 Na/Al 0,2 0 0,1 0,2 K/Al plugs RV18 sections RV18

Figure III.13 : Diagrammes K/Al - Na/Al (en proportions molaires) pour les sections et plugs du sondage RV18. Cette figure révèle que certains plugs, notamment ceux correspondant au faciès d’épandage de crevasse ont des compositions intermédiaires entre les grès sodiques et les niveaux argileux. On peut également noter que, d’une part, les compositions des plugs recouvrent celles des sections et, d’autre part, certaines d’entre elles n’ont pas d’équivalent dans les sections (Scarborough Formation).

SCALBY SCARBOROUGH GRISTHORPE MILLEPORE BED SYCARHAM CLOUGHTON ELLERBECK SALTW ICK Formations grès propre, fluviatile grès argileux, fluviatile grès très argileux, fluviatile

grès propre, chenal à méandres deltaïque grès propre, chenal distributaire deltaïque grès argileux, chenal distributaire deltaïque grès argileux à très argileux, épandage de crevasse argiles de plaine d’inondation

grès argileux, lagon grès propre, upper shoreface grès argileux, middle shoreface grès très argileux, lower shoreface hardground

grès argileux, marin carbonates marins argiles marines

Faciès & environnements de dépôt

A B J K E C D, I G, H F Sections RV18 0 200 400 Zr (ppm) TiO₂ (%) 0 2 1 0 200 400 Zr (ppm) TiO₂ (%) 0 2 1 plugs RV18 sections RV18

c. Variations de concentration en fer

La représentativité des sections est toutefois moindre pour les teneurs en Fe2O3. En effet, elle est

acceptable pour le Moor Grit Member, la Scarborough Formation et le Gristhorpe Member, mais demeure insuffisante pour le Sycarham Member et la Saltwick Formation (figure III.4). Dans les plugs de la Saltwick Formation, on observe une dispersion des teneurs en Fe2O3 indépendante des teneurs en

Al2O3, ce qui contraste avec les propriétés de la section RV18F (figure III.4). Cette dispersion est due,

comme dans le Sycarham Member, à un ciment ferrifère formé lors de la diagenèse précoce.