LA PYROLYSE ROCK-EVAL
4.2.1. Type de matière organique
4.2.1.1 Rhétien
Le Rhétien de la bordure SE du bassin est constitué d'argiles et de grès. La puissance de l'ensemble, de 10 à 20 rn sur le seuil morvano-vosgien, se réduit sensiblement sur la bordure W du Morvan (<7.5 rn).
Le contenu organique des ces roches oscille entre 0.41 et 1.75 % de COT. Les valeurs de St sont très faibles ( S1 < 0.2 mg d'HC/g de roche), ceci est en accord avec le bas degré d'évolution thermique de ces roches (R0 < 0.6 % ). Les valeurs de S2 varient entre 0.3 et 4.4 mg d'HC/g de roche. La matière organique du Rhétien est de origine continentale (IH
=
71 - 262 mg HC/g COT) comme le montre la figure 4.2.4.2.1.2 Hettangien
Sur la bordure ouest du Morvan, l'Hettangien est représenté par un faciès calcaire de 20 à 30 rn comprenant des passées lumachelliques. Ces roches sont pauvres en MO avec des valeurs de COT n'excédant pas 0.8 %. Les valeurs de St. de S2, ainsi que les IH (22-190 mg HC/g COT) sont faibles.
Les valeurs d'IH inférieures à 200 mg HC/g COT caractérisent une matière organique continentale (fig. 4.2); cette observation est confirmée par l'analyse du palynofaciès (chapitre 5).
La très faible présence d'hydrocarbures libres (S 1 < 0.2 mg HC/g de roche) peut s'expliquer d'une part par le bas degré d'évolution atteint par les constituants organiques des échantillons (début de la fenêtre à huile), et d'autre part par le pauvre potentiel pétrolier des roches (en général, s2 < 0.3 mg HC/g roche). Ce dernier pouvant être lié à la forte proportion de constituants de type inertinite et/ou vitrinite (Teichmüller & Durand, 1983) observée dans l'analyse du palynofaciès (généralement supérieure à 80 % ).
4.2.1.3 Sinémurien
Les dépôts sinémuriens, constitués des calcaires et des marnes, montrent de grandes variations d'épaisseur; très épais à Sennely (103 rn) ils s'amincissent rapidement vers l'E (43 rn à Ambreville et 20 rn sur le seuil). Les roches du Sinémurien de la bordure W du Morvan et du seuil morvano-vosgien sont caractérisées par des teneurs en COT comprises entre 0.5 et 1.4 % de COT, des valeurs très faibles de S 1 ( < 0.2 mg HC/g roche) et de S2 (0.3-2 mg HC/g roche) et par des IH également faibles ( < 200 mg HC/g COT).
La matière organique du Sinémurien, marine dans la zone centrale (une seule échantillon analysée à Ambreville), est d'origine continentale sur les bordures, comme le montrent les IH inférieurs à 200 (fig. 4.2). Ce caractère continental des kérogènes est confirmé par l'observation optique en lumière réfléchie. On peut ainsi reconnaître: (1) une MO réfléchissante constituée principalement d'inertinite et de vitrinite, qui représente la presque totalité du kérogène et (2) une MO fluorescente constituée principalement de spores et de pollens.
La faible présence d'HC libres peut être liée au bas degré de maturité atteint par la roche au cours de son histoire géologique, tandis que les faibles valeurs de S2 s'expliquent par la présence d'inertinite et de vitrinite constituant la majeur partie du kérogène présent dans ces roches.
4.2.1.4 Pliensbachien
Le Pliensbachien est représenté par des faciès marneux de 60 à 100 rn d'épaisseur. Leur contenu organique n'excède pas 1%, sauf dans la zone centrale (Sennely 301) où des valeurs supérieures à 4% sont enregistrées. Les valeurs de St et de S2 sont en général faibles, ainsi que les IH résultants.
Les apports organiques du Pliensbachien montrent une évolution similaire à celle du Sinémurien, c'est-à-dire un caractère continental en bordure du bassin (IH < 200 mg HC/g COT) devenant marin dans la partie centrale (IH
=
361 mg HC/g COT) (fig. 4.2). En ce qui concerne l'analyse des composés hydrocarbonés, les faibles valeurs des paramètres s 1 et s2 peuvent être expliquées par la conjonction de plusieurs facteurs, à savoir: 1) teneurs en COT faibles ( < 1% ), 2) composition macérale dominée par des inertinites et/ou des vitrinites, 3) un état d'évolution diagénétique équivalent au début de la fenêtre à huile.4.2.1.5 Toarcien
En Bourgogne (seuil morvano-vosgien), le Toarcien est constitué de sédiments marneux, dont l'épaisseur varie entre 20 et 30 m. Vers la zone centrale, la série devient plus argileuse et s'épaissit (130 rn à Ambreville et Villeneuve). Ces roches sont caractérisées par des teneurs en COT qui vont jusqu'à 8.5 %, par des fortes valeurs de potentiel pétrolier résiduel (S2 parfois supérieures à 50 mg HC/g roche) et par des valeurs de St faibles. La MO montre des IH élevés, en général supérieurs à 400 mg HC/g COT.
La matière organique du Toarcien a été choisie comme référence de la matière organique d'origine marine (type 11 de Tissot et aJ., 1974), ce qui est confirmé par la pyrolyse, avec des lH supérieur à 400 mg HC/ g COT. Malgré le fort potentiel pétrolier de ces roches, la quantité d'HC libres reste en général très faible, ce qui indique un bas degré d'évolution thermique. Cette hypothèse est confirmée par les valeurs de réflectance et de T max (chapitres 3.2 et 4.2.2), qui correspondent au début de la fenêtre à huile.
Pyrolyse Rock-Eva! INDEX D'OXYGENE (mg C02/g COT)
)( Aalénien
Fig. 4.2: Caractérisation de la matière organique des sédiments d'âge rhétien à aalénien dans le Bassin de Paris.
A gauche, diagrammes /H-/0 A droite, diagrammes IH-T11uv:
4.2.1.6 Aalénien
Sur le se~il morvano-vosgien, les marnes et argiles de l'Aalénien sont largement développées (52-65 rn). A l'W, le forage Sennely 301 n'a traversé que 16 rn d'Aalénien. Les teneurs en MO varient entre 0.7 et 1.45 %, et les valeurs de S1 sont faibles(< 1 mg HC/g roche). Dans le seuil morvano-vosgien, les S2 varient entre 0.5 et 2, ce qui est nettement inférieur aux valeurs enregistrées dans la zone centrale (S2
=
4 mg HC/g roche). Les valeurs des IH résultants sont également faibles dans le seuil (de 66 à 147 mg HC/g COT) et fortes dans la partie centrale (270 HC g COT).Les IH enregistrés à l'W du Morvan montrent que la MO est d'origine mixte. A l'E, en revanche, les valeurs nettement inférieures caractérisent une matière organique continentale. La quantité d'HC libres est faible (S 1 < 1 mg HC/g roche) ce qui est compatible avec le degré diagénétique atteint par les roches.