Le sable est un matériau granulaire naturel non consolidé. Le sable est composé de grains de sable dont la taille varie de 1/16 à 2 mm (62,5 à 2000 micromètres). Les grains de sable sont soit des particules minérales, des fragments de roche ou d’origine biogénique. Un matériau granulaire plus fin que le sable est appelé limon. Le matériau plus grossier est le gravier. La majorité du sable est principalement composée de minéraux silicatés ou de fragments de roches silicatées. De loin le minéral le plus commun dans le sable de quartz., Par conséquent, le terme « sable” sans qualification est imaginé pour être composé principalement de quartz. Cependant, le sable est un mélange naturel qui signifie qu’il n’est jamais pur. On ne peut en aucun cas dire que le quartz et le sable sont la même chose. Le sable consolidé est un type de roche connu sous le nom de grès.

sable Coloré des échantillons provenant de divers coins du monde:
1. Sable de verre de Kauai, Hawaii
2. Sable dunaire du désert de Gobi, Mongolie
3. Sable de Quartz avec glauconite verte D’Estonie
4. Sable volcanique avec basalte altéré rougeâtre de Maui, Hawaii
5., Sable de corail de Molokai, Hawaii
6. Dunes de sable rose corail de L’Utah
7. Sable de verre volcanique de Californie
8. Sable grenat de Emerald Creek, Idaho
9. Sable d’Olivine de Papakolea, Hawaii

Le sable se forme principalement par la dégradation chimique et / ou physique des roches. Ce processus est collectivement connu sous le nom d’altération. Les intempéries physiques et chimiques sont généralement traitées séparément, mais en réalité, elles vont généralement de pair et il est souvent difficile de les séparer car elles ont tendance à se soutenir mutuellement.,

l’altération chimique est un facteur de production de sable beaucoup plus important dans l’ensemble. Il fonctionne le plus efficacement dans un climat humide et chaud. L’altération physique domine dans les zones froides et/ou sèches. L’altération du substrat rocheux qui produit du sable a généralement lieu dans le sol. Le sol recouvre le substrat rocheux sous forme de couche mince, fournissant de l’humidité pour le processus de désintégration des roches.

Granite rapakivi altéré sur la côte de Carélie, en Russie (le golfe de Finlande).

Le Granit est un type de roche commun et constitue un excellent exemple de processus de formation de sable., Le granit est composé de feldspath (rose et blanc) qui se décompose chimiquement en minéraux argileux. Un autre constituant important du granit est le quartz (gris). Le Quartz est très résistant aux intempéries chimiques. Il ne change à aucun autre minéral-le quartz est le quartz et le restera. Il finit par entrer dans des solutions mais très lentement. Par conséquent, le granit désintégré donne beaucoup de grains de quartz qui seront transportés principalement par l’eau courante sous forme de grains de sable. L’échantillon est de l’Italie. Largeur de vue 21 cm.,

Voici une photo de granite désintégré (échantillon de sable) de Suède. C’est un mélange de grains angulaires de quartz et de feldspath. L’abondance de feldspath et l’angularité des grains sont un indice fort que cet échantillon de sable n’a pas été transporté longtemps de sa zone d’origine et que les conditions climatiques ne peuvent pas être humides et chaudes. Largeur de l’échantillon 20 mm.

voici un exemple d’échantillon de sable mature des États-Unis (grès de St.Peter de L’Ordovicien). Il est composé de grains de quartz presque purs et bien arrondis., C’est ce qui se produit finalement si nous donnons suffisamment de temps à la nature pour détruire chimiquement la plupart des autres minéraux présents dans les roches sources. Le grès de St. Peter a connu une demande beaucoup plus forte ces dernières années parce qu’il est bien adapté à la fracturation hydraulique. Largeur de la vue 20 mm.

mais qu’arrive-t-il aux autres minéraux? Ils sont soit convertis en nouveaux minéraux stables dans les conditions atmosphériques (principalement des minéraux argileux), soit emportés sous forme d’ions dans des solutions hydratées et se retrouvent dans les océans., Ce sont donc des rivières d’eau douce qui transportent des ions vers la mer et la rendent salée. Il y a une belle quantité d’ironie dedans. Les minéraux argileux sont également transportés par les rivières et nous nous référons généralement à cette charge d’argile comme de la boue. Il y a un lit de rivière boueux Temporairement sec sur la photo. La boue qui recouvre ces roches est un mélange de minéraux argileux, de sable fin, de limon et d’eau. Barranco de las Augustias, Caldera de Taburiente, La Palma.

composition du sable

Le sable est une matière résiduelle de roches préexistantes., Il est donc composé de minéraux qui étaient déjà présents dans les roches avant le début de la désintégration. Cependant, il y a un aspect important — le sable se produit dans un environnement difficile où seuls les plus forts survivent. Par” plus fort », j’entends le plus résistant aux processus d’altération.

le Quartz est l’un de ces minéraux (liste des minéraux dans le sable), mais pas le seul. Il est si dominant dans la plupart des échantillons de sable parce qu’il est si abondant. 12% de la croûte en est composée. Seuls les feldspaths sont plus abondants que le quartz. (Ici plus d’informations sur la composition de la croûte).,

minéraux relativement rares comme la tourmaline, le zircon, le rutile, etc. sont également très résistants aux intempéries, mais ils représentent rarement plus de quelques pourcents de la composition du sable. Ces minéraux sont collectivement appelés minéraux lourds.

sable de plage du Sri Lanka qui contient beaucoup de minéraux lourds. La plupart d’entre eux sont des grains de spinelle et de grenat rougeâtres. Largeur de la vue 20 mm.

les minéraux lourds peuvent parfois se produire dans le sable à des concentrations beaucoup plus élevées. Ceci est généralement le résultat d’un tri hydrodynamique., Les vagues de la mer ou le flux de la rivière trient les grains plus lourds et emportent les grains plus légers. De tels événements sont connus comme dépôts alluviaux et ils sont souvent utilisés comme une ressource minérale précieuse. Les minéraux souvent extraits des dépôts de placers sont l’or, la cassitérite, l’ilménite, la monazite, la magnétite, le zircon, le rutile, etc.

concentré de zircon extrait du sable de plage en Afrique du Sud. Largeur de vue 12 mm.

Le Quartz domine certainement dans la plupart des environnements sableux, mais il est généralement accompagné de feldspaths., Les feldspaths ne sont que modérément stables dans les conditions atmosphériques, mais leur volume global dans les roches communes est énorme. Plus de la moitié de la croûte entière est composée de feldspaths. D’autres minéraux communs formant des roches comme les amphiboles et les micas se trouvent également fréquemment dans le sable. Certains minéraux communs dans certaines roches comme l’olivine et les pyroxènes se produisent dans le sable en plus petit volume parce que leur résistance aux intempéries n’est pas à vanter.

cependant, il y a suffisamment de plages de sable qui sont principalement composées de pyroxènes et d’olivine avec de la magnétite. Comment peut quelque chose comme ça?, De telles plages de sable noir se trouvent dans des zones volcaniquement actives où il manque des roches quartzeuses. Les pyroxènes et l’olivine sont des minéraux communs dans les roches mafiques comme le basalte. Le sable noir est un phénomène typique des îles volcaniques océaniques où le granit est manquant et les roches felsiques riches en quartz rares.

cailloux basaltiques près de la pointe sud de La Palma se transformant lentement en sable noir typique des îles océaniques volcaniques.

le sable noir se forme dans les îles volcaniques si le quartz et les grains biogéniques ne sont pas disponibles., Voici une falaise basaltique et de sable noir sur La Palma, Îles Canaries.

le sable de Siesta Key beach en Floride, quant à lui, est composé presque exclusivement de grains de quartz et est donc aussi blanc que possible.

la plupart des échantillons de sable sont constitués de grains de sable qui sont composés d’un seul minéral — grains de quartz, grains de feldspath, etc. Mais le sable peut également contenir des grains qui sont des agrégats de cristaux, c’est-à-dire des fragments de roches (également appelés fragments lithiques). Le sable lithique est généralement immature et a également tendance à se former lorsque les roches sont à grain très fin., Le granit se désintègre généralement en grains minéraux distincts, mais la phyllite et le basalte, par exemple, sont souvent si fins qu’ils ont tendance à se produire dans le sable sous forme de fragments lithiques. Les fragments lithiques sont également courants dans les régions où l’érosion est rapide (terrain montagneux). Vous pouvez en savoir plus sur le sable immature dans cet article: Le sable qui se souvient de la roche qu’il était autrefois.

parfois, le sable contient de nouveaux minéraux ou agrégats minéraux qui étaient inexistants dans les roches sources. Un exemple Notable est une glauconite minérale argileuse qui se forme dans le sable marin et donne une couleur vert foncé distinctive à de nombreux échantillons de sable. Dans certains cas, la glauconite dans le sable peut provenir de grès glauconitique désintégré à proximité, mais finalement elle est d’origine marine de toute façon.

de sable Glauconieux de la France. Largeur de vue 20 mm.

Il existe de nombreux autres échantillons de sable étranges qui nécessitent des conditions de formation spéciales., Un bon exemple est le sable du Nouveau-Mexique qui est composé de gypse pur. J’ai écrit à ce sujet ici: sable de gypse. Le sable avec une telle composition est étrange et inattendu car le gypse est un minéral évaporite. Il a été précipité hors de l’eau hypersaline et il va facilement en solution à nouveau. Par conséquent, il ne peut survivre que dans des conditions sèches sans sortie vers la mer. La Halite, qui est encore plus soluble que le gypse, est également connue pour former du sable dans des conditions spéciales.

Les cendres volcaniques sont généralement traitées séparément, et non comme un type de sable., Probablement parce que nous, les humains, avons tendance à créer des barrières artificielles et des principes de classification. Nous pensons que le sable est un ensemble de particules sédimentaires, mais les roches sédimentaires et ignées sont deux mondes différents. En réalité, cela est plus compliqué car il y a toutes les raisons de dire que les grains de cendres volcaniques (et d’autres particules pyroclastiques comme les lapilli et les bombes volcaniques) sont également des particules sédimentaires car ils se sont déposés sur le sol pas très différemment des grains de sable dans une dune., Les cendres volcaniques et le sable ont même des principes de classification comparables — les cendres volcaniques sont un sédiment pyroclastique dont la taille moyenne des grains est inférieure à 2 millimètres. Par conséquent, les cendres volcaniques sont un analogue volcanique du sable et du limon.

Les cendres volcaniques de St.Helens sont composées de fragments de pierre ponce et de grains minéraux. Largeur de vue 20 mm.

Le troisième composant majeur et polyvalent du sable (deux autres étaient des grains minéraux et des fragments lithiques) sont des grains d’origine biogénique. Le sable biogénique est composé de fragments d’exosquelettes d’organismes marins., Les contributeurs communs sont les coraux, les foraminifères, les oursins, les éponges, les mollusques, les algues, etc. Ce sable est généralement connu sous le nom de sable de corail bien que dans de nombreux cas, il ne contient aucun fragment de corail. Le sable biogénique est de couleur claire et répandu dans les plages marines de basse latitude, bien qu’il existe des exceptions. Les coraux ne vivent en effet que dans l’eau chaude, mais de nombreux autres taxons peuvent bien faire dans un climat plus froid (algues corallines, Palourdes, certains forams). La plupart des grains de sable biogènes sont calcaires et fournissent un matériau pour la formation de calcaire. La plupart des calcaires sont d’anciennes boues calcaires déposées sur le fond marin.,

parfois, le sable contient ou est entièrement composé de grains de carbonate bien arrondis qui ne sont pas des fragments d’organismes marins morts. Ces grains sont des ooïdes qui nécessitent également des conditions de formation spéciales.

Biogènes sable à partir des Tuamotu est principalement composé de foraminifères:. Largeur de vue 20 mm.

ooid sable de Cancún, Yucatán, Mexique. Largeur de la vue 5 mm.

le sable n’a pas besoin d’être une collection pure de grains minéraux, lithiques ou biogéniques. Dans de nombreux cas, deux et parfois même trois sont mélangés.,

Mélange de roches volcaniques mafiques et divers biogènes grains de sable de l’archipel des Açores. Largeur de vue 20 mm.

mélange de roches volcaniques de couleur foncée, de grains biogéniques usés et de quelques grains de silicate de L’Île de Jeju-do, Corée du Sud. Largeur de vue 20 mm.

Texture et transport du sable

Les géologues décrivent le sable en mesurant la rondeur des grains et la distribution des granulométries. En faisant cela, ils espèrent faire la lumière sur l’origine des grains mesurés., L’arrondi donne généralement des informations sur la longueur de l’itinéraire de transport et la répartition des tailles de grains aide à déterminer de quel environnement proviennent ces grains. Le sable de rivière est généralement mal trié et la composition immature. Le sable de plage est plus arrondi et le sable des dunes éoliennes est généralement bien trié.

sable de rivière mal trié du Sikkim, Inde. Largeur de la vue 20 mm.

la taille moyenne des grains est déterminée par l’énergie du milieu de transport. Une vitesse de courant plus élevée (flux de courant ou vagues de la mer) peut supporter une charge plus lourde. Les sédiments à gros grains révèlent donc qu’ils ont été influencés par le milieu énergétique parce que des matériaux plus fins sont emportés.

parfois, le débit de la rivière est si énergique que les grains de sable sont tous emportés et il ne reste que de grosses pierres arrondies. Ces dépôts lithifiés d’anciens lits de rivières sont connus sous le nom de conglomérats. Photo prise à Chypre.,

Le sable est principalement transporté par les rivières, mais les grains de sable moyens sont trop gros et trop lourds pour que la rivière moyenne les transporte en suspension. Par conséquent, les grains de sable ont tendance à se déplacer en sauts. Ils sont soulevés par un courant plus énergique et se déposent lorsque la vitesse du courant diminue, puis attendent le prochain saut. Ce mode de mouvement est connu sous le nom de saltation. Le grain moyen de Limon se déplace différemment. Il est assez léger pour être transporté en suspension pendant une longue période et c’est en fait l’une des raisons les plus importantes pour lesquelles nous traitons le limon séparément du sable.,

la plupart des grains de sable transportés par les rivières sont finalement déposés dans les rivières où la vitesse du courant chute soudainement. Ensuite, les vagues de la mer (courants côtiers) prennent le relais et transportent du sable le long du littoral. Les grains de sable transportés par les rivières sont également déposés sur les plaines alluviales inondables et les barres ponctuelles (à l’intérieur du coude des cours d’eau où le débit actuel est le plus lent).

Le sable est également transporté par le vent, les courants océaniques, les glaciers, les courants de turbidité, etc. Le sable en mouvement forme des reliefs comme des ondulations et des dunes.

ondulations de vagues sur un plat de marée en Irlande.,

Dunes of Maspalomas on Gran Canaria.

Sand dunes near Stovepipe Wells, Death Valley (Mesquite Dunes).

Sand dune in Sahara (Morocco) on a windy day.

Further reading

Pettijohn, F. J., Potter, P. E. & Siever, R. (1973). Sand and Sandstone. Springer
Siever, R. (1988). Sand, 2nd Edition. W H Freeman & Co.