Un intervalle vertical dans les sédiments marins ou lacustres où la réduction microbienne des sulfates est le principal processus accepteur d'électrons, transformant le sulfate dissous en sulfure et produisant des signatures géochimiques caractéristiques.

Principe

Lorsque de la matière organique labile et du sulfate coexistent en conditions appauvries en oxygène, les micro-organismes réducteurs de sulfate exploitent préférentiellement les électrons disponibles, créant un horizon de profondeur marqué par la diminution du sulfate et l'accumulation d'espèces sulfurées réduites.

Démonstration

Dans une carotte de plateau continental peu profond, les profils du porewater montrent une déplétion en oxygène en surface, l'épuisement des nitrates en quelques centimètres, puis une zone située entre 5 et 40 cm sous l'interface sédiment-eau où la concentration en sulfate chute fortement et où le sulfure d'hydrogène augmente, accompagnée de formation de sulfures ferriques authigènes (pyrite).

Mauvaise application

Qualifier de 'zone de réduction des sulfates' tout horizon contenant des minéraux sulfurés sans vérifier la présence de gradients de sulfate dans le porewater ou l'activité microbienne ; on peut confondre ainsi une minéralisation résiduelle ou un transport latéral de sulfure avec une réduction active in situ.

Conséquence

Une identification correcte prévoit la production de H2S, la précipitation de sulfures métalliques, la consommation du carbone organique disponible et une influence majeure sur la mobilité des éléments traces et sur les voies diagenétiques précoces dans les sédiments et la chimie de l'eau sus-jacente.

Inversion

Une zone oxique ou dominée par les nitrates située au-dessus de l'horizon de réduction des sulfates où l'oxygène ou les nitrates servent encore d'accepteurs d'électrons dominants et où le soufre réduit est rapidement oxydé en sulfate ou en espèces sulfurées intermédiaires.

Limite

S'applique aux environnements sédimentaires où le sulfate en porewater est abondant et où l'oxygène est absent ou faible ; exclut les sédiments profonds situés sous la transition sulfate-méthane où le sulfate peut être épuisé, et exclut la génération chimique de sulfure non médiée par des microbes.

Tension sémantique

Proche de l'interface d'oxydation anaérobie du méthane / réduction des sulfates : les deux produisent du sulfure mais se distinguent par la consommation de méthane et la source du carbone ; se distingue également des zones définies uniquement par la minéralogie ou par des proxies redox simples.

Synthèse

La zone de réduction des sulfates est l'intervalle de profondeur sédimentaire où la réduction microbienne du sulfate commande la chimie redox et le cycle du soufre ; elle se définit par la cooccurrence de matière organique labile, d'un faible oxygène, d'une baisse du sulfate et d'une hausse du sulfure, entraînant des résultats diagenétiques prévisibles et distincts des horizons oxiques ou méthanogènes adjacents.