L

UNIVERSIDADE DE SAO PAULO FACULDADE DE FILOSOFIA, LETRAS E CIENCIAS HUMANAS DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA

I J *L,;

' SA0 PAULO

Col Õqui o Interdi sc i p l i nar Franco ßras i 1 e i ro

ESTUDO E CARTOGRAFIA DE FORMAÇOES SUPERFICIAIS E SUAS

APLICAÇOES EM REGIOES TROPICAIS

Este volume reÜne as comunicações preparadas para o Colóquio ESTUDO e CARTOGR!

Sao

Labora

FIA DE FORMAÇOES SUPERFICIAIS E SUAS APLICAÇOES EM REGIOES TROPICAIS, realizado em

Paulo e ßelo Horizonte. de 27 de agosto a 8 de setembro de 1978, organizado pelo

tÓrio de Pedologia e Sedimentoloqia. Instituto de Geografia, Departamento de Geografia,

ambos da USP. e Centre de Geomorphologie du CNRS, de Caen, França.

Rio Parate:, na Serra de São Pedro e Va l e do Rio Piracicaba , de M a r i l i a e Vale do Rio do

Peixe. no Estado de Si0 Paulo, e na regiäo do KARST de Lagoa Santa em Minas Gerais. cons

tantes do VOLUME II - EXCURSOES.

O programa previu a realização de excursões 2s regioes do Medio Vale do

Foram realizad.!< simultaneamente sessÖes de discussões dos temas indicados,

iniciando-se pela apresentaçao de textos de sintese por parte dos relatores, seguindo-se

comunicaçoes e discussöes.

~- Col loque Interdisci pl ina i re Franco Brësi 1 leo

ETUDE ET CARTOGRAPHIE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES ET

SES APPLICATIONS EN ZONES TROPICALES

Cet ouvrage groupe l es communications qui ont ëtë préparëes pour l e Colloque

ETUDE ET CARTOGRAPHIE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES ET SES APPLICATIONS EN ZONES TROPICA-

LES, qui a eu l i e u São Paulo et Belo Horizonte du 27 aõut au 8 septembre de 1978. organi

se par le Laboratorio de Pedologia e Sedimentoloqia, Instituto de Geografia e Oepartamento

de Geografia, FFLCH. de l a USP, et par l e Centre de Gëomorphologie du CNRS, Caen, France.

Moyenne Vall-ée du Paratei. de l a "Serra" de São Pedro et Vallëe du Piracicaba et

l a region de Mar i l ia et de l a Vallée du Peixe. dans 1'Etat de São Paulo, ainsi que

l a region du Karst de Lagoa Santa a Minas Gerais, exposëes dans le VOLUME I1 - EXCURSIONS.

pour l a discussion des thëmes indiquës ci-aprës, dëbutant par des exposés de synthëse l a

part des rapporteurs suiv is des conunications et des discussions.

Le programe ava i t prévu des excursions sur le terrain dans les regions de l a

dans

dans

Le programme ava i t prévu, en autre, l a réalisation simultanee de scëances

de

I

1

ColÕquio ESTUDO E CNUOGRAFlA DE FORMAÇOES SUPERFICIAIS E SUAS APLICACOES EM REGIIJES

TROPICAIS. S.Paulo. vol. 1. 99-112.1978

TEMA I

MOOELE D'EVOLUTION GEOCHIMIQUE DES PROFILS D ' ALTERATION DES MASSIFS CRISTALLINS

ZONE TROPICALE.

EN

APPLICATION A L'ETUOE D'UN MASSIF ULTRABASIQUE OE GOIAS. CONSEQUENCES

POUR L'ETUDE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES

S.M.B. de OLIVEIRA(*)

J.M. WACKERMANN(**)

L'ëtude de prof i ls d'altëration metgorique au Sgnëgal e t au Brés i l permet de

dëf in ir un modële d'ëvolution géochimique des massifs c r is ta l l ins applicable en zone tropicale humide semi-humide. Ce modele ëtabl i t l a variation d ' u n indice d'alt&$

tion. r e l a t i f

d'ëvolution qui caractérise 1 'ensemble d'un prof i l vert ica l . Des extrapolations, 2 pa1

tir d'analyses superficiel les, sont rendues possibles en vue de l a determination de l a

profondeur du t o i t du substratum sain e t de sa composition. Des exemples d'application

sont exposës.

chaque niveau, en fonction de l a profondeur, en ut i l i sant un paraGtre

INTRODUCTION

Une etude antérieure. r6alisëe 2 part i r de 80 prof i ls d'altëration mëtëori

condi

que, sur l e socle c r i s t a l l i n du Sënégal Oriental, a permis de mettre en évidence l ' e x i s

tence de rëgles d'ëvolution des teneurs des ëlëments majeurs e t traces sous des

tions climatiques tropicales 2 deux saisons contrastees (WACKERMANN. 1975). Des recher ches en cours sur un massif dunitique de 1'Etat de Goias (Brës i l ) montrent que ces

mes règles sont gënëralement vërif iëes dans cette region oÙ règne actusllement un

mat de type-comparable (de OLIVEIRA, 1976). c l i

COMPORTEMENT DES ELEMENTS MAJEURS

Dans les deux regions ëtudizes des calculs statistiques ont montré que les

ëlëments peuvent ë t re classés en t ro is groupes de comportement vis-ä-vis des phénod-

nes d'altëration &tëorique. En ce qui concerne les ëléments majeurs des évolutions

SyStéIMtiqUeS sont observzes pour 1 'ensemble des mssifs cr ista l l ins:

(*)

(**)

' Instituto de Geociëncias-Universidade de Sho Paulo - C.P. 20 899 - Sä0 Paulo Bras i l .

Office de l a Recherche Scientif ique e t Technique Outre-Mer - 24. rue Bayard - 75008 - Par is - France.

99 I

ji ! :

C '

i

a. Le groupe des Cléments trës mobiles

Le magnkium. le calcium e t l e sodium sont systërnatiquement exportés des rc d r a j

La var i a l a roche saine, profonde, suit

ches en cours d 'a l tSra t ion par s u i t e de leur f o r t e so lub i l i t é dans les eaux de nage. t ion des teneurs (c ) en fonction de la distance (x) une expression exponentielle:

Leurs teneurs sont nulles ou fa ib les dans l e s mineraux de nëogenëse.

2 - - Ln 2

oÙ co reprësente la teneur or ig ine l le e t d 2 la teneur 0.5.c . ments es t representee par une dro i te si l ' on u t i l i s e une echelle de t.eneurs thmique (decimale) e t s i ' l ' o n porte en ordennées les carres des distances 2 l a saine. tages ) dans t r o i s pu i t s creu\& dans l ' a rène d 'a l te ra t ion du massif dunitique Goias e t qui on t a t t e i n t des niveaux peu ou pas a l të rSs .

provoquent l a prec ip i ta t ion de carbonate de calcium ce modele d'évolution ne l 'ëvolution des teneurs en calcium que pour les niveaux inferieures. non enrichis condai rement.

la distance 2 l a roche sa ine correspondant La courbe de variation des teneurs pour chacun de ces t r o i s 615

l o g a r i roche

(pource! de

La f igure 1 represente de: exeriiples d'ëvolution des teneurs eri MgO

Dans l e cas de p ro f i l s oÙ les conditions physico-chimique super f ic ie l les dec r i t

SS

b. Le qroupe des ëlement.. peu mobiles

L'aluminium, l e f e r e t l e t i t ane , peu solubles dans les eaux de drainage communes, sont maintenus sur place, s o i t dans les min6raux primaires in t ac t s ou dans des mineraux de nëogenke to td le ou p a r t i e l l e dont ils cons t i tue ëlements structuraux (phyl los i l ica tes . oxydes, hydroxydes). En raison de 1 'ël imination pro gressive des ëlements tres mobiles e t d'une par t ie des éléments a comportement i n t e r mediaire. l e s teneurs de ces t r o i s G!ëincnts. quasi i ne r t e s , augmentent. en pourcenta ges d'oxydes. par e f f e t de bilan. i n i t i a l e (transformation 5 volume constant) l'enrichissement r e l a t i f de ces ëlements s u i t un modèle exponentiel de &nie expression que pour le premier groupe mais avec un exposant pos i t i f .

Dans l e cas du massif dunitique Studië, oÙ le chrome consti tue un clément quasi majeur. l e s variations de ses teneurs suivent le mgme modële que l'aluminium. l e f e r et l e t i t ane .

l es

Tant que l ' a l t é r a t ion conserve l a s t ruc tu re

c.

Les aut res ëlëments majeurs ont une mobilit6 in t emëd ia i r e en t r e ce l les

qroupe des 6lFments à comportement interinëdiaire

des deux groupes pr&ëdents. Leur ëvolution e s t fonction de l a nature du - 6 t e e t des conditions physico-chimiques régnant dans les eaux de drainage.

mingral- Ainsi

1 O0

FIGURA 1 - Variação de MgO FIGURA 2 - Variat;io do indice de alteração i

l a s i l i c e ¿es quartz e s t nettement moins mobile que ce l l e des s i l i c a t e s e t e l l e peut ëtre export& des p ro f i l s ou au contraire fixée sous f o m de néosil icates ou de s i l l ce pure plus ou moins hydratëe e t c r i s t a l l i s ë e (phyl los i l ica tes . quartz. calcédoine. opale); c ' e s t l e cas pour les profi ls sur dunite oÜ des s i l i c i f i c a t i o n s secondaires 8~

paraissent dans les zones bNchiques ou diaclasëes e t dans l e s micropores dus aux d i s so lu t ions métëoriques.

I l en e s t de &me du potassium: les feldspaths potassiques sont relativement r é s i s t an t s e t c e t Blëment peut ë t r e fixë dans des phyl los i l ica tes micacés ou in t e rg r5 des. e t dans l e s eaux réductrices. alors que dans l e s conditions oxydantes supe r f i c i e l l e s i l prëc ip i te sous forme d'oxydes secondaires.

En ce qui concerne le manganke, sa mobilité e s t f o r t e dans l e s si l icates-hÖtes

d. Indice d ' a l t ë r a t ion

Le comportement systématique des ël&n"es des deux premiers groupes a permis de dë f in i r un indice 1 d 'a l të ra t ion Gtëorique exprimant, en pourcentages pondéraux' d'oxydes, le rapport en t re l a s o m des oxydes des ëlëments peu mobiles e t l a des qxydes des ëlëments solubles:

so?

Al O + Fe203 + Tio2

MgO + Na20 2 3 i -

Le calcium n'est pas pris en compte pour c e t indice en raison des poss ib i l i t ë s de concentration secondai re sous forme de carbonates ZvoquËks ci-dessus.

L'indice 1 c r o i t progressivement au fur-et-à-mesure du remplacement des nëraux primaires p a r les produits de nëogenke. Z p a r t i r d'une valeur io, c a r a c d r i - s a n t l a roche saine i n i t i a l e e t dépendant de l a nature de c e t t e roche:

mL

- granites: supërieure 2 3.0 - dior i tes : entre 2.6 e t 3.0

. - gabbros: en t re 2.0 e t 2.5 - roches ultrabasiques: infërieure 2.0

Dans le cas du massif dunitique de Golas l e s teneurs en sodium e t en t i t ane sont gligeables e t l ' i nd ice d 'a l té ra t ion peut s'exprimer sous l a forme:

n i j

Alzo3 + Fe20j

MgO i -

La valeur io re l a t ive au s u b s t r a t u m non a t t e i n t par l ' a l t é r a t i o n Gtëor ique (dunite p l u s ou moins serpentinisëe) varie entre 0.2 e t 0.3. l'le dice c r o i t de bas en haut j u s q u ' ã une valeur d'environ 9 q u i correspond de conservation de l a s t ruc ture in i t i a l e : remplacements pseudomorphiques des minéraux primaires par l e s phyl los i l ica te e t les oxydes e t hydroxydes. e t maintien du rëseau de diaclases i n i t i a l . Lorsque l e s structures i n i t i a l e s sont effacëes apparait un mz t ë r i a u pulvérulent formë essentiellement d'hydroxydes e t d'oxydes de f e r dont 1 ' imp01

1 o2

Dans les niveaux a l t é r é s l a l i m i t e

tance r e l a t ive permet de d is t inguer , respectivement, une l a t é r i t e jaune ( i var ian t &

9 ã 20) e t une l a d r i t e rouge localement indurée ( i var ian t en t re 20 e t 100).

e. Indice d ' a l t ë r a t ion r e l a t i f

Afin de pouvoir comparer les indices d 'a l té ra t ion de matériaux issus de rg ches d i f fë ren tes i l e s t in té ressant de ca lcu ler un indice d ' a l t ë r a t ion r e l a t i f i:i

En e f f e t l a valeur de cet indice permet de c a r a c d r i s e r l e stade a t t e i n t par l ' a l t ë r g tion météorique quelle que s o i t l a roche i n i t i a l .

O'

- de 1,0 b 1.5: matériaux - de 1.5 3.0: matér iaux phyl los i l ica tes 2:l dominants - de 3.0 b 50: - de 50 ã 100: matcriaux riches en oxydes e t hydroxydes de f e r e t d'aluminium,

- supérieur b 100: cuirasses indurées

phyl los i l ica tes 2:l exclusivement

matériaux b kao l in i t e e t hydroxydes de f e r dominant

non i n d u r &

PARAMETRE D 'EYOLUTION DES PROFILS D'ALTERATION

La majoritë des prof l l s verticaux ëtudiës au Sénëgal or ien ta l e t dans l e Goias montrent que l e s valeurs de l ' i nd ice d ' a l d r a t i o n ou sondage, un mdcle exponentiel, en fonction pression gënérale:

suivent. pour chaque p u i t s de l a distance b l a roche saine, d ' e 5

oÙ di reprësente la distance pour laquel le i = 2 . i0 . En portant en abscisses les valeurs du logarithme de l ' i nd ice 1 e t en ordonnées les valeurs du car ré de l a d i s tan- ce 5 'a l a roche saine, l a courbe représentative de l ' ëvolu t ion de l ' i n d i c e d ' a l t ë r a t i o n devient l i n i a i r e . sur dunite pris en compte dans l a f igure préccdente.

de l ' ind ice-d 'a l të ra t ion avec la nature des produits de néogen&e a permis de mntrer que l a valeur de ce t t e pente permettait de carac të r i se r , de façon quant i ta t ive , l e dg g 6 d'évolution de l'ensemble d ' u n p r o f i l . Ce degrë d'évolution augmente avec 1 ' i n t e n

s i të du drainage e t avec i a durce d 'ac t ion des ph6nomhese d ' a l t é r a t ion k t é o r i q u e . Le coef f ic ien t ti, que s e r t b carac té r i se r l a forme de l a courbe exponentielle de v a r i a t i on de l ' i nd ice d 'a l té ra t ion . permet également de mesurer l a pente des dro i tes . Sa valeur. distance S p a r t i r de l a roche sa ine pour,laquelle est a t t e i n t e une valeur de

l ' i nd ice d 'a l të ra t ion double de l ' i nd ice i n i t i a l a, exprime l e parametre d ' fvo lu t ion -i d *

La carac të r i sa t ion du degré d 'ëvolution des p ro f i l s d ' a l t ë r a t ion p a r l e pa ra mètre d'&olution%rëpond 2 quatre groupes d'après les conclusions des ëtudes microsco- piques e t diffracton6triques:

La f igure 2 i l l u s t r e c e t t e propriété dans l e cas des t r o i s p r o f i l s

La comparaison de l a pente des dro i tes f igura t ives de l ' évolu t ion s p a t i a l e

103

, /

- d, in fér ieur 'a 4 m: profi l peu Evolue; a drainage trës f a i b l e , comportant un 6 l a n g e de minkaux primaires e t de phyl los i l ica tes 2:l dans tous les niveaux.

- d . entre 4 e t 7 m: profil moyennement &oluë. drainage f a i b l e , oÜ l e s phyllosil icates 2:l s o n t dominants par rapport aux phyl losi 1 ica tes 1 :1.

- di entre 7 e t 10 m: profil t rës ëvolu6. ä drainage intense, oÙ l e s kaoli- ni tes e t les oxydes-hydroxydes s o n t dominants.

- d. supérieur 10m: prof i l t r ë s ëpais. a durëe d'ëvolution longue dans des conditions de drainage maximales. oÙ l e s kaol in i tes e t l e s oxyhydroxydes sont l e s seu ls consti tuants secondai res dans tous les niveaux.

A i n s i l e s t ro i s prof i ls d 'a l të ra t ion de l a dunite de Goias, i l l u s t r é s 1 l ' a i de du diagramne de la figure 2. sont respectivement peu ëvoluës (pui ts 7: di = 2.6 m;

puits 30: d i = 3.9 m ) e t moyennement ëvoluës (pui ts 28: d . = 6.3 m ) . L'ëtude micros copique e t la comparaison des teneurs brutes des d i f fë ren ts niveaux ne permet ' pas

toujours de dëcele de t e l l e s nuances entre l e type d'évolution de deux p ro f i l s . , ,

11 devient alors possible de carac te r i se r quantitativement l e degrë d 'ëvol2 tion de l'ensemble d ' u n prof i l . p a r t i r de quelques analyses chimiques d'ël6ments "d_ jeurs des profondeurs d i f fe ren tes . e t de def in i r l ' i n t e n s i t ë de l ' a l t é r a t i o n d e ces niveaux analyses dans chaque prof i l . Le paramstre d'ëvolution permet de comparer: des prof i ls verticaux entre eux; l ' i nd ice d 'a l të ra t ion pennet de c lasser l e s niveaux , ' l e s uns p a r ds ou prof i l s d i f fë ren ts sont proches. Cette derniëre poss ib i l i t é a ët6 u t i l i s ë e pour calcul des moyennes ari thxëtiques des teneurs des ëlëments en traces en fonction l ' i nd ice d 'a l të ra t ion . en regroupant pour chaque type de roche les p ro f i l s appartenant au 6me groupe ëvolutif

1

8 , ,

r appor t aux autres dans u n meme profil ( n o t a m n t dans l e cas d'hgtërogënëi- de recurrences dans l ' a l t ë r a t i o n ) e t de l e s comparer lorsque l e s paranStres de

l e de

(WACKERMANN, 1975 e t de OLIVEIRA. 1976).

METHODE D'EXTRAPOLATION

L'expression exponentielle de la variation de l ' i nd ice a l t e r a t ion en f o n i t ion de l a distance 2 l a roche saine permet l e t r a d'abaques en fonction des t ro i s variables i : io. x e t di (figure-3). C'est a insi que dans l e cas, frëquent. oÜ un puits ou sondage n ' a pu a t te indre a l tërëe. i l e s t possible l ' a i d e de ces abaques, de déterminer la posit ion de ce niveau sain.

Ce procëdë a ët6 u t i l i s é pour dëterminer ä la fo i s l a posit ion du toit du substratum sa in e t l e s valeurs des p a r a d r e s d'ëvolution pour 1 'ensemble des Puits creusës l e long d'un prof i l transversal du massif dunitique de Goias, e t pour lesquels ont ët6 rëa l i sëes les analyses de Alzo3 , Fe203 e t MgO pour au mins t r o i s niveaux par p u i t s ve r t i ca l . L'observation microscopique montre que l ' a l t ë r a t i o n t6tëo- rique se manifeste sur des niveaux d o n t l ' i nd ice dëpasse l a valeur 0.30. C'est donc ce t t e l imite qui a ëtë retenue come valeur de rëfërence io , correspondante 2 l a d u n i

l e niveau supërieur de l a roche demeurëe non

104

105

i ;

I

l ll

I

Il '!

te ;erpentinis& du substratum non alt&ë. 'Ed portant sur u n papier calque les points f i g u r a t i f s des couples de valeurs + : io e t des profondeurs r e l a t i f s t i c a l . i l est possible d 'ob ten i r 1 l a fo i s 1~ position du niveau d 'a l të ra t ion i n i t i a l e et l a valeur du parametre d'ëvolution: ce t e f f e t on superpose (ou interpole) l e s points f i g u r a t i f s avec u n e des courbes de l'abaque (figure 3) . les axes des distances-profon- deur res t an t superposës.

l a f o i s l ' ëpa isseur des couvertures de l a t ë r i t e s rouge e t jaune (mesuree dans l e s pu i t s ) e t l a profondeur du t o i t du substratum non a l t ë 6 (obtenue Cette f igure montre nettement que l e s épaisseurs des deux couches de l a t é r i t e s du manteau d 'a l të ra t ion a s t ruc tu re conservée, sous-jacent, sont sensiblement plus f a l b les sur l e versant nord-est, 2 pente plus importante, que sur l e versant sud-ouest. L'ëpaisseur du manteau alt&-ë e s t en outre plus fo r t e au d ro i t du r i o principal e t dans l a pa r t i e mëdiane des deux versants a lors que les paramètres d 'ëvolution .des p ro f i l s correspondants ne sont pas maximaux. pas ë t r e u t i l i t i o n ' (drainage e t durëe).

Les valeurs des paramëtres d'ëvolution des d i f fë ren ts puits e s p a c k l e long du prof i l transversal montrent que l ' a l t é r a t ion Gtzor ique du massif dunitique e s t mo dërëe: les valeurs sont gënëralement infërieures 4 metres. .Les Etudes microscopiques e t diffractomëtriques montrent effectivement que les peridots e t pyroxenes primaires s e transforment en phyl los i l ica tes 2 s t ruc ture 2:l (ch lor i tes , t a l c , vermiculites. montmg r i l l o n i t e s ) e t en goethite e t hëmatite. Ces derniers mineraux sont prëponderants dans

l e s horizons de l a t ë r i t e rouge super f ic ie l le . Le caractère moder6 du drainage es t dt testë par les s i l i c i f i ca t ions secondaires q u i at teignent l e manteau d, 'al tëration(quartz. calcédoine. opale). La' f igure 5 montre que dans l e cas du versant sud-ouest i l ex i s t e u n e re la t ion en t re la pente topographique super f ic ie l le e t l e parametre d 'ëvolution des prof i l s sous-jacents: l ' ëvolu t ion e s t plus f o r t e lorsque l a pente dëcro i t . le maxi mum ë tan t a t t e i n t pour une pente de l 'o rdre de 0.4% ( d i = 4 m). in fE r ieures (sommets e t fonds de va l lëes) l e p a r a d t r e d'gvolution dëcro i t lëg8rement (3.0 ;i 3.5 m).

u n &me profil ver

La coupe transversale du massif dunitique de Goiás de l a f igure 4 indique

l ' a ide des courbes-abaques). e t

l 'zpaisseur de l a couverture a l tEr& ne peut donc sëe systëmatiquement pour dëf in i r l ' i n t e n s i t ë des phënomenes d ' a l tg ra - .

Pour les pentes

D'autre part l ' ë tude de l '&olu t ion des teneurs en nickel dans l e d ' a l t f r a t i o n dunitique a mon t6 que l a moyenne des teneurs dans les 4 metres superieurs du manteau d 'a l të ra t ion e t dans l a l a t ë r i t e jaune, pour chaque p ro f i l , var ie ëgalement en sens inverse de la pente supe r f i c i e l l e (de OLIVEIRA, 1976). i? verse e s t i l l u s t r e e par l a f i gu re 6: l e maximum est a t t e i n t pour des pentes de l ' o rd re de 0.6 pour des valeurs de pente plus fa ib les l a rëpar t i t ion des teneurs en nickel es t dkwJonnée. On peut ainsi dëduire de l a comparjison des f igures 5 e t 6 que. dans l a g a m des pentes super f ic ie l les rencontrëes dans l e prof i l transversal ëtudië. les f a ib l e s pentes (supërieures nëanmoins 5 0.5%) produisent u n accroissement du degr6 d '

évolution Gtéor lque . lequel produit une reconcentration supergëne plus f o r t e du n i &el . q u ' e l l e ëc l a i r e l e comportertent des 8 l h n t s d u cours de 1 'alteration &t¿orique.

manteau

Cette cor rë la t ion

Cette dëduction peut s e r v i r de guide pour la prospection minière en mëme temps

106

z sw 2 W D.

P I

-0

% ' 2. d

> 3

(I

a 2. 6 h

?. W \ VI

FIGURA 5 - Influëncia do declive sobre o parsmetro de evolução

+'

+ + -1.0 + +

-0.5 I I I declive

2% . 0,6 I .

FIGURA 6 - Influencia do declive sobre a mobilizaçao do Niquel

Dans l e cas oÜ l a composition de l a roche saine est inconnue il est nëa"

En

eau

moins possible d'obtenir l a valeur io de l ' ind ice de rëférence par extrapolation.

effet l e logarithme de l ' ind ice d'altêration est l i é linéairement 5 l a teneur en

hygroscopique des différents niveaux d'un prof i l . La valeur extrapolëe de 1 'indice

pour une teneur en eau hygroscopique de 0.10% r e l a t i f s à des niveaux altér6s sus-jacents a fourni une estimation de io confim-e s o i t

par des analyses, dans l e cas oÜ l a roche saine a pu être atteinte par puits ou sondc

ge. so i t par l a concordance des résultats d'estimation des profondeurs du socle sain

a' l ' a ide de l a prospection électrique e t 5 l ' a ide des abaques de l a figure 3

(WACKERMANN. 1975).

par t i r des couples de valeurs

INTERET DE LA METHODE POUR L'ETUDE DES FORMATIONS SUPERFICIELLES

a. Quanti f i cat i on des données

Un premier in térët de 1 'ut i l i sa t ion du modêle d'évolution géochimique des

profi ls d'altération réside dans l a possibi l i té de classer numériquement fo is

les degrës d'évolution des différents profi ls verticaux e t l e stade d'altération a t teint par l e s différents niveaux dans chaque profi l . On peut ainsi envisager de drez

ser des cartes reproduisant l a répartition des paramêtres d'évolution ii d'une région, en u t i l i san t des figurës différents pour l es zones groupant les profi ls des quatre

classes d'evolution mentionnées plus haut, ou, l e cas échiant. en faisant des subdivi

sions supplëmentaires.

r e l a t i f d'altération ( i : io) de l 'horizon superficiel. Cet indice permet en effet de

rendre compte de l a nature de l 'ëvolution minéralogique e t chimique des horizons pëdg logiques e t des niveaux indurés. aussi bien que des matériaux alte'rés structure i n 1

t i a l e conservëe, quelle que so i t l a nature de l a roche-&e. l es

paramëtres e t l es indices du modele. ainsi que pour d'autres variables liées: qe'ome'tri

ques. chimiques, minëralogiques. notamment.

montrë l ' i n t é r ê t des représentations graphiques qui ut i l isent c o m variable s o i t

paradtre d'évolution so i t 1 'indice d'altération.

l a

Un deuxiëme type de carte peut être établi 5 par t i r des valeures de l ' i nd i ce

L'emploi de valeurs nuir iques pennet l e calcul de moyennes concernant

L'exemple du massif dunitique de Goiás a

le

b t Extrapolation 5 par t i r des données superficielles

La mise en évidence d'un modèle d'évolution géochimique dans l e manteau d ' a l teration des roches cr is ta l l ines permet de dëfinir l 'ëvolution des teneurs de l a

part des ël&n"es majeurs, en fonction de l a profondeur. par t i r de trois ou quatre

analyses de niveaux altérës diffërents, â structure i n i t i a l e conservée.

tion peut ëtre vérif iée par 1 'examen microscopique (transformations pseudomorphiques

ou rëmanence de fantÕmes de minéraux primaires), 1 'observation de terrain (conservation

du réseau de diaclases. incompatible avec des modifications volumiques). mais aussf

par l'examen des diagrammes c o m ceux des figures 1 et 2. Dans ce dernier cas une

dif icat ion syst&na~lque de l a pente de l a courbe l i an t les points représentatifs des

niveaux superficiels indique une restructuration due 2 une pëdogenese. 5 un encroûte

.ment (fer-calcium)-ou à un transport kcanique. Par contre les écarts isolés sont l e

Pl%

Cette condi

1 o9

f a i t de niveaux s ingul ie rs (hëtërogénëitë i n i t i a l e ou secondaire). L'évolution des élëments solubles e s t dëcrite par le diagramme illustré pa r

l a f igure 1. I1 e s t ainsi possible d 'obtenir , par extrapolation. l e s teneurs en map nasium. sodium e t calcium toutes les profondeurs, e t notamment au niveau de l a roche saine. $ me u n d i a g r a m du modèle de la figure 2 ou les courbes-abaques de l a figure 3 pennet tent de prëvoir l 'ëvolution des teneurs des ë l h " e s inertes. t e l s l'aluminium. l e

f e r e t l e t i t ane . Pour les ëlëments comportement intermediaire l 'un ou l ' a u t r e M_ dèle peuvent ë t r e appliquës sur une fraction du prof i l . Ainsi l e manganèse e s t mobile

fig:

possi-

p a r t i r de t ro i s ou quatre analyses d'ëchantillons supe r f i c i e l s . De

l a base e t enrichi en surface, l e si l icium des s i l i c a t e s s u i t l e modêle de l a

re 1 a lo r s que celui des q u a r t z e s t iner te dans l a plupart des p r o f i l s . Pour 1 'ëtude de 1 'ëvolution des versants les extrapolations rendues

bles par l e recours au modèle d'évolution de l ' i nd ice d 'a l të ra t ion ( f igures 2 e t 3 ) . permettent de dëcr i re l a nature e t l ' ëpa isseur du manteau d ' a l t ë r a t ion . 2 p a r t i r d'ana lyses de sub-surface. Ces informations constituent des donnëes indispensables en vue

de prëc iser l e s modifications la të ra les de drainage, d'ërosion me'canique ou l e s var ia tions dans l e temps. modèles

d'Zvolution enboit& a permis de montrer q u ' ã une ëpoque antërieure. pllrs humide, mar quie p a r l a monosiall i t isation. succëde actuellement une ëpoque plus a r ide oÜ prédo- minent l e s genèses d 'a rg i les gonflantes. Cette ëvolution. dans le temps, remplace l e schëma d'une kaolinisation postërieure e t super f ic ie l le de smectites formées lors de

l ' a l t ë r a t i o n i n i t i a l e profonde (WACKERMANN. 1975). L'exemple du massif de Goiás, i l lustrë par l e s f igures 5 e t 6. montre en outre l e parti qu ' i l est possible de t i r e r du modële gëochimique d'ëvolution en vue de dëgager des règles de prospection miniëre ?i p a r t i r de donnëes fragmentaires e t super f ic ie l les .

C'est ainsi qu'au Sënëgal Oriental l ' ex is tence de deux

BIBLIOGRAPHIE

OLIVEIRA, Sonia M.B. de, - 1976 - O maciço ultrabãsico de Santa Fë ( G O ) . Esboço da evolução supërgena do ponto de vis ta mineralÕgico e geoquimico. Relatorio I n s t i t u t o de Geociencias. U.S.P.. 18 p.

t rop ica le semi-humide. Etude minëralogique e t gëochimique des arënes du Sg

nëgal Oriental . Consëquences pour l a cartographie e t l a prospection. Thèse Sci.. Univ . L.P.. Strasb'ourg. 358 p.

WACKERMANN. Jean-Marie - 1975 - L'altération des massifs c r i s t a l l i n s basiques en zone

DISCUSSA0 - DISCUSSION

J.J.TRESCASES: L'indice d 'a l të ra t ion dëfini avec un dënominateur la teneur en MgO (ou MgO + Na20). ce qui n ' e s t valable que dans la mesure oÙ i l subs i s t e des s i l i c a t e s

encore incomplëtement altërës renfermant des ëlëments. C'est effectivement l e cas de p ro f i l s d ' a l t ë r a t ion de roche ultrabasique au SBnsgel Oriental ou ã S a n t a Fe, dans le Goiás. oÜ de la serpentine subsiste. Mais lorsqu ' i l apparait un horizon ferrugineux ( sap ro l i t e f i ne de Nouvelle Caledonie) oÜ i l n'y a plus ni s i l i c a t e

. . . n i magnésium (2 1 'exception des peti tes. quanti tgs renfennées dans les chromites). . cet indice d'altération ainsi défini n'a plus de sens. et.cela sur d'gpaisseurs qui peuvent atteindre une trentaine de mètres.

J.M.WACKERMANN: Les auteurs sont d'accord avec cette remarque sur les limites.de vali- di tg de la &thode proposée.

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