Localisation et distribution des Eléments Traces Métalliques (ETM) naturels au cours de l'altération supergène d'une serpentinite : rôle des microsystèmes et des minéraux argileux associés

par Jacinthe Caillaud

Thèse de doctorat en Terre solide et enveloppe superficielle

Sous la direction de Dominique Proust.


  • Résumé

    L'étude de la mise en place du fond pédogéochimique sur une serpentinite a été réalisée à l'échelle d'un profil et à celle des microsystèmes d'altération et des minéraux argileux associés. L'altération de la serpentinite est rapide et intense et est caractérisée par une lixiviation précoce du magnésium des minéraux des serpentines. L'étude minéralogique fine montre que trois microsystèmes contrôlent l'altération de la roche : le plasma primaire (les lignées d'altération), le plasma secondaire et les systèmes fissuraux. Le fonctionnement de ces microsystèmes est contrôlé par le potentiel chimique du magnésium présent dans les solutions. La diminution de ce potentiel chimique va engendrer une évolution des phases argileuses d'un pôle trioctaédrique magnésien vers un pôle dioctaédrique ferrifère, devenant alumineux vers la surface. Les ETM portés par les minéraux primaires ne sont pas évacués durant l'altération supergène de la serpentinite, ils s'enrichissent relativement dans les niveaux d'altération. Le chrome, et surtout le nickel, le zinc et le cuivre s'enrichissent de manière importante dans les argiles des niveaux inférieurs par rapport à leurs teneurs initiales dans la roche. Par contre, ces mêmes ETM diminuent dans les argiles globales des niveaux superficiels. Le cobalt et le manganèse présentent des comportements plus indépendants de la phase argileuse, ils sont majoritairement portés par les oxy-hydroxydes. Un transfert des oxy-hydroxydes amorphes vers ces argiles est cependant possible pour le manganèse (Mn échangeable). Le fer remobilisé dans les niveaux supérieurs pour la formation des oxy-hydroxydes secondaires, pièges à ETM, va donc influencer la stabilité des ETM de ces argiles.

  • Titre traduit

    Location and distribution of metallic trace elements (MTE) during the weathering of a serpentinite : influence of alteration microsystems and their related clay minerals


  • Résumé

    The pedogeochemical background from a serpentinite was studied at the scales of a weathering profile and its related weathering microsystems and clay minerals. The serpentinite weathering is rapid and intense and show early magnesium leaching from serpentine minerals. A detailed mineralogical study indicates that rock weathering is controled by three microsystems : the primary plasma (weathering sequences), secondary plasma (homogeneization of clay mineralogy and oxides) and the fissural systems. Chemical potential of magnesium in solution appears to control these microsystems ; the decreasing of such potential will generate, from bottom to top, an evolutive sequence from magnesian trioctahedral to dioctahedral, iron rich clay minerals, and then aluminous clay minerals. MTE trapped in primary mineral are relatively concentrated in secondary phases from weathering levels. When compared to their concentrations in rock, chromium, nickel, zinc and copper are strongly enriched in the clay minerals from lower alteration levels. In contrary, upper alteration levels show decreasing MTE concentrations. Cobalt and manganese behaviours are more independant on the clay phases and mainly trapped into oxy-hydroxides. However, manganese can be found as exchangeable state in these upper levels. The secondary oxy-hydroxides generated by iron segregation at the top of the profile are the newly MTE bearing phases to the detriment of clay minerals.

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Informations

  • Détails : 9 f.-266 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 131 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 03/POIT/2345-B
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