Néogenèses silico-alumineuses en contexte cryptokarstique : l'halloysite de Beez (Namur, Belgique) et de Ai͏̈n Khamouda (Kasserine, Tunisie)

par Delphine Bruyère

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Alain Perruchot et de Christian Dupuis.

Soutenue en 2004

à Paris 11 en cotutelle avec Faculté polytechnique de Mons .


  • Résumé

    Les cryptokarsts de Beez (Belgique) se sont développés au dépens de calcaires dolomitiques viséens, à la faveur de drains constitués par les filons sulfurés Fe-Pb-Zn, sous une couverture composée de pélites gréseuses viséo-namuriennes et de sables oligocènes. A Khamouda (Tunisie), les poches karstiques se sont développées suivant la stratigraphie sub-horizontale des calcaires sénoniens à partir d'une faille normale les mettant au contact de la couverture sableuse miocène. Dans les deux sites, des paragenèses complexes s'installent à l'interface entre encaissant carbonaté et remplissage karstique, notamment des argilites blanches et des croûtes ferrugineuses. A Beez, l'argilite est constituée d'halloysite et de gibbsite. A Khamouda, elle s'enrichit de phases zincifères plus rares, telles que la baileychlore, la sauconite ainsi que d'un hydroxyde de zinc amorphe. Dans les deux cas, les fluides météoriques acquièrent leur acidité (pH~2 à Beez et pH~4 à Khamouda) par lessivage de la couverture sédimentaire sus-jacente et notamment par oxydation des sulfures qu'elle contient. La neutralisation des fluides au contact du mur carbonaté conduit dans un premier temps à la formation de sulfates (gypse, jarosite) et d'oxy-hydroxydes de fer, puis d'halloysite et d'hydroxydes d'aluminium à partir de pH 4,5-5,5. A Khamouda, la baileychlore ne se forme que plus tardivement (pH < ~9,5). Dans les deux cas étudiés, nous avons mis en évidence l'évolution de phases minérales depuis des gels silico-alumineux jusqu'à des minéraux bien cristallisés (halloysite) ou moins bien organisés. Dans les deux gîtes, le micro faciès tubulaire de l'halloysite, correspondant à une croissance fissurale, prédomine par rapport au faciès sphéroi͏̈dal se développant habituellement au sein des masses de gel; ce qui suggère une fracturation répétée des masses de gels précurseurs. Nous avons également établi que ces gels incorporent des cations des solutions percolantes, notamment du manganèse à Beez.


  • Résumé

    The cryptokarsts from Beez (Belgium) were settled in dolomitic Visean limestones owing to Fe-Pb-Zn sulphide veins. The sedimentary cover is made up from Viseo-Namurian pelites and Oligocene sands. The cryptokarsts from Khamouda (Tunisia) were settled in senonian sub-horizontal limestones. They expand from a down fault, which brings limestones into contact with Miocene sandy cover. In both sites, complicated paragenesis were settled at the limestone/karst-filling interface. Main paragenesis are white argillite and ferruginous crusts. In Beez, the white argillite is made up from halloysite and gibbsite. In Khamouda, it is enriched with zinciferous phases as baileychlore, sauconite and amorphous Zn-hydroxide. In both sites, the leaching of the overlying cover increase the acidity of meteoric fluids (pH~2 in Beez and pH~4 in Khamouda). This is mainly due to the oxidation of some sulfides (pyrite in Beez; pyrite and blende in Khamouda). These acid fluids are neutralized at the limestone karst-wall. In a first time, it leads to the neogenesis of sulphates (as gypsum and jarosite) and iron oxi-hydroxides. In a second time (from pH 4,5-5,5), halloysite and Al-oxi-hydroxides are formed. In Khamouda, baileychlore is late-developping (pH < ~9,5). In both cases, we showed clearly the development of mineral phases from a Si-Al gel to well-crystallized minerals, as halloysite, or badly organized minerals, as some Mn-oxides from Beez. In both deposits, tubular halloysite, which usually develops in cracks, is prominent in comparison to spheroidal halloysite, wich usually growths in gel masses. It suggest an intensive fracturing of the gel masses. We established that these gel masses mix cations from the percolating solutions.

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Informations

  • Détails : 232 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.201-212

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)6
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