Géochimie et cristallochimie du chrome au cours de l'altération de roches ultrabasiques en Nouvelle-calédonie (Massif du Koniambo)

par Dik Stefano Fandeur

Thèse de doctorat en Géochimie

Sous la direction de Emmanuel Fritsch et de Farid Juillot.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    En Nouvelle-Calédonie, 35 Ma d'intense altération et d'érosion de roches ultrabasiques ont permis le développement d'une couverture latéritique riche en éléments traces métalliques (Ni, Cr, Co, Mn). Dans ces sols, ces éléments traces métalliques (ETM) constituent un risque pour l'environnement endémique de la Nouvelle-Calédonie. Parmi ces ETM, le Cr est le plus abondant (jusqu'à 3,8% en poids de Cr₂O₃) mais également le plus toxique, suivant son degré d'oxydation. Après avoir étudié la redistribution des éléments majeurs et traces au cours du développement d'un régolithe de 64 mètres d'épaisseur dans le massif du Koniambo (Côte Ouest, Province Nord de la Grande-Terre), une étude détaillée de la cristallochimie du chrome a permis de mieux comprendre le comportement de cet élément le long de cette séquence d'altération. Principalement sous forme Cr(III), le Cr est partiellement oxydé en Cr(VI) par le biais d'oxyhdyroxydes de Mn (III/IV), s'accumulant à l'interface saprolite-latérite dans la séquence d'altération péridotitique. Ces oxyhydroxydes de Mn sont également soupçonnés d'augmenter la solubilité des chromites, minéraux réputés peu solubles. Compte tenu de la grande solubilité du Cr(VI), l'oxydation du Cr(III) devrait augmenter significativement le lessivage du chrome le long de la séquence. Cependant, les bilans de masse par la méthode Brimhall indiquent une mobilité très limitée pour le chrome, même si cette dernière semble un peu plus élevée dans les niveaux riches en oxyhydroxydes de Mn. En effet, des analyses résolues spatialement indiquent qu'une fois oxydé, le Cr(VI) est réadsorbé par les oxyhdyroxydes de Fe, abondants dans ces environnements latéritiques, soulignant l'importance des oxyhydroxydes de Fe pour limiter cette remobilisation.

  • Titre traduit

    Geochemistry and crystalchemistry of chromium during the weathering of ultrabasics rocks in new-caledonia (koniambo outcrop)


  • Résumé

    In New-Caledonia, 35 Ma of deep weathering of ultramafic rocks yield soils strongly enriched in metallic trace elements (Ni, Co, Cr, Mn). In these soils, these large amounts of metallic trace elements constitute a significant risk for the environmental quality of this peculiar environment. Among these metallic trace elements, chromium is the most problematic because it is the most abundant (up to 3,8 wt% of Cr₂O₃), but also that showing the largest toxicity potential, depending on its redox state. After studying the redistribution of major and trace elements upon the formation of a 64 meters depth regolith in the Koniambo outcrop, a detailed study of the crystal-chemistry of chromium allowed to better understand thé behavior of this element along the weathering sequence. Initially as Cr(III), Cr is partially oxidized to Cr(VI) after redox reactions with Mn-oxyhydroxydes which accumulate at the boundary between the saprolitic and lateritic levels of the sequence. These Mn-oxyhydroxydes are also suspected to significantly increase the solubility of chromite, a mineral species usually considered as almost insoluble Regarding the very large solubility of Cr(VI), such an oxidation of Cr(III) should significantly increase the leaching of chromium along the sequence. However, mass balance with the Brimhall method indicate a quite restricted mobility for chromium, although slightly larger in the Mn-enriched levels. These observations are explained by the results of spatially-resolved analyses which show that, once oxidized by the Mn-oxyhydroxydes, Cr(VI) is re-adsorbed by the Fe-oxyhydroxydes (mainly goethite), abundant in these lateritic environments, underlying the importance of Fe-oxyhydroxydes to mitigate this leaching.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (321 f.)
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  • Annexes : 578 réf.

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  • Cote : TS (2009) 035

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