Texture, structure et propriétés cristallochimiques des chlorites ferreuses dans les réservoirs ferreux

par Valérie Billault

Thèse de doctorat en Terre solide et enveloppes superficielles

Sous la direction de Daniel Beaufort et de Alain Baronnet.

Soutenue en 2002

à Poitiers , dans le cadre de École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers ; 2000-2008) , en partenariat avec Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (autre partenaire) .

mots clés

• Diagenèse
• Structure cristalline (solides)
• Microscopie électronique en transmission

Résumé

Les chlorites ferreuses présentes dans les réservoirs gréseux ont souvent été étudiées parce que l'arrangement de ces minéraux en recouvrement de la surface des grains détritiques contribue à la préservation de la porosité des roches réservoirs enfouies à des profondeurs importantes. Cependant, malgré la quantité d'occurrences citées, relativement peu de choses sont connues sur les processus et les mécanismes de formation de ces chlorites ferreuses ainsi que leur implication en terme de préservation de porosité. Les échantillons étudiés proviennent de quatre réservoirs différents (Gabon, Syrie, Sultanat d'Oman et Norvège) et couvrent un large intervalle d'enfouissement de 1900 à 5100m (températures maximales comprises entre 90 et 170ʿC). L'étude pétrographique multiéchelle (du millimètre au nanomètre) a été réalisée en se focalisant sur les pores constituant le lieu commun à tous les réservoirs. Elle a permis de caractériser la texture des chlorites ferrifères pour pouvoir définir l'historique de mise en place de ces minéraux ainsi que les relations chlorite-substrat et chlorite-minéraux authigènes. Les études cristallographiques (DRX), microstructurales (METHR) et cristallochimiques (IRTF, analyses chimiques) ont permis de préciser le structure cristalline de ces minéraux et de tester la réponse cristallochimique aux changements de conditions de diagenèse. La chloritisation des grès est un phénomène précoce de la diagenèse dont le déroulement se fait en deux étapes. Lors d'un stade inconsolidé, un minéral précurseur (la berthiérine) recouvre les grains inhibant les processus de silicification secondaire permettant ainsi la conservation de la porosité et dans une deuxième étape après la compaction, ces particules peuvent se développer vers la porosité. La chloritisation procède par la transformation de berthiérine en chlorite par un mécanisme de transformation à l'état solide, transformation isochimique et conservatrice de la texture initiale du précurseur.

Titre traduit

Texture, structure and crystal-chemistry properties of iron rich chlorites in sandstone reservoirs

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