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Troisième
Partie: ASPECTS SÉDIMENTOLOGIQUES DES GLAUCONIES
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I-
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Les
séries glauconieuses anciennes |
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a- L'Albo-Aptien
de Normandie
Les glauconies les plus récentes sont mieux cristallisées
que les plus anciennes. Le processus d'enfouissement ne joue qu'un
rôle secondaire dans l'évolution, si toutefois il existe
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b- La série
glauconieuse des Monts des Flandres 61
Présentation
des coupes
Analyse minéralogique des glauconies du Mont Cassel
Analyse diffractométrique du sondage du Rodeberg
Discussion et enseignements
- conclusion concernant
les grains verdis
origine: les granules étaient initialement constitués
d'argile de même nature que le sédiment
minéralogie: évolution discontinue du taux de fer et antérieure
à l'enrichissement en K
faciès: première notion de micromilieu granulaire, nécessité
et qualité
- conclusion concernant
la place du phénomène dans le cycle sédimentaire
La glauconitisation est liée à
la vitesse de dépôt
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61
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c- La série
glauconieuse du Miocène de Soustons
Les glauconies composées de minéraux
à structure fermée sont le résultat du ralentissement
des dépôts; les grains plus grossiers constituent un
micromilieu plus favorable que les plus petits
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73
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II-
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Les formations glauconieuses récentes |
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a- Les glauconies
présentes dans les fonds océaniques dans le monde
1- Répartition
2- Minéralogie
3- Authigénie et âge des glauconies rencontrées
4- Enseignements
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b- Les glauconies
du plateau nord-ouest espagnol
1- Les gisements
2- Physico-chimie des glauconies
3- Analyse nannostructurale
La glauconitisation des débris carbonatés: aspects
et processus
4- Âges de glauconitisation
5- Enseignements
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c- La glauconitisation
dans le Golfe de Guinée
1- Le gisement:
zone deltaïque et zone ouverte
2- Analyse minéralogique
les coprolites du delta de l'Ogooué
les coprolites des zones ouvertes
3- Analyse nannostructurale
4- Enseignements
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111
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III-
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Sur
quelques cas de glauconitisation clairs |
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a- Quartz et
glauconie
b- Glauconies
vermiculaires
Exemple d'interprétation nouvelle rendue possible par
une analyse fine d'un phénomène déjà
décrit
c- Glauconitisation
de débris d'Echinodermes
Depuis le carbonate jusqu'au granule vert monominéral
d- Le verdissement
des craies
Exemple permettant d'établir une
synthèse des cas d'observation reliés par un mécanisme
unique
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IV-
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Synthèse sédimentologique et discussion sur la genèse
des glauconies |
153
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a- Rapport entre
une phyllite initiale et la glauconie: étude critique
1- Rapport
mica-glauconie: accidentel
2- Rapport minéralogique entre phyllite du sédiment
et glauconie,: éloigné
3- Sur la nécessité de la présence préalable
d'une smectite héritée dégradée: inexistante
conclusion:
la glauconitisation n'implique pas une nature chimique initiale précise
du support; au contraire, il peut être varié:
siliceux, phylliteux, composite…
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b- Glauconitisation
et microenvironnement
1- Le faciès
granulaire
2- Qualité du confinement du milieu de genèse
3- Porosité et surface de réaction
4- Caractères chimiques du microenvironnement
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c- Le macroenvironnement
1- Les caractéristiques
chimiques
chimiquement, il est strictement défini: c'est la mer
ouverte. Rien ne s'oppose à ce que, localement, ce milieu
soit reproduit dans un lac ou une vacuole basaltique
2- Autres
caractères du macroenvironnement
arrêt de dépôt de sédiments; la profondeur
semble indifférente, encore qu'on ne rencontre pas de glauconies
en place très profonde.
Il semble que la position sur le plateau
continental soit déterminante.
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161
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d- L'environnement
lointain 163
1- Influence
climatique
2- Les glauconies dans les cycles sédimentaires
- série de Goldschmidt
- série de Erhart
- le niveau marin
3- Rapports entre glauconies et composants proches
- les glauconies et les phyllites T.O.T.
- les glauconies dans le cycle du fer
- glauconies et phosphates
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163
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e- Schéma
unitaire du processus
1- Transformation
et néoformation: un a priori
2- Les conditions du milieu
3- La réalisation des synthèses
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RÉSUMÉ
CONSTITUTION
DES GLAUCONIES
Les études ont
porté sur des granules, plus aisément purifiables que les glauconies
diffuses. Ces granules verts paramagnétiques cryptocristallins peuvent
être subdivisés en 2 catégories; ils sont mono- ou pluriminéraux
selon qu'ils renferment un ou plusieurs constituants minéraux. Cette
distinction met en évidence le caractère authigène (grains
monominéraux) ou partiellement hérité (grains pluriminéraux).
Les minéraux typiques
des glauconies sont du type T.O.T. (ces granules doivent être distingués
de ceux constitués de berthiérine: minéral T.O. rencontré
sous le même aspect dans les sédiments récents). Ces constituants
authigènes marins des glauconies forment une
série minérale … différente des minéraux
de la série smectite -> illite.
Cristallographiquement fort semblables, ces deux séries sont distinctes
chimiquement. Les variations des teneurs en éléments observées
sont nettement plus limitées qu'il apparaît à la lecture
de la littérature, ceci étant dû, en partie, à
la purification ± complète des granules selon les auteurs. En
particulier, si l'on peut observer que le passage smectite ferrifère
(minéral ouvert) -> mica glauconitique (minéral ordonné
et fermé) s'accompagne parfois d'un enrichissement en fer ferrique,
celui-ci n'est pas généralisable à l'ensemble des glauconies
et reste limité.
L'homogénéité relative du milieu de genèse des
minéraux des glauconies explique sans doute cette individualité
chimique marquée par la richesse en fer ferrique
et la présence dominante de potassium dans les interfeuillets.
L'analyse diffractométrique
sur poudre non orientée permet une caractérisation pratique
et reproductible de ces minéraux; la relation directe et constante
entre la fermeture des feuillets et la teneur en potassium permet d'utiliser
la diffractométrie comme technique de dosage du potassium rapide et
efficace sans supplanter la nécessaire analyse chimique lors des études
d'âge.
L'analyse nannostructurale
met en évidence des aspects identiques à ceux des autres phyllites
T.O.T. pour les grains constitués de minéraux désordonnés
et ouverts. Les minéraux ordonnés présentent des lamelles
de 5 à 10 µm de taille remarquable pour ces phyllites T.O.T.
de surface.
ASPECTS SÉDIMENTOLOGIQUES DES GLAUCONIES
L'étude des formations
glauconieuses anciennes et récentes permet de définir entre
le milieu marin ouvert et le sédiment, un milieu intermédiaire
essentiellement granulaire. Ces granules créent un milieu semi-confiné
par rapport au milieu marin: à l'abri de l'action diluante de l'eau
de mer, suffisamment ouvert cependant pour permettre des échanges ioniques;
la porosité nécessaire à la création de ce milieu
s'accompagne d'une grande surface de réaction. C'est là, dans
ce support préalable semi-confiné
et poreux, que naissent et se développent les minéraux
les moins évolués des glauconies: des smectites ferrifères
et potassiques.
La nature chimique de ce support est indifférente
et, ainsi, le "modèle" de mécanisme de genèse
de ces minéraux ne doit pas faire intervenir un composant privilégié
s'il veut être probable.
L'importance de la qualité du confinement ainsi défini se traduit
dans des variations systématiques de minéralogie observée
en fonction de la taille des supports verdis et, parfois, de la position des
phyllites dans ceux-ci: la pellicule extérieure (quelques micromètres)
et les grains petits (moins de 100 µm) sont des microenvironnements
plus ouverts et l'évolution des phyllites est moins avancée
que dans les grains plus gros (optimum: 200 à 400 µm). Les graviers,
galets et surfaces verdies (milieu plus -trop- confiné) ne présentent,
en surface seulement, que des stades peu avancés des phyllites.
Dans ces sortes d'éponges à ions géochimiquement
très actives, et là seulement, des phyllites se créent
(néoformation), elles sont en équilibre avec le milieu marin
par l'intermédiaire du filtre que constitue la porosité du support.
Les minéraux initiaux du granule, en déséquilibre avec
ce milieu…, sont détruits, qu'il s'agisse de carbonates, de silice,
de silicates ou d'autres phyllites.
Les croissances cristallines
des smectites se substituant au support en voie de dégradation, sont
rapides et s'étalent sur 103
à 104 ans. Remarquablement,
la rapidité de ce phénomène s'oppose, à la lenteur
de l'enrichissement en potassium corrélatif de la fermeture des minéraux,
phénomène apparemment simple, mais qui s'accompagne en réalité
de recristallisations et dont la durée se situe entre 105
et 106 ans.
Jusqu'au stade du minéral
fermé, les réactions peuvent s'accomplir entièrement
proche du contact eau-sédiment et ne nécessitent ni enfouissement,
sensible ni diagenèse. L'évolution chimique complète
est ainsi caractéristique du milieu marin, l'achèvement cristallographique
(minéral ordonné) n'a toutefois pas été rencontré
dans les sédiments authigènes récents ou reliques des
mers actuelles.
L'aspect le plus souvent
particulaire de la genèse des glauconies ne doit pas faire croire à
un phénomène localisé de faible ampleur; c'est par dizaines
de milliers de tonnes que les minéraux des glauconies ont été
engendrés chaque année sur les bords externes de la majorité
des plateaux continentaux ou des hauts fonds marins durant le Quaternaire.
La formation des glauconies
constitue ainsi une étape essentielle dans
la géochimie du fer marin; c'est un mécanisme primordial
de l'immobilisation du fer dans les océans. Il est complété
par la formation de goethite à faible profondeur et par celle de berthiérine
qui reste actuellement inféodée aux embouchures où leur
genèse est rapide, alors que la synthèse des glauconies se cantonne
entre 60 et 400 mètres de profondeur.
L'ÂGE DES GLAUCONIES
Peu de travaux existent
concernant l'influence précise des divers processus d'altération,
au sens large, sur l'âge radiométrique des glauconies. Diverses
expérimentations ont démontré
- que lors des manipulations, les glauconies supportent une température
de 180°C sous vide sans dommage apparent;
- qu'un rinçage naturel modéré ne modifie pas de façon
sensible l'âge apparent K-Ar alors que l'âge Rb-Sr est légèrement
abaissé;
- qu'un lavage modéré à l'acide ou aux ultra-sons ne
modifie ni l'âge K-Ar, ni l'âge Rb-Sr.
Certaines de ces actions
sont recommandables, lorsqu'elles sont contrôlées, pour nettoyer
les granules avant leur datation absolue.
En
outre, les glauconies convenablement choisies et purifiées donnent
des âges très fidèles et reproductibles; leur justesse
semble attestée par des recoupements, encore peu nombreux, avec des
minéraux de haute température.
L'analyse isotopique
d'échantillons d'âge Jurassique supérieur à Miocène
inférieur, prélevés dans les bassins de définition
des différents étages, permet de réétalonner l'échelle
actuellement admise pour cet espace de temps. Des modifications plus ou moins
amples doivent être apportées à l'âge de diverses
limites. La nécessité de ces modifications peut être expliquée
et est confirmée par les données déjà disponibles
dans d'autres formations géologiques. Les résultats présentés
ont été systématiquement soumis à des vérifications
dans plusieurs laboratoires et peuvent être considérés
comme analytiquement assurés. Des améliorations peuvent être
apportées à l'échelle établie par une meilleure
précision analytique…
QUELQUES IDÉES DOIVENT ÊTRE ABANDONNÉES
Les
glauconies ne se constituent pas dans un milieu agité.
Elles
ne résultent pas d'un mécanisme de transformation d'une phyllite
préalable, dégradée.
Elles
ne marquent pas nécessairement un phénomène transgressif
ni un arrêt de sédimentation prolongé.
Les fentes et craquelures typiques des granules verts ne constituent pas les
marques d'une rétraction due à une perte d'eau mais d'une croissance
de phyllites plus rapide à l'intérieur.
Les
fonds marins et singulièrement les plateaux continentaux, ne sont pas
de simples étapes intermédiaires entre l'érosion continentale
et les évolutions diagénétiques. De nouvelles phyllites
de toutes sortes s'y forment, leur masse dépasse celle des apports
figurés lors des périodes biostasiques.
Les
minéraux des glauconies ne sont pas fragiles au point de ne pouvoir
constituer des chronomètres aussi efficace que certains minéraux
de haute température. En particulier, la diffusion systématique
et régulière de l'argon hors du réseau cristallin est
un phénomène inexistant lorsque le chronomètre est convenablement
choisi.
ÂGE APPARENT INITIAL DES GLAUCONIES
La glauconitisation
s'arrête au cours de l'un des stades suivants:
1- stade de verdissement:
des smectites naissent dans les pores d'un support; l'âge apparent de
l'ensemble support + néoformations est parfois très élevé;
2- stade d'élimination
du support corrélatif de nouvelles croissances cristallines: l'âge
apparent s'abaisse
3- stade des recristallisations:
très long et accompagné d'enrichissement en potassium, l'équilibre
isotopique avec la mer est atteint (ce qui veut dire l'âge apparent
initial approche zéro). La fermeture de la glauconie vis à vis
du milieu extérieur (déclenchement du chronomètre) survient
lors d'une modification du milieu de genèse (enfouissement au autre
phénomène) qui arrête les échanges ioniques.
