MINÉRAUX LOURDS

On définit le groupe des minéraux lourds par leur densité supérieure à 2,87. Ce sont le plus souvent des silicates complexes inclus dans les sédiments et provenant directement ou indirectement de l'érosion de roches endogènes.

Les minéraux lourds étant relativement rares, il est nécessaire de les extraire du sédiment pour qu'ils puissent être observés soit par transmission au microscope polarisant, soit par réflexion au microscope métallographique, selon qu'ils sont transparents ou opaques. L'extraction des minéraux lourds du reste du sédiment se fait par des liqueurs denses, dont la plus couramment employée est le bromoforme (d = 2,87) : les minéraux légers, tels que le quartz, les feldspaths, les micas, y flottent tandis que les minéraux lourds coulent.

Diverses méthodes permettent de séparer des types de minéraux lourds entre eux. Ainsi des liqueurs de densité 3,3 permettront-ils de séparer les minéraux de densité supérieure à 3,3 et les autres. On utilise aussi les propriétés magnétiques de certains minéraux. Un simple aimant recueille les minéraux les plus magnétiques, et le séparateur électromagnétique de type Frantz classe les minéraux selon des niveaux de magnétisme croissants.

En raison de leur grande résistance à l'abrasion, la tourmaline, le zircon et le rutile sont les minéraux lourds les plus fréquents dans les roches sédimentaires détritiques (minéraux ubiquistes). Les autres minéraux, plus fragiles, proviennent généralement de l'érosion des roches métamorphiques.

Si, à l'origine, les études de minéraux lourds se limitaient, avec plus ou moins de succès, à la détermination de l'origine des sédiments, il est apparu que l'on pouvait en tirer davantage d'informations dans d'autres domaines de la géologie grâce aux progrès de la méthode. À partir des associations de minéraux lourds présents dans un sédiment, on peut restituer la direction et le sens des paléocourants qui alimentaient un bassin sédimentaire. En effet, en raison de phénomènes de dispersion au cours du transport, plus on s'éloigne de la source d'un minéral lourd, moins il est abondant. C'est ainsi que, observant une diminution du pourcentage de grenat lorsqu'on s'éloignait du Massif armoricain, on a pu montrer l'origine armoricaine d'une partie des dépôts miocènes de la vallée de la Loire : les « faluns ». On peut aussi déceler l'existence de roches endogènes qui, après avoir affleuré et avoir subi l'érosion, ont été enfouies sous des sédiments protecteurs récents. Enfin, la présence de un ou plusieurs minéraux lourds, dits « satellites », dans les alluvions d'un cours d'eau peut être caractéristique d'un minerai donné. Ainsi, la prospection minière à la batée permet, par les études des alluvions de rivières actuelles, de remonter jusqu'à des gisements productifs.