ULTRABASIQUES ROCHES

Analyse géochimique et cristallochimique des phénomènes

La pauvreté en aluminium des roches ultrabasiques conduit à distinguer une série géochimique évolutive bien spécifique appelée série sifémique (Georges Pédro, 1969), les éléments essentiels étant la silice et le magnésium, le fer venant en troisième position. Or, du fait de son caractère de cation basique (pK = 12,2), le magnésium est mobile dans toutes les conditions physico-chimiques du milieu ; comme la silice l'est aussi, les différents types de l'évolution résultent de la vitesse d'élimination relative de l'un par rapport à l'autre dans l'horizon en voie d'altération. En associant les données expérimentales à celles qui sont recueillies sur le terrain, le problème se présente aujourd'hui comme suit.

La silice peut partir au moins aussi vite que le magnésium, soit (SiO₂) ≥ (MgO) ; c'est ce qui se produit lorsque les eaux d'altération circulent rapidement au contact des roches. Du point de vue des manifestations de l'altération, deux cas sont alors à considérer :

– Si la roche de départ est pauvre en fer, l'évolution se traduit par une solubilisation notable des minéraux sans apparition d'une phase solide résiduelle ; elle se trouve donc à l'origine de la mise en place dans le paysage d'une sorte de morphologie « karstique » (cf. karst).

– Si la teneur en fer devient plus importante, l'altération conduit à libérer, en même temps que la silice et le magnésium sont exportés, le fer des roches, qui, dans de telles conditions de milieu, s'accumule sur place et s'individualise à l'état d'hydrates et d'oxydes (goethite, hématite) indépendants. Une telle évolution, représentée par la relation géochimique :

Lorsque la silice part moins vite que le magnésium, ce qui peut être explicité géochimiquement par l'inégalité suivante :

– Si la roche contient très peu de fer, l'évolution conduit à l'apparition de phyllites magnésiennes (cf. argiles) qui sont généralement de type 2/1 (saponites, stevensites...) ou encore fibreuses (sépiolites) : c'est le processus de simatisation. Mais de tels constituants ne sont stables qu'en présence d'une concentration suffisamment élevée en magnésium au sein des eaux interstitielles ; aussi sont-ils de moins en moins caractéristiques au fur et à mesure du développement de l'altération, c'est-à-dire de l'appauvrissement du milieu en magnésium.

– Lorsque la teneur en fer dans le matériau en voie d'évolution est plus élevée, l'hydrolyse partielle conduit à l'individualisation de silicates argileux ferrifères (sifémisation) de type dioctaédrique, qui sont toujours constitués par des feuillets de type 2/1 ; ce sont des montmorillonites ferrifères (nontronites), de formule générale :

Le tableau indique, à titre d'exemple, la composition chimique et minéralogique de la fraction argileuse (< 2 μm) d'un horizon B d'un sol brun eutrophe à nontronite, formé à Bornéo sur harzburgite, en même temps que celle qui correspond à un horizon B « latéritique » développé sur une roche de même type.[...]