L'altération des roches volcaniques basiques sur la côte ...

NO d'enregistrementau C.N.R.s.

A.O.12.769

U.E.R. DES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

INSTITUT DE GEOLOGIE

STRASBOURG

,THESE

présentée à

L'UNIVERSITE LOUIS PASTEUR

pour obtenir le grade de

DOCTEUR ts SCIENCES NATURELLES

par

Oaude GENSE

L'ALTERATION DES ROCHES VOLCANIQUES BASIQUES

SUR LA CÔTE ORIENTALE DE MADAGASCAR ET A LA REUNION

.Soutenue publiquement le 17 septembre 1976 devant la commission d'examen:

MM. G. MILLOT, PrésidentH.FAUREJ. LUCAS

MUe H.PAQUETM. P. SEGALEN

UNIVBIlSITS LOUIS PASTEUR.STRASBOURG

PrésIdentVice-Présidents

SecrétaIre Général

Professeur P. KARLI

Pro~rA.CHAUMONT

Pr~rH. DURANTON

Monsieur G. KIEHL

EDITION AVRIL 1976

PROFESSEURS, MAITRES DE CONFERENCES, DIRECTEURS ET MAITRES DE RECHERCHE DES

U.E.R. RESPONSABLES DES DOCTORATS ES-SCIENCES

Pr.ésldent honoraire

Doyens honoraires

Professeun honoraires

Mal'tre de Conférences honoraire

PROFESSEURS

G.OURISSON.

P.LACROUTE - H.J.MARESQUELLE - J.H.VIVIEN - G.MILLOT.

P.de BEAUCHAMP - L.BOISSELET - J.BYE - H.CARTAN - G.CERF - C.CHABAUTY - A.CHRETIEN J.DENY - Ch.EHRESMANN - Mie S.GILLET - A.HEE - R.HOCART - G.LEMEE - P.L'HËRITIER A.L1CHNEROWICZ - A.MAILLARD - H.J.MARESQUELLE - L.NEEL - J.PARROD - R.ROHMER L.SACKMANN - Ch.SADRON - H.SAUCIER - H.VILLAT - H.WEISS - Et.WOLFF - J.YVON.

R.WEIL.

J.P.J.H.S.S.P.H.G.R.A.F.B.J.J.P.G.A.R.A.R.A.LA.A.P.D.MoJ.P.D.E.P.G.J.M.H.R.P.J.P.M.G.C.G.A.E.J.J.J.G.J.H.

D.

ROTHELACROUTEVIVIENGORODETZKYGOLDSZTAUBJOLYBENOITMILLOTLECOLAZETGAGNIEUSTUTINSKYWURTZBRENETEBELOURISSONCOCHECERFDELUZARCHEARMBRUSTERROCHEHIRTHFUCHSGALLMANNMIALHEMAGNACDAUNEADLOFFBERNARDDANIELCHEVALLIERREEBWUCHERBRINIDURANTONWEISSFEDERLINSCHWINGSIESKINDMONSONEGOWIPPLERWEILLCLAUSSFOLLENIUSLUCASTHIEBOLDGLAESERWEIL

FOATA

Physique du GlobeAstronomieZool.et Embryol.expérlmentalePhys.gén. et Physique nucléairaMinéralogie et PétrographieBiologie généralePhysicochimle macromoléculaireGéologie et PaléontologiePhysique du GlobeBotaniquePhysiologie généraleChimie biologiqueElectrochimieChimie biologiqueChimiePhysique nucléairePhysique généraleChimiePhysiquePhysique du GlobeMicrobiologieMécanique rationnellePhysiquePhysiologie animalePhysiqueBiophysiqueChimie nucléairaMéthode mathématique de la PhysiquePhysique expérimentalePhvsiqueTopologiePhysiqueChimieBotaniqueChimieChimieChimiePhysiquePhysique théoriquePhysicoch.des Hts Polymères Industr.PhysiqueChimieZoologieGéologieBiologie animaleMathématiquesChimie biologique

Mathématiques

H.X.Fr.Go'V.Fr.J.P.J.M.Cl.Fr.Fr.Fr.M.J.Cl.J.R.A.Y.J.J.R.M.G.J.P.a.Ch.Ph.M.J.P.Ph.M.P.J.G.J.a.L.G.D.R.J.J.C.J.J.B.M.M.J.

DANANFERNIQUEGAUTIERSUTTERAVANISSIANLACROUTEEBERHARTLEHNROBERTBECKERSCHALLERGAULTGOUNOTDEHANDGODBILLONROUXVOLTZMICHARDBOULANGERRIEHLGERARDDAIREDUNQYERdeSEGONZACJOUANOLOUDELLACHERIETANIELIANRICHARDGROSSRAMISROPARTZGROSMANNBENVENISTEFARAUTSCHIFFMANN (dét.lLEITE-LOPEZBENEZRAGRUSONSOLLADIEVIAUDKIRSCHSOMMERBROSSASPESKINE Idét.1FRIEDMORINLEROYSCHWING

Phys.atom.et Phys.du SolideMathématiquesPhysiquePhysique électroniqueAnalyse supérieureBiologie llégétaleMinéralogieChimiePhysiquePhysique methématiqueBiologie généraleChimie organiqueBotaniqueChimie minéraleMathématiquesBotaniquePhysique théoriqueGéologieChimie biologiqueChimieMathématiquesChimie phys.iOO.et Sc.des matériauxGéologieMathématiquesMathématiquesChimiePhysiologie animaleChimieMathématiques généralesPsycho·Physio logiePhysiquePhysiologie végétaleMathématiquesMathématiquesPhys.nucléalra at corpusculaireChimieMathématiquesChimie organiqueMathématiquesZoologieChimie appliquéeChimie macromoléculaireMathématiquesMécanique des FluidesMathématiques ,ChimieChimie Physique

T.s.V.P.

PROFESSEURS ASSOCltS

A.BANDERET (E.A.H.P.l- P.BARSHAY (PhYLnucl.théor.l- C.JASCHEK IAstr.l - A"KORANYI (Meth.l - J.PALDUS (Chimie) - M.ZANDER (Chlmlel.

PROFESSEURS CONVENTIONNtS

A.BAJER (Biologie) - P.BOUVEROT (Physlol.resplratolrel - P.DEJOURS (Physlol.resplratolrel - J.L.DYE (Chimie) - V.HOENIG (Médecinel G.PEROLD (Chimie orgen.) - P.SMIGELSKI (PhySiQUel.

MAITRES de CONFtRENCES et CHARGtS d'ENSEIGNEMENT

J.CI.BERNIER IChimle gén.I - P.L.WENDEL (Phys.) - T.JUTEAU (Mlnérelogle) - M.MIGNOTTE IInformatlQuel.

MAITRE de CONFtRENCES ADJOINT

J.SITTLER (Géologie).

MAITRES de CONFtRENCES ASSOCltS

A.ENTEZAMI (Chimie du pétrole) - J.OSBORN lChlmle minérale) - K.RICHARDS (Mlcroblol.l - M.SION (Math.!.

MAITRES dB CONFtRENCES CONVENTIONNtS

N.KONO (Meth.) - J.J.VOGT (Méd.).

DIRECTEURS pe RECHERCHE

J.F. BIELLMANN Chimie J. MEYER BoteniQueP. BOUVEROT Physiologie respiratoire C. MIALHE PhysiologIeP. DEJOURS Physiologie respiratoire A. PETROVIC Physiologie lMédecineiA. KNIPPER Physique nucléaire et corpusculelre A. PORTE Biologie cellulaireA. KOVACS Physlcochlmle macromoléculelre P. REMPP Physlcochlmle macromoléculelreJ. MARCHAL Physlcochlmle macromoléculaire A. SKOULIOS Physlcochlmle macromoléculeireP.A. MEYER Mathématiques A. VEILLARD Physlcoch.molécuI.et macromolécul.A.J.P. MEYER Physique A. ZUKER Physique théorique

MA/TRES de RECHERCHE

J.C\. ABBE Physlcoch.atom.et Ionique· chlm.nucl. A. MALAN PhysiologieP. ALBRECHT Chimie E. 'MARCHAL Physlcoch ,molécul.et macromolécul.F. BECK Physique nucléaire Th. MULLER PhysiqueJ.p. BECK Physiologie G. MUNSCHY PhysiqueM. BONHOMME Géologie M. NAUCI EL.BLOCH Physique des SolidesH. BRAUN Physique corpusculaire A. NICOLAIEFF Virologie végétaleCh. BURGGRAF Cristallogrephle et Minéralogie M. PATY Physique corpusculaireM.c. CADEVILLE PhvsiQue des solides R. PFIRSCH BotaniqueH. CALLOT Chimie J. POUYET BiophysiqueS. CANDAU Physique R. RECHENMANN B1ophys.des rayon. (Méd.lM. CHAMPAGNE Biophysique B. REES ChimieM. CHOUDHURY Physique du Globe S. RIMBERT GéographieJ.P. COFFIN Physique nucléaire et corpusculaire P. REMY BiochimieA. CORET Physique J. RINGEISSEN PhysiqueM. CROISSIAUX Physique nucléaire J.P. ROTH sIDi'.lrst.de Rectl. Physlcochlmle mecromoléculalreD. DISDIER Physlaue nucléaire F. SCHEIBLING Spectrométrie nucléeireJ. DOUBINGER Géologie N. SCHULZ PhysiqUE) nucléelreS. EL KOMOSS Physique R. SELTZ Physique nucléaireJ.P. VON ELLER Géologie M. SENSENBRENNER Neurochimie (Médecine)M. F~K.NE~ Chimie organique P. SIFFERT Phys.rayon .et Electron .nucl.E. FRANTA Physlcochlmle moléculelre CI. SITTLER GéologieJ.M. FRIEDT Physlcochlmle atomique et IonIque CI. STRAZIELLE Physlcochlmle macromoléculaireA. FRIDMANN Physique corpusculaire M. SUFFERT Basses EnergiesY. GALLOT Physlcochlmle macromoléculaire Y. TARDY OéoloQlePh. GRAMAIN Physlcochlmle macromoléculelre K. TRAORE Physlcochlmle etomlQue et ioniqueJ.B. GRUN Physique R. VAROaUI Physlcochl mie mecromoléculelreK. HAFFEN·STENGER Endoctlnologle (Méc:l.l J.J. VOGT Thermophyslol.(Ctre d·Et.Blocllm.1J. HERZ Physlcochlmle macromoléculelre A. WAKSMANN Neurochimie (Médecine)J. HOFFMANN Biologie animale G. WALTER Phys.rayon.et Electron.nucléelreM. JACOB Neurochimie (Médecine) Fr. WEBER GéologieG. KAUFMANN Chimie J.P. WENIOER ZoologieBI KOCH Physiologie J. WITZ Biologie cellulelraP. LAURENT Physlol.comparée des régulations R. WOLFF ChimieCI. LERAY PhYllol.comparée des régulations R. ZANA Physicochl mie macromoléculaireJ.M. LEITNER Physiologie J.P. ZILLINGER PhysiqueA. LLORET Physique corpusculaire

AVANT-PROPOS-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-

Avant de présenter mon mémoire, je tiens à citer les personnes qui

m'ont aidé à le réaliser, à leur adresser mes remerciements et à leur exprimer

ma profonde reconnaissance.

Monsieur le Doyen G. MILLOT a suivi mon travail depuis le début avec

beaucoup d'intérêt, il a lu et corrig~ les manuscrits successirs et accepté de

présider mon jury de thèse.

Monsieur p. SEGALEN qui m'a précédé à Madagascar où il a étudié les

sols sur roches volcaniques basiques, s'est intéressé à mes recherches et a

accepté de faire partie de mon jury.

Mademoiselle H. PAQUET m'a initié à l'étude des argiles au cours de

mon premier séjour à Strasbourg en 1965, et depuis cette date m'a rendu de

multiples services, toujours avec beaucoup de gentillesse, et a accepté de

raire partie de mon jury.

Monsieur le Professeur J. LUCAS m'a conseill~ à différentes reprises

et a accepté de faire partie de mon jury.

Monsieur le Proresseur H. FAURE, Président du Comité technique de

Géologie de l'O.R.S.T.O.M., a facilité mon affectation à Strasbourg où j'ai

pu rédiger ma thèse et a accepté de raire partie de mon jury.

Monsieur M. DEFOSSEZ est à l'origine de mon programme de recherches.

Monsieur le Professeur G. CAMUS, Directeur Général de l'O.R.S.T.O.M.,

et Monsieur J. SEVERAC, Directeur Général Adjoint, m'ont accordé toutes les racilités matérielles et administratives pour préparer ma thèse.

Messieurs Y. BESNUS, Y. TARDY, J..J. TRESCASES ont discuté mes résultats

et m'ont donné de fructueux conseils.

Madame C. MOSSER, Madame D. TRAUTH et Monsieur N. 'TRAUTH ont participé

à l'étude des montmorillonites.

Messieurs P. LARQUE et G. KREMPP ont erfectué pour moi des analyses

particulières.

Mademoiselle J. BIRKEL a assuré avec compétence la dactylographie du

mémoire. Messieurs J.P. FREYERMUTH, J.P. SCHUSTER et A. WENDLING se sont chargés

du tirage.

T ~ T R 0 DUC T ION

L'étude de l'altération des roches volcaniques basiques est entrepri

se à Madagascar et à la Réunion. A Madagascar, l'altération des basaltes est

étudiée dans une région du Sud-Est de la Grande Ile, entre les villes de

~arafangana et Vangaindrano. Il s'agit de basaltes crétacés qui s'altèrent ac

tuellement sous un climat de type équatorial. L'étude a été entreprise dans

cette région, car des travaux routiers récents ont dégagé de grandes coupes,

à travers des collines et des versants de vallées, et ont permis d'observer les

différentes altérites de basaltes~Certainesd'entre elles sont anciennes (cui

rasse et argile des plateaux), les autres sont récentes (pain d'épices gibbsi

tique et argile bariolée kaolinique). Les altérites récentes présentent une cer

taine ressemblance avec des altérites décrites en Guinée par LACROIX (1913). Les

conditions d'observation très favorables, permettent l'étude des deux types d'al

térites récentes (pain d'épices et argile bariolée) dans les différentes unités

morphologiques de la région. Les relations géométriques entre pain d'épices et

argile bariolée sont précisées. Une hypothèse sur la formation de ces deux types

d'altérites est présent~e, ainsi qu'une hypothèse sur la genèse de la cuirasse.

A la Réunion, l'altération de basaltes, de scories basaltiques et d'o

céanites, est étudiée le long des pentes des deux volcans, dans des conditions

climatiques très variées qui vont du climat de type équatorial au climat semi

aride. On voit se former la gibbsite, l'imogolite et différents minéraux argi

leux appartenant aux familles de la kaolinite et de la montmorillonite, ainsi

que des encroOtements calcaires et des concrétions magnésiennes. On observe éga

lement, dans des altérites et des roches saines, des "dép6ts siliceux" consti

tués d'.pale.

Les observations effectuées à Madagascar et à la Réunion permettent

l'étude de l'altération de différentes roches volcaniques basiques, dans de nom

breuses conditions topographiques et dans une gamme de climats très variée.

Ce travail présente deux parties, la première est consacrée à Madagascar,

la seconde à la Réunion.

* Le mot altérite est pris ici dans un sens très général. Il s'applique à l'ensemble des matériaux dérivés des roches saines du substrat, sous l'action desprocessus géodynamiques supergènes, y compris les matériaux d'altération ayantsubi des remaniements ou des évolutions pédologiques d'un intérêt géologiqueparticulier (cuirassement, etc ••• ) (GUILLON et TRESCASES, 1976).

PREMIERE PAR T I E

L'ALTERATION DES BASALTES DANS LA REGION

DE FARAFANGANA - VANGAINDRANO (MADAGASCAR)

- 4 -

MADAGASCAR

00..,.. etudlée

Figure 1

CHAPITRE l

LE ~ILIEU NATUREL

l - LA GEOLOGIE

Les basaltes affleurent à proximité de la côte est de Madagascar sur

une bande de 400 km de long et de 25 km de large environ, s'étendant de Maha

noro au Nord à vangaindrano au Sud (Pig. 1). La région de Pa~afangana-Vangain

drano se situe à l'extrémité sud de cette bande basaltique et s'étend du Nord

au Sud sur une soixantaine de km (Fig. 1). Les formations volcaniques d'âge

crétacé, constituées de basaltes et de rhyolites, recouvrent le socle précam

brien composé de migmatites et de gneiss. Les basaltes de la région de Fara

fangana sont constitués par deux coulées séparées par une couche sédimentaire

gréso-argileuse (ELJKELBOOM, 1964).

II - LE CLIMAT

Le climat des régions orientales de Madagascar est de type équato-

rial. A Farafangana il est caractérisé par

- une pluviosité moyenne annuelle de 2500 mm,

- l'absence de saison sèche,

- une température moyenne annuelle de 23°C (avec un maximum de 26°C et

un minimum de 20°C.

III - LA GEOMORPHOLOGIE

Des prospections de bauxites ont été effectuées dans cette région

par HOTTIN et MOINE (1963) puis par ELJKELBOOM (1964). Ces auteurs se sont par-

- 6 -

ticulièrement intéressés à la géomorphologie.

A - HOTTIN et MOINE

Ils distinguent d'Ouest en Est trois surfaces planes à pente faible.

- les hautes surfaces structurales de basaltes entre BO et 150 m d'al

titude sont très attaquées par l'érosion et généralement constituées de dômes,

de crêtes larges, parfois de plateaux à pente faible dirigée vers l'Est (Anka

rana). Les hautes surfaces sent limitées, à l'Ouest par la falaise basaltique

dominant le socle, à l'Est par une falaise d'érosion. Le basalte affleure sou

vent ou est subaffleurant.

- La haute pénéplaine, à l'altitude moyenne de 60 m, est développée

aussi bien sur les basaltes que sur le socle. Les plateaux r~siduels déchiquetés

en sont les témoins.

- La basse-plaine côtière récente, à l'altitude 25 m, est peu latéri

tisée et pratiquement stérile, du point de vue des gisements de bauxite.

B - EIJ KELBOm~

Il présente, en 1964, une analyse morphologique de la r~gion basal

tique de Farafangana-Vangaindrano qui diffère de celle proposée par HOTTIN et

MOINE. Il distingue, d'Ouest en Est:

- les plateaux de la haute surface structurale,

- les hautes surfaces structurales érodées, encore reconnaissables par

l'altitude des collines,

- la plaine côtière inférieure formée par une reprise de l'érosion.

Selon cette interprétation, tous les plateaux sont donc des reliquats de la sur

face structurale. Ils sont couverts d'une couche de 1,5 m de gravillons (mor

ceaux de cuirasse non roulés), associés parfois à des concrétions de bauxite

et à du quartz (grains éoliens et galets fluviatiles). Le quartz n'est pas

autochtone, il a ~té transporté depuis les dunes côtières pour les grains éo

liens ou depuis l'Ouest pour les galets fluviatiles, où ils ont été arrachés

aux collines du socle, à l'époque où celles-ci dominaient les basaltes.

L'auteur estime que le "relief récent montre un profil pédologique incomplet

et sans intérêt pour la bauxitisation". Il remarque que, sur les surfaces an

ciennes, les conditions ont été plus favorables au cuirassement et à la bauxi

tisation.

- 7 -

::L];< [-1 BDC" présente aussi une hypothèse relative à l'évolution géo

logique et géomoronologique de la région.

- La falaise, délimitant à l'Est les Hauts Plateaux de Madagascar,

s'est formée par érosion. La plaine cÔtière s'est formée par recul de cette

falaise à partir du bord de mer, pendant l'ère secondaire, avant la venue des

coulées volcaniques crétacées.

- Au Crétacé, une coulée basaltique (coulée inférieure) se met en

place et couvre par endroits la partie est de la plaine cÔtière. Cette coulée

est arrêtée vers l'Ouest par les collines du socle qui ont une altitude de 80 m

environ.

- Une oeuche de grès recouvre la coulée basaltique.

- Une nouvelle coulée basaltique (coulée supérieure) se met en pla-

Ce. Elle s'étale sur la couche de grès, ou sur les basaltes inférieurs, ou en

core sur le socle précambrien. Son extension vers l'Ouest est plus faible que

celle de la première coulée. Elle n'est pas arrêtée à l'Ouest par les collines

du socle. Il semble que sa limite ouest corresponde à l'éruption fissurale

les écoulements se seraient produits uniquement vers l'Est. Cette nouvelle

coulée a une puissance importante et les venues rhyolitiques sont intercalées

dans sa partie supérieure.

- L'érosion attaque les roches volcaniques; les grandes rivières

creusent rapidement des passages à travers celles-ci. Il y a également éro

sion du socle à l'Ouest des coulées basaltiques, ce qui produit un abaissement

du niveau d'érosion à une centaine de mètres sous la surface de la coulée su

périeure. De plus, des rivières se creusent à partir de la mer, dans les ba

saltes, par érosion remontante. Tous ces phénomènes laissent subsiter seule

ment quelques reliquats de la surface structurale des basaltes.

Les observations géomorphologiques de ELJKELBOOM se résument ainsi

il existe sur les formations basaltiques, quelques surfaces anciennes conser

vées depuis le Crétacé et un relief récent en évolution continue.

C.mme nous venons de le voir, les chercheurs qui 0nt travaillé

dans la région de ~arafangana-Vangaindranose sont intéressés à la géomorpho

logie et aux cuirasses mais ils n'ont pas abordé l'étude de l'altération des

basaltes. C'est ce problème que j'ai étudié, en disposant grâce à eux d'un ca

dre géomorphologique clair. Mes observations sont présentées dans les chapi

tres suivants.

VANGAINDRANO,,"

- 8 -

FARAFANGANA.l' .

OC EAN

INDIEN

~~ cour. d'eau

~ route

CV coupe ~

0 2 • 6kn

SITUATION GEOGRAPHIQUE

DES COUPES

Figure 2

CHAPIT~E II

LES COUPES GF.OLOGIOUES

Les observations ont été effectuées principalement dans des coupes

situées le long de la route Farafangana-Vangaindrano : c'est la construction

de celle-ci qui a permis les études les plus intéressantes. Les coupes étu

diées dans ce chapitre, dont la localisation géographique est indiquée sur

la figure 2, sont numérotées 5, 9, 10, 19, 17, 16, 35 et 30. Celles-ci mon

trent l'altération du basalte dans les différentes unités morphologiques de

la région: collines, vallées et bordures de plateaux. Dans le but de situer

les coupes dans le paysage, je présente pour chacune un profil topographique

qui passe par l'unité morphologique entaillée et par les unités morphologi

ques voisines. Pour les coupes 5, 9 et 10 j'ai dessiné, à partir des photo

graphies aériennes au 25~000' les cartes morphologiques des régions qui les

entourent. Pour les autres coupes, il n'a pas été possible d'établir de car

tes morphologiques, étant donné la mauvaise qualité des photographies aérien

nes. Les coupes se groupent en deux f~illes nerd et sud. La première cemprend

les coupes 5, 9 et 10 qui se situent entre Farafangana et le fleuve Manat

simba (Fig. 2). La famille sud comprend les coupes 19, 17, 16 et 35, situées

entre le fleuve ~anatsimba et le fleuve Mananara. Seule la coupe 30 n'entre

ni dans l'une, ni dans l'autre famille; c'est un cas particulier. Celle-ci

se situe dans la région occupée par la famille nord, entre les coupes 5 et 9.

1 - COUPES DE LA FAMILLE NORD

A - COUPE A TRAVERS UNE COLLI~~

Cette coupe, portant le nO 5, est taillée à travers une colline si

tuée à 7 km, au Sud de Farafangana (Fig. 2). La colline couvre une superficie

de 0,4 km2 environ (Fig. 3). La coupe la traverse entièrement du Nord au Sud

sur une longueur de 200 m (Fig. 4). Le sommet de la colline est à l'altitude

de 23 m et porte des blocs de cuirasse (Fig. 4). La colline est entourée de

....

750m

plateauxcuirassés

collines

fonds de vallées, plats etmarécageux

ravines---

o

r;tIL.:......!J

o

...----41 coupe 5

•

•

..•,

1,- •,• 1 \

,•

\, \ .. \, \, ,, J- \\, •• ,

-,- ,•--• 1,

\ •\ \ , •..... ;- 1

1 1

•

....... ...

•,\ .

\ ".. .. \

•

•

Figure 3 - Carte morphologique de la région de la coupe 5.

COUPE 5

.A-Coupe topographique passant par La coLLi ne

N

---~

24 m 23m~. -0&.......... ~_______..-.~ """-- 'O_m ---------

32m 5 r~ Om

o 300m. ,1= , platee \..lX cUirasses

8 blocs de CUirasse

a-coupe géologique a ~ravers Le coLLine

N 19m 5

Figure 4 Famille nord. Coupe d'une colline

o 21m

1.-' blot:5 de cuirasse

~ ar~ile violacée

(:~:}}}) pain d' épices et roche saine

t77T1 argi le bariolée

- 11 -

dépressions marécageuses, qui sont de grande taille à l'Est et à l'Ouest, mais

étroites au Nord et au Sud J il s'agit en fait de deux ramifications de la dé

pression est (Fig. 3). Au Nord et au Sud, les dépressions marécageuses voisi

nent avec des plateaux cuirassés étroits. Le plateau nord est situé à l'alti

tude 24 m, le plateau sud à l'altitude 32 m. La coupe (Fig. 4) qui a 7 m de

hauteur sous le sommet de la colline présente du sommet vers la base

- des blocs de cuirasse qui reposent sur un niveau argileux violacé,

- une couche de "pain d'épices" jaune contenant localement du basalte

sain,

- une couche d'argile bariolée.

1. Les blocs de cuirasse et l'argile violacée~-----------------------------------------

Les blocs de cuirasse sont ferrugineux, durs, généralement vacuolai

res, très arrondis, leur taille est comprise entre 10 et 50 cm. L'argile vio

lacée constitue une couche horizontale de 1 m d'épaisseur ne présentant aucune

organisation macroscopique particulière.

La couche de pain d'épices est horizontale, son épaisseur est de 4

à 5 m. Le pain d'épices est un produit jaune, poreux, léger, peu ou pas plas

tique qui s'émiette facilement entre les doigts. Il semble être l'équivalent du

produit d'altération auquel LACROIX (1913) a donné le m@me nom en Guinée. L'ob

servation d'échantillons de pain d'épices à la loupe ou au microscope permet de

reconna1tre dans ceux-ci la structure du basalte. La couche de pain d'épices tra

versée par un réseau de diaclases non déformées contient du basal te sain qui peut

se présenter, soit sous forme de noyaux de 10 à 30 cm, soit sous forme de lentil

les de plusieurs mètres. Les noyaux de basalte sain de petite taille sont situés

au coeur de polyèdres de pain d'épices délimités par des diaclases. Le contact

roche saine - pain d'épices est très tranché: la transformation complète du ba

salte en pain d'épices se produit sur une très faible distance, inférieure au

millimètre. Les diaclases qui traversent la couche de pain d'épices traversent

également les lentilles de basalte sain. Ces diaclases permettent la pénétration

sur quelques dizaines de centimètres, du pain d'épices dans les lentilles de ba

salte. Comme dans le cas précédent, le contact basalte sain - pain d'épices est

très tranché.

3. ~:~~!!~_~!~!~~

Les diaclases qui traversent la couche de pain d'épices se prolongent

dans la partie supérieure de l'argile bariolée, jusqu'à 1 m seulement de profon-

- 12 -

deur. Dans la partie supérieure de l'argile bariolée, à faible distance du con

tact de ce produit avec le pain d'épices, quelques fissures subhorizontales se

forment : elles recoupent les diaclases sans les décrocher. En profondeur, les

fissures subhorizontales deviennent de plus en plus nombreuses et de plus en

plus serrées et des taches blanches associées à ces fissures se forment : les

diaclases disparaissent. Entre les diaclases, la structure du basalte est re

connaissable mais, lorsqu'elles disparaissent, cette structure tend à s'effa

cer. Elle reste reconnaissable uniquement dans des petits ilôts de quelques

millimètres, englobés dans une matrice où l'on distingue des fissures et des

vacuoles partiellement remplies de microcristaux incolores à jaunâtres. Plus

en profondeur, la structure du basalte disparait complètement.

Des sondages à la tarière effectués dans l'argile bariolée montrent que celle

ci a une épaisseur de l'ordre de 6 m et qu'elle baigne dans sa plus grande par

tie dans la nappe phréatique. Seule la tranche supérieure de l'argile bariolée

(1 à 2 m) est située au-dessus de la nappe. Il faut noter que le creusement de

la tranchée a provoqué l'abaissement de la nappe phréatique, il est donc pro

bable qu'avant le creusement de celle-ci, l'argile bariolée baignait entière

ment ou presque dans la nappe. Enfin, remarquons que, dans cette coupe, l'ar

gile bariolée ne renferme pas de nodules de roche saine alors que le pain

d'épices en renferme et souvent de grande taille.

B - COUPES A TRAVERS UNE COLLINE ET UN VERSANT

Les coupes portant le nO 9 sont situées à 21 km au Sud de Farafangana

(Fig. 2). Elles intéressent une colline située entre deux plateaux cuirassés

nord et sud, et le versant du plateau sud (Fig. 5 et 6). Les plateaux sont si

tués à 45 m d'altitude, le sommet de la colline, qui porte des blocs de cuiras

se, à 43 m. Les coupes orientées nord-sud ont une longueur totale de 550 m.

La colline 9 est entièrement entaillée du Nord au Sud, sur une lon

gueur de 250 m. La hauteur maximale de la coupe est de 5 m. Cette e-upeest sem

blable à celle de la colline 5. En effet, on observe du haut vers le bas

- des blocs de cuirasse reposant sur un niveau argileux violacé,

- une couche de pain d'épices de 3 à 4 m d'épaisseur contenant du basalte

sain,

- une couche d'argile bariolée.

COUPES 9

A - Coupe tQPographique passant par la colline

N 45 m 43m 45m s50

o 300mft ft

___________3_5_m_---------

Om

B - Coupe géolog Ique à travers la colline et la bord ure d'un plateau

45 m s43 m

N

ru

35 m..

v

C -Contact pain d' épic es - a rg ile ba riolée

d lac 1a se

blocs de cuirasse

. ,CUI rasse

pain d'épices et noyaux de basalte sain

arg i le ba r iolée

argile violacée

Plateau

/Elr. el~

~

90cm,oC

r1Ocm

90cmor~ Ocm

lU

v

Figures Famille nord. Coupes d'une colline et d'un versant

13 -

•,,•,

1....

l ",

---~---, _ ... _~~" //i

, 1

" 1\

•

,, "'"

" ",--.... YI~ ......... "".

,• ... 1

1,,\ 1

'1 •11

•

•

'"- -•

/

,\

•

,1,. '.

® '} ....~. \ ,.,. ,-' \ -, \ _., • ' .......' 1.'/

, \ , 1 ..." ....._. \ ,,_"'" "'.. . \--- ----\ ,' . ...\ ,.. " , '/ \ ' ....• ".- " .... ' ..... \ l' - - \ '"'" .\ ........ ' ...." , '.,\" . -~

-/ " 1,/ ...... 1.... " ......... \, . \,,---,'" ----,l "'\ '

"'. 1

•

, ,"" 1" .

\,\, \

\

•

•

1 \ °,, ,,-1

" ,1

f l' 1--;,,'0/ 1

,/, •

/1

/

,..... ,

..... , -..... ..: " ----7 '

/ 1 l '''''',. ", . '--,.\

,,,• •

••

•11

- -1

[~>.. Jplateaux cuirassés ~co11ines [=:J fonds de vallée, plats et marécageux

ravines o1----";;=:""---41 coupe 9

o 750m


- 14 -

Localement, entre les diaclases subverticales, l'argile bariolée re

monte dans la couche de pain d'épices: cette pénétration peut atteindre 2 m

(Fig. 5111). Dans ce cas le passage pain d'épices - argile bariolée est très

tranché: d'un c6té de la diaclase on a le pain d'épices, de l'autre l'argile

bariolée. Au même niveau, les pelyèdres de pain d'épices contiennent encore

des noyaux de basalte sain, alors que les polyèdres d'argile bariolée n'en

contiennent plus. La couche d·argile bariolée a plus de 4 m d'épaisseur et à

4 m sous le contact avec le pain d'épices on n'a pas atteint la nappe phréa

tique. Comme dans la coupe 5, les grandes diaclases qui traversent la couche

de pain d'épices s'enfoncent dans la partie supérieure de l'argile bariolée

sur une profondeur de 1 à 2 m, puis disparaissent. La structure du basalte

s'efface dans l'argile bariolée en même temps que les diaclases disparaissent.

2. ~~~~~_~_!~~~~~~_!~_~~~~~!_

La coupe taillée à travers le versant sud montre, de l'amont vers

l'aval, les formations suivantes (Fig. 5) :

- la cuirasse ferrugineuse,

- l'argile violacée,

- la couche de pain d'épices,

- l'argile bariolée à structure conservée,

- l'argile bariolée à structure non conservée.

L'argile violacée passe sous la cuirasse, le pain d'épices sous l'ar

gile violacée, l'argile bariolée sous le pain d'épices. Dans cette coupe de ver

sant, comme dans la coupe de colline, l'argile bariolée remonte localement, en

tre deux diaclases dans le pain d'épices (Fig. 5V). Dans l'argile bariolée, à

1 m sous le contact pain d'épices - argile bariolée, les diaclases s'effacent

en même temps qu'apparaissent de nombreux plans subhorizontaux tapissés de pro

duits blancs et noirs.

Dans les deux unités morphologiques, colline et versant,

- les produits d'altération du basalte sont semblables,

- leur répartition est la même, argile violacée sous cuirasse, pain d'épi-

ces sous argile violacée, argile bariolée sous pain d'épices.

C - COUPE A TRAVERS LES VERSANTS D'UNE VALLEE

La coupe nO 10 est située à 30 km au Sud de Farafangana (Fig. 2).

Orientée du NNE au SSW, elle traverse une vallée bordée de deux plateaux cui

rassés (Fig.8 ). Le long de cette coupe, la vallée a 900 m de large et se

- 15 -

•

•

•

•

•

/1

f11

11

1

•

/

•

•

/\/

,- ",,"',, 1 1

/ ."," • 1

", 1

'. '/ '1 1 •

1

1./

•

.....,,,1

1 \/- \_-

1 1... • ," /.,..... .,

,,'" \ • 1,_\"" _• .... , ,,1 \1 ." 1 -.,,'" \ 1 .......

• ."".1 \... ", • 1

" 1\ 1.. \ • r\ \

",,'"/ 1

1 1/. 1

/ 11 11

1 •\

• •

• •• 1

11

/ •1

1 •• 1 •1

•

•

•

•

1

1\

\

'-

tt:;;~ plateaux ~collinec=Jfondsde vallées plats -- - ravines

750m...-====--o\""-rivière


- 16 -

trouve à 20 m d'altitude; les plateaux sont à 40 m. Les deux versants pr~

sentent des dispositions analogues au versant de la coupe 9. Toutefois

le versant sud fait exception. Y affleure un dSme de basalte sain de 100 m

de long, visible sur une tranche de 1,5 m maximum. Ce dSme porte sur sa sur

face supérieure une couche de pain d'épices. De plus, à l'extrémité aval de

ce darne, à l'intérieur de celui-ci, on observe localement des blocs de basal

te sain entourps d'écailles grises argileuses (Fig. 7VI). Le versant nord mon

tre bien le passage vertical entre le pain d'épices et l'argile bariolée.

Comme dans la coupe nO 9, les diaclases se prolongent sur 1 m dans l'argile

bariolée puis s'effacent. En même temps se développent des plans subhorizon

taux soulignés de produits blancs et noirs. La couche d'argile bariolée, qui

a une épaisseur supérieure à 4 m, a été traversée par quatre sondages à la

tarière. Les trois premiers sont situés respectivement à l'amont, à la mi

versant et à l'aval du versant nord, le quatrième à l'extrémité aval du ver

sant sud. La nappe phréatique a été atteinte uniquement dans les deux sonda

ges situés à l'aval des versants, à environ 1,5 m de profondeur. Au niveau de

la coupe étudiée, l'argile bariolée est donc baignée dans sa plus grande par

tie par la nappe phréatique uniquement à proximité du fond de la vallée. S'il

existe une nappe dans l'argile bariolée développée sur les versants, celle-ci

se situe à une certaine profondeur, et en tous les cas à plus de 4 m, sous le

contact pain d'épices - argile bariolée.

II - COUPES DE LA FAMILLE SUD

La différence essentielle entre les coupes des deux familles se situe

dans les relations entre pain d'épices et argiles bariolées. La famille sud,

entre les fleuves Manatsirnba et Mananara, présente en certains points des polyè

dres, délimités par des diaclases, d'un type nQuveau. Ces polyèdres 8nt un ceeur

de pain d'épices, contenant ou non un noyau de basalte sain et une enveloppe

d'argile bariolée à structure conservée. Les contacts entre basalte et pain d'é

pices et pain d'épices et argile bariolée sont tranchés. Toutes les coupes de

cette région possèdent cette même particularité, j'en présente quatre, numéro

tées 19, 17 , 16 et 35. La position géographique de celles-ci est portée sur

la figure 2.

30mo

s

argile bariole'e

basalte sain

pain d'épices

plateau cuirasse'

diaclase

blocs de cul rasse

a rg il e vi olacé'e

r

/

o lm_-==::::l

1,-18~

[]8

E(l~~?ij

30m

ro

zone d' alteration' constituée de polyèdres d 'argi le bariolé'e

à coeur de pain d'~plces et de basalteo

COUPE 19

COUPE 17

lm

40m

60m

N

N

o

® argile à structure conservée contenant des

polyèdres de pain d'épices et de basalte

o argile a structure conse rv~e

o argi le s~ns structureconServee

Figure 9 Famille sud. Coupe d'une colline et coupe d'un versant.

- 17 -

A - COUPE A TRAVERS UNE COLLINE ET LE VERSANT QUI JOINT CELLE-CI A UNE RIVIERE

Cette coupe nO 19 est située à 43 km au Sud de Farafangana (Fig. 2).

Elle passe par une colline, qui culmine à 40 m et porte des blocs de cuirasse,

puis, par un versant long de 500 m, elle atteint une rivière qui coule à 10 m

d'altitude (Fig. 9).

l'altération du basalte dans cette coupe a pu être observée en deux

endroi ts

- au sommet de la colline, sur une profondeur maximale de 4 m et une len

gueur de 150 m,

- vers le milieu du versant, à l'altitude 25 m, sur une profondeur de 2 m

et une longueur de 100 m.

Dans la coupe sommitale, entre les altitudes 40 et 36 m, on observe

la coupe type des collines de la famille 1. Une couche de pain d'épices repose

sur une couche d'argile bariolée; les deux formations sont recoupées par le

même réseau de diaclases. Par contre, vers la mi-versant, on observe une zone

d'altération entièrement constituée de polyèdres d'argile bariolée à structure

conservée, à coeur de pain d'épices et de basalte sain.

B - COUPE LE LONG D'UN V~RSANT QUI JOINT UN PLATEAU CUIRASSE A UNE RIVIRRE

La coupe nO 17 a été observée à 57 km au Sud de Farafangana (Fig. 2).

Un versant, long de 300 m, joint un plateau cuirassé de 60 m d'altitude, à une

rivière située à l'altitude 10 m. On observe, le long du versant, et de l'amont

vers l'aval, la succession suivante (Fig. 9) :

- la cuirasse constituée, du haut vers le bas, par un niveau ferrugineux,

dur, vacuolaire, rouge sombre, de 1 m d'épaisseur, par une couche de gravillons

ferrugineux de 20 cm, puis par un niveau rouge-jaune meuble,

- un faciès d'argile violacée, sans structure conservé~, présentant de

nombreuses fissures subhorizontales,

- un faciès d'argile à structure et à diaclases conservées,

- un faciès d'altération, vers 20 m d'altitude où structure et diaclases

sont conserv~es. Si les plus petits p0lyèdres sont transformés en argile bario

lée, les plus grands présentent un coeur de pain d'épices à noyau de basalte.

C - COUPE A TRAVERS UNE COLLINE A SOMMET PLAT

La coupe nO 16 entaille une colline située à 64 km au Sud de Farafan

gana (Fig. 2). Celle-ci a un sommet plat de 50 m d'altitude recouvert de blocs

N

- 18 -

40 m

s

"

"

':

"

','

1-1~

M:j:~t:~J

/

bloc de cuirasse

argile bariolée

pain d'épices

diaclase

Figure 10 - Famille sud. Coupe à travers une colline à sommet plat (coupe 16).

- 19 -

de cuirasse et de gravillons. Ses dimensions sont de 200 m Nord-Sud sur 600 m

Ouest-Est (Fig. 10). Les versants de la colline se raccordent à des dépres

sions marécageuses situées, au Nord et au Sud à l'altitude 30 m, à l'Est et

à l'Ouest respectivement aux altitudes 20 et 25 m. La coupe orientée Nord

Sud traverse entièrement la colline, sur 200 m, et l'entaille sur une pro

fondeur de 10 m. La coupe est constituée, à ses extrémités nord et sud,d'ar

gile bariolée à structure non conservée sur toute sa hauteur. Par contre,

dans sa partie médiane, on observe à sa base et sous l'argile violacée, un

dôme de produits à structure conservée, où l'on reconnaît parfaitement la

structure du basalte et le réseau de diaclases (Fig. 10). Ce dôme, qui s'é

lève à 3 m au-dessus de la base de la coupe p est constitué par des polyèdres

(délimités par les diaclases) posspdant un coeur de pain d'épices et une en

veloppe d'argile bariolée.

o - COUPE SITUFE A XI-VERSANT

La coupe nO 35 se situe à 66 km au Sud de Farafangana et à 1 km au

Nord de la Mananara (Fig. 2). Elle est taillée à mi.longueur d'un versant, à

20 m au-dessus de la dépression marécageuse. Sous une couche d'argile bariolée

à structure non conservée, on observe une zone d'altération à structure con

servée traversée par des diaclases. Celles-ci délimitent des polyèdres. Les

plus petits sont entièrement transformés en argile bariolée; les moyens pré

sentent un coeur de pain d'épices, et les plus gros possèdent un coeur de pain

d'épices contenant un noyau de basalte sain.

III - CAS PARTICULIER DE LA COUPE N° 30

La coupe nO 30 est située dans le périmètre de la famille nord, à

17 km au Sud de ~arafangana (Fig. 2). Elle entaille un versant qui joint un

plateau cuirassp à une vallée (Fig. 11). L'altitude du plateau est de 40 m ;

celle de la vallée est de 15 m. La longueur du versant est de 200 m. Le long

du versant, de l'amont vers l'aval, se succèdent les faciès suivants.

- La cuirasse comprend deux niveaux. Un niveau supérieur,induré,ferru

gineux et vacuolaire,de 1 m d'épaisseur, un niveau inférieur, composé de produits

meubles jaune-rouge, épais de 2 m et contenant plusieurs couches ferrugineuses

indurées et horizontales, de 10 cm d'épaisseur chacune. Sur la bordure du pla-

- 20 -

40m

o 30m!

1 J cuirasse

1-- ] bloc de cuirasse

~ produit meuble jàune et rouge avec niveaux indurés

~ argile bariolée à structure non conservée et à nodules gibbsitiques

~ argile bariolée à structure conservée

~ Coupe taillée à travers le plateau cuirassé.

e!) Coupe située en bordure du plateau ~uirassé.

Figure Il - Cas particulier (coupe 30).

- 21 -

teau, le niveau supérieur induré de la cuirasse est remplacé par des blocs de

cuirasse.

- Le faciès d'argile bariolée à structure non conservée passe sous

la cuirasse et contient des nodules blancs gibbsitiques, de 1 à 5 cm de dia

mètre, et qui sont caractéristiques de cette coupe.

- Le faciès d'argile bariolée à structure conservée et diaclases

reconnaissables passe sous la couche précédente.

IV - CONCLUSIONS

La région comprise entre Farafangana et Vangaindrano permet des ob

servations de terrain que l'on peut résumer le long des points suivants.

- Différents faciès d'altération météorique ont pris naissancei à

partir des basaltes. Ces faciès sont le pain d'épices, l'argile bariolée à

structure conservée, la cuirasse et l'argile violacée qui lui est associée.

- Ces faciès se répartissent dans les coupes observées de deux ma

nières,selon les relations entre le pain d'épices et l'argile bariolée. Ceci

nous permet de distinguer deux familles nord et sud. Dans la famille nord, les

deux faciès sont séparés: le pain d'épices forme un horizon superficiel d'al

tération, l'argile bariolée l'horizon profond. Dans la famille sud, les faciès

sont intriqués, au moins localement: dans les p0lyèdres délimités par les dia

clases, la périphérie est d'argile bariolée, le centre de pain d'épices avec

ou non noyau central de basalte.

- Dans le périmètre nord, les plateaux sont situés à des altitudes

comprises entre 25 et 40 m et la couche d'argile située sous la cuirasse

est peu épaisse (~ à ~ m). Par contre, dans le périmètre sud, les plateaux

sont situés à des altitudes de 40 à 60 m et la couche d'argile est très

épaisse (elle peut atteindre 20 à 40 m).

C'est au chapitre IV que sera tenté l'explication de l'ordonnance

des faits d'altération et de l'origine des deux familles différentes.

CHAPITRE III

LES ALTERITES DU BASALTE

Les techniques d'~tude des altérites des basaltes de la région de

~arafangana-Vangaindrano sont les suivantes: l'observation au microscope po

larisant, la diffractométrie RX, l'analyse thermique différentielle, la mi

croscopie électronique, l'analyse chimique et la méthode de dosage des amor

phes de SEGALEN (196~).

l - LE PAIN D'EPICES ET l'ARGILE BARIOLEE

A - LE PAIN D'EPICES

Les lames minces taillées dans le pain d'épices, à différents ni

veaux, aussi bien au contact du basalte sain que loin de celui-ci, montrent

que ce pain d'épices est une production de transformation du basalte avec res

pect des structures p~trographiques. Ces structures conservées garantissent une

conservation du volume: c'est le fondement du raisonnement isovolumétrique

(MILLOT et BONI~AS, 1955). Tous les minéraux de la roche sont transformés, sauf

les minéraux opaques qui sont généralement intacts.

les grands microlites et les phénocristaux de plagioclases peuvent

être observés en d~tail. Ils sont transformés en gibbsite et localeme~t vidés

de leur substance, ce qui provoque la formation de cavités de 0,1 à 0,6 mm.

la kaolinite n'y est pas reconnaissable. Les pyroxènes sont entièrement trans

form~s en produits rouilles. Les rares minéraux opaques qui sont altérés sont

translucides et rouge cerise. Le pain d'épices est traversé, bien que rare

ment, par de fines fissures de 0,1 à 0,2 mm, dont les lèvres sont généralement

recouvertes de produits rouilles ou jaunes amorphes ou très finement cristal

lis~s. Ces fissures ne sont jamais entièrement colmatées.

p.p.m.

Si02 : A1 20 3 : M90: cao: Fe20 3 : Mn 304 : Ti02 : Na 20: ~20

--------------------------------------------------------------: : : : : : : :

écho

9649 19,8 30,2 1,32 ° :26,6 :0,17 3,65: ° 0,07

:perte: SiOSr Ba V Ni Co: Cr: B Zn Ga Cu à: somme:Kaol: Gi : 2: d

: : : : : : : : : : 1 000: : : :A1 20 3 :------------------------------------------------- ---------------------- -----° : 62 : 413: 245: 94 : 32 : ° :163: 36 :160 :17,43: 99,23: 43: 21: 1,10:1,39:

33,0 0,85

4,05: 0,07 0,10 °4,55: 0,11 0,11 °

0,82;1,2-';

0,80: 1,26:

30

29· . ..· .

47: 87: 18,21: 99,33; 321° :202 :

• 0• 0° :185: 38: 43: 17,88: 99,87: 39: :° : 95: 40: 91: 18,32: 99,91: 33

14

457: 136: 54 : 48

492: 157: 49 5556

38

80 413: 110: 47oo4,20: °o : 25,7 : 0,10

o :29,3 :0,16:

o : 29,4 : 0,090,65

0,9631,7

31,3

1fl, 1

14,7

9745

9630

9660

9671 14,2 35,7 0,47 o : 26,4 : 0,20 3,47 o o ° 36 371:134:28 °: : :

o : 104: 31: 62: 19,45; 100,19: 31

37 443: 144: 44 : 41· .

157: 48; 89; 17,2i 98,85; 28; 31

9653

9662

13,3

12,9

30,fl

30,5

0,61

0,30

° : 32,3 : 0,14

o :32,4 :0,18

4,12

5,12

o

°0,06

0,06

o

o 50 543: 174: 57 78

o

o

o • •• 0 •

135: 39:100:18,19; 99,59: 29 32 0,73; 1 ,21,1;

0,71: 1,O~

9679

9688

12,8

10,2

34,2

35,3

0,56

0,49

0:29,0:0,13

o : 27,0 : 0,13

4,58 0

4,29: °o

o°o

38 447: 90: 41

44 425: 70: 27

8

°°°

167: 42: 58: 19,1~ 100,4~ 28; 37 0,63: 1,3~ 'g

191: 39: 53: 20,4~ 99,~ 22: 43: 0,48: 1,3': 1

9738 R,O 35,3 0,34 o : 31,3 : 0,15 5,14: 0 0,06 o 76 441: 71: 38 °• 0 •

o : 175: 38: 34; 19, 7i 100, 21; 17: 45: 0, 39; 1, 3~

o : 27,7 : 0,12

° : 29,2 : 0,09

4,48: 0

: 1,3~

9; 57: 0, 1~ 1, 14

• 0 0o 0 • • 38 0:

39: 76: 19,5Q 99,6~ 26::

o

163 :

121: 36; 53: 21,67: 99,67; 13; 53; 0,2~ 1,3~

217: 34: 63:22,51: 99,1~ 11; 54; 0,20~1,3~oo. ..° ;211; 41: 99; 23,1~ 99,9~

°

°°

27

39.

74: 86.444: 116:48

.398: 52: 30

:483:

o

o 449: 56: 30 : 41

o

26

42

o

o

°o

o

0,05

0,14 0

o

°4,33 :

4,40 :

4,27: °

29,0:0,16

: 28,3 : 0,35

o°

0,19

0,19

0,14

39,2

38,4

39,3

12,Q::

5,8

4,2

4,9

9663

9643

9674

moy" :

Kao1 kaolinite Gi,: gibbsite d : densit~ ap?arente.

TABLEAU 1 - Composition chimique et min~ralogique des ~chantjllons de pain d'~pices pr~

lev~s au contact du basalte sain lclass~s par teneur en silice d~croissante).

p. p.m.

9654 25,5 32,3 0,47 0,5 21,7 1,06 1,9B o 0,07 o 45 309: 191: 0 15 o 40 25 47 :16,30: 99,89: 55

9632 17.7 0,57 o 28,5 1 0,21 4,35 0,06 0,14 o 63 446: 2101 4B 83 o 70 46 26 0,92:1,16:

9645

9680

• 9720

13,6

12,7

9,0

32,7

40,2

0,13

0,49

0,21

o

o

o

23,4

31,0

23,1

0,17

0,14

0.09

3,68

4,76

3,BO

0,06

o

o

0,09

o

0,09

o

o

o

o

36

23

369: 113: 41

468: 100: 45

358: 38: 11

31

o

o

o 1106

o :170

o :108

35

42

29

75 :20,21: 99,02: 29

67 :18,42:100,19: 27

27 :22,61: 99,20: 19

42

34

52

0,66:1,301

0,34 :1,39:

9672

9721 4,9

38,0

41,8

0,21

o

o

o

29,5

26,3

0.16

0,07

4,31

4,67

o

o

0,06

0,09

o

o

o

39

437: 45: 15

429: 24: 7

13

o

o

o

93

34

35

37

40 :21,79: ~9,23: 11

19 :22,82=100,82: 10

52

58

0,22:1,42:

9661

9677

2,6

2,4

40,6

39,4

0,14

0,10

o

o

28,5

29,3

0,16

0,13

4,30

4,84

0,06

o

0,13

o

o

o

o

23

522: 47: 45

443: 36: 24

57

o

o :145

o :130

45

37

79 :22,99: Q3,39: 6

38 :22,77: 98,86: 5

59

57 0,10:1,41:

9747

9644

1,7

1,1

39,5

38,1

o

o

o

o

30.2

33.6

0,17

0,34

5, 15

4,56

o

o

0,06

o

o

o

28

o

285: 95: 31

487: 40: %

18

45

o : A3

o :211

30

47

76 :22,40: 99,23: 4:?0

67 :22,20:100,90: 2

0,07:1,29:

0,05:1,36:

9740 1,0 43,6 o o 26,8 0,104,76 o 0,06 o 82 283: 323: 6T :201 o 62 24 :108 :24,25:100,61: 2 67 0,03:1,70:

28,5 % 0.11

492: 19: 0 :250

9751

9665

0,9

0,6:

42.0

45,5

o

o

o

o 25,0 0.08

4,64

3,64

o

o

o

o

o

o

44

o

283: 233: 44 8 o

o

84

11

25

40

79 :23,62: 99,93: 2

19 :25,31:100,22:

64

70 0,02:1,51:

moy. 7,1 38,8 0,17 o 27,5 % 0,21 % 4,~5 o 0,06 o 27 401: 108: 36 52 o 96 35 60 :21,62: 99,71: 15 51 0,33:1,33:

laol : kaolinite Gi gibbsite ; d denslt~ apparente.

Tableau II - COmposition chimique et minéralogique des échantillons de pain d'épices prélevésà une ~ertaine dist8~ce du basalte (classés par teneurs e~ silice décroissante).

- 26 -

- Principaux constituants, estimation des quantités et variation de

celles-ci d'un échantillon à l'autre

Les principaux constituants minéralogiques du pain d'épices sont la

gibbsite et les minéraux de la famille de la kaolinite. Les teneurs en kaoli

nite et en gibbsite ont été calculées pour tous les échantillons à partir de

l'analyse chimique totale. Ceci est possible car:

• la roche est entièrement altérée;

• les seuls minéraux secondaires contenant de la silice ou de l'alumine

sont les min~raux de la famille de la kaolinite et la gibbsite ;

• la silice et l'alumine amorphes sont présentes en très faible quantité

(1 % de silice amorphe pour 10 % de silice totale et 5 % d'alumine

amorphe pour 36 % d'alumine totale).

Dans les calculs on a négligé le fait qu'une petite partie de l'alu

mine et de la silice est à l'état amorphe et qu'une autre petite partie de l'alu

mine entre, comme nous le verrons plus loin p dans la goethite alumineuse. Les

teneurs en kaolinite et en gibbsite présentées sont donc quelque peu surestimées.

Les analyses chimiques, les teneurs en kaolinite et en gibbsite des échantillons

de pain d'épices sont portées sur les tableaux l et II. Sur le tableau l figu

rent les échantillons prélevés au contact du basalte sain. Sur le tableau II

figurent les pchantillons prélevés à une certaine distance de celui-ci ou dans

une couche ne contenant plus de roche saine. Sur les deux tableaux, les échan

tillons sont class~s par teneur en silice décroissante. On constate que dans

les deux catégories d'échantillons les teneurs en kaolinite et en gibbsite va

rient beaucoup d'un échantillon à l'autre. Toutefois, ce qui semble le mieux

les caractériser, c'est qu'ils contiennent tous de la gibbsite en quantité as

sez importante, au moins égale à 18 %. Dans le but de préciser les variations

minéralogiques qui se produisent dans le pain d'épices, on a porté dans le ta

bleau III, pour chacune des deux catégories d'échantillons, les teneurs moyenne

minimale et maximale en gibbsite et kaolinite.

r kaolinite

Gi 1 gibbsite4867

121

2144

KGi

pain d'épices prélevé:à une certaine dis- •tance du basalte

. '1 ~ . : miné-: teneursprodu1ts d a t at10n: raux :-moy7i-mIn7-:-mai7:

---------------------- ------ ----- ------ -----: pain d'épices prélevé: K : 26: 9 43 :~ au contact du basalte: Gi : 38: 21 : 57 ~------------------------------------------------. . .. . .

Tableau III - Teneurs moyenne, minimale, maximale en kaolinite etgibbsite des deux catégories de pain d'épices.

- 27 -

On constate que les teneurs moyennes en kaolinite et en gibbsite ne

diffèrent pas beaucoup pour les deux lots de pains d'épices prélevés contre ou

loin du basalte. Mais au contact du basalte, les teneurs en kaolinite restent

toujours supérieures à 9 %, à distance on tombe à 1 %. Du cSté de la gibbsite,

les teneurs minimales sont identiques. ~!ais les teneurs maximales sont plus

~levées à une certaine distance du basalte. On voit que les pains d'épices

s'enrichissent en gibbsite et s'appauvrissent en kaolinite lorsque, dans le

pain d'~pices, on sl~carte du basalte.

- Autres constituants

En plus de la gibbsite et des minéraux de la famille de la kaolini

te, le pain d'épices contient de la goethite, de la goethite alumineuse, de

l'hématite, de l'anatase et des produits amorphes. Ces derniers sont essentiel

lement ferrugineux: ils contiennent 12 %de fer, 1 %de silice et 5 %d'alu-

mine.

- Caractéristiques des minéraux de la famille de la kaolinite

le microscope électronique montre que les m1néraux de la famille de

la kaolinite se présentent sous forme de tubes ,0,2 à 0,5 ~ de longueur) ou de

plaquettes pseudohexagonales (0,1 à 0,2 ~ de diamètre). Il s'agit des faciès

communs de l'halloysite, de la metahalloysite et de la kaolinite.

La composition chimique du pain d'épices a été d6 terminée par l'ana

lyse de 33 échantillons. Les résultats, classés par teneur en silice d~crois

sante, sont portés sur les tableaux l et II. La composition chimique moyenne

du pain d'épices prélevé au contact du basalte et celle du pain d'épices pr~

levé à une certaine distance de celui-ci sont reportés sur le tableau IV.

Les compositions chimiques moyennes des deux catégories de pain

d'épices ne sont pas très différentes. Ceci est particulièrement net pour

le calcium, le fer, le manganèse, le titane, le sodium, le potassium et

tous les éléments traces. Les différences portent seulement sur la silice,

l'alumine et le magnésium: le pain d'épices prélevé à une certaine distan

ce du basalte contient moins de silice et de magnésium et plus d'alumine

que celui qui est prélevé au contact.

- 28 -- Constituants majeurs exprimés en pourcentages

: localisation:-------------------: Si0

2: A1 20

3: MgO : CaO : Fe

20

3: Mn

30

4: Ti0

2: Na

20 K

20

------:------:------:------:------:------:------:------:------:A 12 34 : 0,54: 0 29 : 0,16 : 4,33: 0 o

:--------------------:------:------:------:------:------:------:------:------:------:B 7 39 0,17 o 28 0,21 4,25 o o

- Eléments traces exprimés en ppm

-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:° : 42 : 444 : 116 : 48 : 27 a : 163 : 39 : 76

CuGaZnBCrro1\T •,., l.vBaSr

A

: localisation:-------------------

:--------------------:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:B o 27 401 10G 36 52 o 95 35 60

A pain d'épices prélevé au contact du basalte.B pain d'épices prélevé à une certaine distance du basalte.

Tableau IV - r.omposition chimique moyenne des deux catégoriesde pain d'épices.

Avant d'étudier la transformation du basalte en pain d'épices,

il est nécessaire de déterminer la composition chimique moyenne de la ro

che saine.

- Composition chimique moyenne de la roche mère

Celle-ci a été établie à partir de 16 analyses de basaltes. Les

écarts-types et les médianes ont été calculés. Les résultats sont portés

sur le tableau V.

Constituants majeurs et perte au feu exprimés en pourcentages

: constituants: Si02

: A12~1: ~gO: ra0: Fe203

: ~n304: Ti02 : Na21: K20: D. t .:--------------:------:------:------:------:------:------:------:------:------:------:

movenne : ')n,:)t): 15,71: 5,00 : Q,qtl : 12,QQ: 0,1 Q : 2,12 : 2,02 : 0,70 : 1,03 ::--------------:------:------:------:------:------:------:------:------:------:------:

écart-type:--------------:------:------:------:------:------:------:------:------:------:------:

médiane 12,01;: C1,20 2,13 2,92 1,07

- 29 -'- Fléments traces exprimés en ppm

• éléments. Sr. Ba. V • Ni. Co. Cr. z,n: Ga: Co. Pb. Sn ..----------.-----.-----.-----.-----.-----.-----.-----.-----.-----.-----.-----.moyenne : 26<1 : 57R : 234: 93: 56: n : 105: 13: 50: 2---------- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----

: écart-type: 42: 12~: 15: 27: 5: : 15: 2: 11: 0 5: 0 ::----------:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----: -----:-----:--~--:-----:

médiane 25 4 557 234 90 57 0 101 13 53 2

Tableau V Composition chimique de la roche mèreécarts-types, médianes.

moyennes,

Les calculs effectués sur les éléments majeurs montrent que le

basalte a une composition chimique très homogène.

- Application du raisonnement isovolumétrique

Le pain d'épices ayant conservé fidèlement les structures pétro

graphiques du basalte, il a paru légitime à MILLOT et BONIFAS (1955) de

considérer que les volumes étaient a?proximativement conservés. Ceci leur

a permis le raisonnement isovolumétrique. On vient de voir que la composi

tion chimique du basalte sain varie fort peu. G'est pourquoi, le raisonne

ment isovolumétrique s'applique. La comparaison de la composition chimique

de deux volumes égaux de pain d'épices et de basalte indique ce qui a été

perdu par altération. Pour étudier l'altération directe du basalte en pain

d'épices, seront uniquement considérés ici, les échantillons prélevés de

la roche mère. L'évolution postérieure du pain d'épices sera étudiée en

suite. Les résultats du raisonnement isovolumétrique sont donnés dans le

tableau VI. Pour chaque échantillon est donné le pourcentage de matière

perdu ou gagné dans un volume de référence. La dernière colonne donne le

pourcentage total de matière perdue par le basalte.

- Sont entièrement ou presque entièrement lessivés (pertes proches

de 100 %) : calcium, sodium, potassium, strontium, baryum.

- Sont fortement lessivés (pertes de 80 à 99 %) a magnésium et silice.

- Sont peu lessivés dans les échantillons les plus siliceux et pré-

sentent des gains faibles dans les échantillons les moins siliceux

aluminium et titane.

- Est peu lessivé dans certains échantillons et présente des gains

faibles dans d'autres: fer.

- Est généralement peu lessivé : vanadium.

Présente des gains très variables d'un échantillon à l'autre

gallium •

- Sont plus ou moins lessivés suivant les échantillons

nickel, cobalt, zinc, cuivre.

manganèse,

: , :: 1 : ::: : perte :: ~ch. Si0

2: A1

20

3, MgO: CaO: Fe20

31 Mn

304: Ti02 : Na20: K20 Sr Ba: V 1 Ni 1 Co Zn Ga Cu: de

: : : 1 : : : Z 1 : : : : : : : : : :matiêre::------:------:-------,-------:------:------ï------ï------:------ï------:----:----:----ï----ï----:----:----ï----:---~--:

: 9663 : - 95 : + 20 : - 98 : - 100:

:

:··

··

54

55

50

55

53

53

50

51

50

51

49 ::

45

w62 0

60

:

:

····

:

..

..

..

:: ::5:- 60:- 62:- 22:+ 65:- 24:

:.,.

: : :: ::96:-100:- 96:- 11:- 47:- 66:- 46:+ 26:- 15:

: : : : : :- 96:-100:- 96: - 5:- 50:- 66:- 53:+ 62:- 15:

- 71:-100:-100: - 8:- 72:- 75:+ 25:+ 50:- 22:: : 1 : :: 1

- 97:-100:- 98:- 18:- 79:- 41:- 19:+ 25:- 38:1 :::: :

- 100:-100:- 96:- 13:- 44:- 62:- 26:+ 43:- 24:: : : 1 :

:

:

:

:

..100: - 100:-100:-100: + 1:- 79:- 77:- 54:+ 55:- 36:

- 100:

: : : :- 100: - 100:-100:- 96:

:

:

:

··

··

··

····

··

··

:: - 1001

1

- 99:

: - 100:

14 :

o

+ 6

- 26:

+ 1 - 100:

+ 6

- 6 : - 100:

- 6

- 15 : - 100:

: -:

:

··

··

: - 17 : - 100: - 94:-100:- 93:- 15:+ 25:- 20:- 38:+ 22:+ 45:1 : : :

- 100:-100:- 94: - 41 - 5:- 58:- 15:+ 53:- 41:r 1 1: .::

- 93:-100:- 97:- 15:- 54:- 57:- 57:+ 60: 0:: : :: 1 :

98: - 95:-100:- 96:- 29:- 16:- 60: - 1:+ 52:- 40:: 1: ::

: - 15 - 100: - 100:-100:- 96:- 22:- 13:- 73:- 43:+ 381- 30:

- 9 : - 100: - 100:-100:- 96:- 12:- 51:- 76: - 6:+ 43:- 28:: : : : : :: :

: + 18 : - 100: - 97:-100:- 96:- 21:- 66:- 70:- 11:+ 10:- 68:

- 71 :

- 53

- 75 ::

- 71 1 - 11

- 38 ::

- 70

:

:

:

:

··

····

: - 66 :

:: - 65 :

: - 61

: - 64 :1

o

o

+ 7

+ 6 : - 78 :

- 4 :

- 7

:- 5 :

:

:

:

:

:

··

··

··

··

1

100: + 15 1 - 74

- 100:

- 100:

- 100: - 14 1 - 37

- 100: + 1

- 100:

- 100:

- 100: - 20 :

:

:

:

··

··

··

··: - 100:

: - 100: + 13

:: - 100:

93 : -

- 89 : - 1001 + 14 1 - 73 1: 1 :

- 91

- 95

:

:

:

1 - 94 :1

:

··

··

: - 83 ::1

:

: - 98::1

: - 98:: - 99 : - 100: - 16

o

- 3

- 4

- 10 :

+ 15 : - 95

- 10

+ 11 : - 97:

+ 22

:

:

:

:

··

··

+ 18 : - 96:

: - 10 : - 91 :

: - 26

87 1 - 14 :

- 80

- 87

- 91

- 88

: -

:

:

:

:

··

··

··

: - 86 :

: - 88 :

9745 :

9630

9649 : - 80 1 - 12

9662 :

:

:

:

:: moy. : - 89 :

:

:

··

··

··: 9660:

: 96711

: 9653 :

: 9688 : - 90

:: 9679

: 9738 : - 92

: 9674 : - 95 :

: 9643 : - 97

TABLEAU VI - Bilan de l'alt~ration du basalte en pain d'~pices (raisonnement isovolum~trique :en %de la quantit~ initiale du constituant). Echantillons pr~lev~s au contact dela roche saine et class~s par teneur en silice d~croissante.

- 31 -

L'examen de tous ces chiffres montre que regardée dans le détail,

l'altération du basalte en pain d'épices est assez variable. A l'oeil, le pas

sage d'une lave au pain d'épices se définissait clairement. Qualitativement, on

voit survenir le m~e cortège de minéraux: essentiellement gibbsite, kaolinite,

goethite et hématite. Mais quantitativement, apparait toute une série de cas,

puisque la perte totale de matière s'échelonne pour nos 13 échantillons de 45

à 62 %. On comprend bien que les conditions d'altération varient d'un point à

un autre et que les solutions circulent plus vite dans les grandes diaclases

dans les zones à haute densité de cassures ou à haute porosité. Tout ceci nous

indique que l'altération du basalte en pain d'épices est un phénomène régulier

dans sa nature, mais variable dans son intensité. Perte de matière et teneur

finale en alumine peuvent être plus ou moins intenses.

5. ~~~!~!!~~_~~_e~!~_~~~e!~~~

On a vu au chaoitre II, consacré à la description des coupes, que

le pain d'épices occupe généralement le sommet des collines et la partie supé

rieure des profils développés sur les versants. Il forme des couches dont l'é

~aisseur peut atteindre 5 à 6 m. Ce pain d'épices constitue à lui seul une part

importante des altérites développées dans la région. La manière dont le ?ain

d'épices prend naissance à partir du basalte étant connue, il est tenté ici

de montrer comment ce pain d'épices évolue ultérieurement après sa naissance,

en continuant à être soumis à l'influence des solutions qui percolent dans sa

porosité. Dour ce faire, les échantillons de pain d'épices sont classés par

teneurs en silice décroissantes. Ce classement est présenté sur le tableau VII.

On cherche, de cette façon, à classer les pains d'épices dans l'or

dre de leur altération croissante. Et si la silice est choisie, c'est qutelle

est la plus significative à cet égard. En effet, les travaux antérieurs appli

quant le raisonnement isovolumétrique et déjà ceux de MILLOT et BONIFAS ont

montré que alumine, oxydes de fer et de titane pouvaient s'accumuler dans une

altérite par addition de matière venue d'ailleurs. D'un autre cSté, les éléments

solubles alcalins et alcalino-terreux partent t&talement ou presque totalement

et ne peuvent servir comme indicateur d'une altération croissante. Enfin, le

bilan total de matière perdue est inutilisable, en raison des gains toujours

possibles, en particulier Al et Fe. La perte en silice est donc l'indicateur

le moins mauvais de l'intensité de l'altération, par rapport à une roche à

composition chimique très monotone. Cette silice est assez soluble pour ~tre

~vacuée, à l'exclusion de celle qui est retenue seus torme combinée dans la

lA>1\)

50

58

51

50

55

..1

50

39

5U

53

53

50

52

51

53

55

"19

60

49

45

49

62

59 ,

34

30

37 ,

58

52

32

39

21

31

29

52

29

42

45

43

11

211

31

38

17

33

,11 , 54

1

9 , 57,6 ,,5 1 57,4 , 60,, , 'lA,2 , 67,2 , 64,

, 70,

10

32

28

29

27

29

o

+ 45 1 43

- 22

- "lM

- 70 , 19

- 68

- 16

- 38

- 41 1 39

- 2M 1 22

- 15

- 15

- 79

- 17

- 24

- 55

, - 74

1

1 - 52:, - 641, - 4R,: - 40,, - 77,

52 1 - "lU

+ 15

+ 22

+ 94

+

+ 3~ , - 3u

+ 77

+ 68

+ 36 : - 40

+ 59

+ 60

+ 53

+ 43

+ 43

+50

+ 25

+ 65

+ 55 1 - 36 1 13 , 53

+ 26

+ 80

+ 60

: + 10

: + 12

, +

, ,

6 1 + 43

- 40 , + 41 , - 39

-54

- 53 1 + 62

-44

1 - 6M1

1 - 571

r -,

1 - 85,1 + 25,1 - 191

, - 351

1 - 23,,- 211 +1

, - 821

1 - 691

73 , - 61

- 6U , - 24

- 67

- 1'1

- 74

- 73 , - 43

-94

- 41

- 93

- 89 , - 54

- 70 , - 11

-77

- 62

- 60

- 79

- 76

- 75

- 66 , - 46

71

69

- 16

- 57

- 79

- 51

- 50 , - 66

- 60 , - 62 , - 22

- 75 , - 87

- 47

4

12

23

96 , - 111

96 ,- 5

96 1 -

:, -,, - 96

-100

-100 , - 961

-100 1 - 98

-100

-100

96

-100

,79 , ,

11,r, +

76

- 63

- 61

- 78

- 65

J 1

, - 70,1 - 38,, - 66

, - 75,3 ,5 , - 71

1

7

o

o

: +

, +,~ - 4,

,, -

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

84

IlgO

- 96 , -100

-100 , -100

r,J

- 98 11

99r

•- 99 ,,-99',-100 •

•-100 r,-100 r

r-100 ,

4 , - 95,

1

1

1

3 , 1

4

26 , - 911

11 1

, r , , 1 p~rt~1

CaO r Fe 0 1 JIIn 0 1 Ti02 'P20 1.20 Sr Ba V Ni Co Zn Ga Cu ,Iaoll Ci 1 d~ 1, 2 3, 3 4 r , , : , , , , , , , " :m.t. X,1 ï------ï------ï-----~------ ------~----i------ï------~-----I------ï------ï------,----:----:------

96 - 98 r - 28 : + 2, - 62 , -100 , - 95 -100, - 96 1 - 45 37 1 - 60 1 - 86 , - 2M , - 64 '55 18 60III' J J r z

83 -100, - 14 , - 37 , - 17 , -100 , - 94 , -100 , - 93 , - 15 : + 25 , - 20 381 1 J J III Z Z

10 , - 89 -100 1 + 14 , - 73 ,+ 6, -100 1 -100 -100 1 - 94 1 - 4 1 - 5 1 - 5M 1 - 151 J Jill 1 1

95 -100, - 2, 43, - 14 r 99' - 91 -100, - 95 , - 19 : + ,- 64, , , " '1 ,

91 , -100 1 + 7 66 , - 26 , - 99 1 93 -100, - 97, 15 54 1 - 57

" " 1 1-100 1 + 15 , - 74 1 - 14 1 - 9M 1 95 -100, - 96 1 - 29

, l ,,:

96 1 -100 1 - 4, - 53 , - 15 1 -100 -100 -100, - 96 1 - 22 1 - 13, , '1

-100 , - 32 70 33 1 - 99 , - 95 -100 -100: - "Il

, "20 71 - 11 1 -100 , - 96,

6 , -1001

+ 6, -100,6 '-100 -100 -100, ,9 , -100 1 -100

l ,

9 , -100 , - 94, ,+ 18 , -100 , - 97 -100, - 96 1 - 21 1 - 66, ,

o '-100, -100 1 -100 1 -lou +l ,

1 -100 , - 96 1 -100 ,-100 + 4

" "8J 1 + 12 1 -100. 94' -100 , - 96 ,- 8 1 - 81 1

Il l , " ,,+ 1 -100 1 - 71 1 -100 , -100 ,- 8 - 72 ,, 1 l , " ,

1 15. -100 1 - 97 1 -100 , - 98 1 - 18 - 79 ,• 1 1 " l ,• 0 1 - 99 1 - 91 , -100 1 -100 ,- 3 - 84 ,

, 1 1 l , l, 1

10 , - 67 1 + 12 • -100 • -100 1 -100 1 - 98 1 + 5 - 80 1

Il' • J J r ,lf 1 - 62 1 + 3 1 -100 • - 91 1 -100 J 98 1 - 8 76 ,III " JI'

27 1 - 25 ,+ Il, -100 1 -100 1 -100 1 -lou ,+ 2 - 86 111111:, 1

1 - 69 1 + 34 1 -100 1 - 97 1 -lUO J - 95 1 + 18 - 94 1" l , , " ,

13 1 - 74 1 - 5 1 - 100 1 -100 1 - 100 1 - 99 , - 16 - 78 1

III JIll 1

3 1 - 78 1 0 1 -100 1 -100 1 -100 1 -100 + 24 1 - 92 1 -100 , - 95, 1 1 : ,r1 - 5 1 -100 -100 -100 1 -100 - 10 - 57 11 l , 1

:, :

12 ,,, - 91

+ 16

+ 68

+12

17 , - 97:

+ 20 r - 98

+ 23

+22r-911,+ 37 J -100

, ,

1 + 37,,- 9,

:80:,80 , - '2,80r

1

86 ,

90 , + 15 : - 95

, - 14,St- , + 18,901,88 , - 10

:811 , ,87 ,,

91 , + 32 , - 98,, +,,,,1,,1 + 221

11

, + 16 J

l ,

98 1 + 26 :J

•,,1,1

1

- 91

- 98

- 99

-99

- 95

-98

1

, - 99

,9680 :

9611

9688 1

9663

, ,, 1, ,

9662 , - 91

9653

,9630 , - 87

9138 , - 92:

, 9632

, 97"'5

, 9720 :

, 9&79

• 9660 , - 87

, 9672 , - 95, 1

'91211-95l ,

1 967"' 1 - 951 1

• 9643r-971 1

• 9fa61 1 - 981 1

• 9677 •

• 1• 9747 11 1

• 9644 1· ,• 9740 •,1 97)1 ,

laol ,kaolinite ~i gibbsite.

TABLEAU VII - Bilan d~ l'alt~ration du basalte ~n pain d'~pices (raisonn...ent isoyolUlll~triqu~ : en % d~ laquantit~ initiale du constituant).Tous l~s ~chantillons de pain d'~pices ont ~t~ port~s sur c~ tableau o~ ils sont class~s parteneurs en silice d~croissant~s.

- 33 -

kaolinite. Elle est assez soluble aussi pour ne pas se piéger sur son trajet,

ce qui provoquerait, soit des silicifications (non visibles au microscope),

soit des kaolinisations qui détruiraient les structures héritées (NOV!KOFF,

1974). Cette étude porte sur 27 échantillons, dont la teneur en silice n'est

plus que de 25 à 0,5 % en poids. L'altération précédente qui a altéré le ba

salte à 53 % de silice jusqu'à 25 % a été étudiée précédemment et s'est pro

duite sur une distance à la roche mère de l'ordre du millimètre •... -- -- - -- - - -

Pour présenter les résultats, les chiffres du tableau VII, obtenus

par le calcul isovolumétrique et indiquant les pertes et les gains pour chaque

constituant, ont été partés sur 7 graphiques représentés par les figures 12

à 18.

- Dans tous les cas, sont portés en abscisses les teneurs en silice dé

croissantes des échantillons de pain d'épices, et ceci correspond au

sens de l'altération progressive.

- En ordonnée sont portées les pertes ou les gains de chaque échantillon

en un constituant choisi.

Ceci donne les 7 graphiques suivants (Fig. 12 à 18) ..Pig. 12 Silice, Alumine et ~apport Silice/Alumine]:;" 13 Per. 19.

]:;'ig. 14 Titane

]:;'ig. 15 Hagnésium

]:;'ig. 16 Manganèse

Pig. 17 Gallium

F'ig. 18 Vanadium

On a résumé les 7 graphiques dans le tableau VIII qui permet de faire

plusieurs remarques.

- La désilicification totale peut être atteinte.

L'aluminium et le titane se suivent. En début d'altération ils sont lessi

vés mais, en même temps que le pain d'épices évolue, le lessivage diminue,

s'annule, puis on passe à des gains dans les échantillons les plus évo

lués.

- Le vanadium suit l'aluminium et le titane.

- Le fer n'est pas déplacé.

- Le manganèse présente des pertes importanes et constantes.

- Le gallium présente des gains moyens et constants.

- les cobalt, magnésium, barYUm et potassium présentent des lessivages imp-

portants qui augmentent régulièrement. pour les trois derniers éléments,1

le lessivage peut atteindre 100 %.

- 34 -

- Les calcium, strontium et sodium sont entièrement éliminés dès le pre

mier stade d'altération.

Cette étude sur le pain d'épices permet quelques conclusions. L'al

tération du basalte en pain d'épices est extrêmement brusque, puisqu'elle se

joue sur 1 mm environ. Au cours de cette transformation, la quantité de matière

contenue dans un volume initial de roche baisse de moitié (40 à 60 %). Et cette

baisse est un minimum, si des gains sur tel ou tel constituant sont enregistrés.

Le pain d'épices croît aux dépens de la masse basaltique au fur et à mesure que

l'altération progresse. Mais il ne reste pas figé, il poursuit son évelution.

Si l'on considère que cette évolution est approximativement repérée par les per

tes de silice, on voit que l'essentiel de l'évolution des pains d'épices tient

en un remplacement de la kaolinite par la gibbsite, en une accumulation progres

sive de Al, ~e et Ti jusqu'au moment .ù la teneur en silice devient nulle.

• • •• • • • •••• • • • • • le

-0)• •• • ft-..

®• • •

25 20 15 la 5 ~

•

,% en Si0

2des

échantillons

••

•

152025

•

gains

+ 40

+ 30

+ 20

+ 10

a

- la

- 20

- 30

- 40

- 501

60 .j1

l70

;

- 80

- 90

perte

SiOZ ZAIZO)

a

% en Si02 dtévolut ion du pain çI' é'=-pl!..=i.!=c.:!:e:.2s'--- ~)l

échantillom

Figure 12 - Evolution du pain d'épices.

~ Gains ou pertes de silicedans les échantillons.

et d'alumine Rapport silice/alumine desmêmes échan tillons.

gains

+ 20 • % en Sio (• échantitfol• •• ~

~O 5 r • Q••

• • ••

••

)

••

•

•

évolution du pain d'épices

• ••

___________ .~2~,5~ ~2::;p;:..... _=_------'I:....J~~---.--·--------...:~--- ~:..----.._----_I'__---• • •

0-- ----

- la

+ JO

- 20

- 30pertes

Figure 13 - Evolution du pain d'épices. Gains ou pertes de fer dans les échantillons.

gains+ 30

+ 20

+ 10

o

la

- 20

25 20

•

• 15 •10

••

•

•

•

•

W0\,

% en Si02 (____~---n t i Hm

-E-(---

•30 •40

50 évolution du pain d'épices

- 60 •)

pertes

Figure 14 - Evolution du pain d'épices. Gains ou pertes de titane dans les échantillons.

•


- 70

- 81l

- 90

•-IOn

pertes

22

••

•• • •

•

19 Q

% en SiO d~

échant i 1ton.'

- 20

30

40

50

Figure 15 - Evolution du pain d'épices. Pertes de magnésium dans les échantillons.

2

•"

•

•

•(

% en 8iO d•échantidon:

1

w'-:1

60

70

80

90

-100

•

•••

•

-. ••

•

••••

•••

•••

pertes évolution du pain d'épices

Figure 16 - Evolution du pain d'épices. Pertes de manganèse dans les échantillons.

)

gains+ 90

•

+ 80 • •+ 70

+ 60

+ 50•

•

•

•••

••

•

•

+ 40• •

• • •

+ 30

+ 20

+ la

a25 20

•

15•

•

la• •

5

• • % en SiO deI'éihantiltons

o


Figure 17 - Evolution du pa1n d'épices. Gains de gallium dans les échantillons.wex>

•évolution du pain d'épices

•

teneur enlice des (chantillorde pain d'pices

<

)

•

•

•

•

•.5101520

gains

f+ 20

+ 1025

a

10

20

30

- !tO•

- 50

pertes

Figure 18 - Evolution du pain d'épices. Gains ou pertes de vanadium dans les échantillons.

- 39 -

)

----------------.I~ - 100

évelutien dans la couche de pain d'épices··---------------------------------------------------------------·· - 80

:ccanstituants:

+ 30o: - 30------

··---------------------------------------------------------------····---------------------------------------------------------------··

0----------------__ 0

··---------------------------------------------------------------··: - 70 --------------- - 70

_--------+.-, + 10o:-20_-----T 'Ol 2

:---------------------------------------------------------------··

.-.,0··------------------------------~--------------------------------··

v

Co

- 30 :---------------------------------------------------------------z _ 60 ~

~ - 80---------------------------------------------------------------:

Ga : + 40: + 40

- 100CaO

----------------J.-; - 100 z: z---------------------------------------------------------------: :

- 100 :

z

··---------------------------------------------------------------:MgO - 90

Les pertes et les gains sent exprimés en peurcentages par rapportà la teneur du constituant dans la roche-mère, les premières précédées du signe -, les secendes du signe +.Les flèches indiquent le sens des variations au cours de l'évolu-tion du produit d'altération: - 80 augmentation

---+ - '00 des pertes

TABLEAU VIII - Evolution gêochimique du pain d'~pices.

- 40 -

B - L'ARGILE BARIOLEE

1. Reche mère----------Les coupes géologiques décrites au chapitre II mentrent que l'argile

bariolée ne contient généralement pas de roche saine. Un exemple cependant permet

d'observer la transformation directe du basalte en argile bariolée, à structure

conservée (vallée 10, fig. 7-VI). Dans ce sous-chapitre consacré à l'argile ba

riolée, celle-ci est considérée comme provenant toujours de la transformation di

recte du basalte. Cette attitude est celle qui est suggérée par l'examen micros

copique où toutes les structures du basalte sont encore visibles dans la partie

supérieure de la couche d'argile bariolée. Elle est la seule qui explique l'en

semble des observations de terrain ainsi que les interprétations du chapitre IV

le montreront.

2. ~~~~~~~!~~~_~~_~~=~~~=~E~_E~!~~~~~~!

Les lames minces, taillées dans des échantillons prélevés dans la

partie supérieure de la couche d'argile bariolée, montrent que celle-ci provient

de la transformation du basalte. Cette transformation qui s'est faite avec con

servation de la structure du basalte est complète, à l'exception des minéraux

opaques qui restent généralement intacts. La pâte microlitique du basalte est

transformée en particules de très petite taille, troubles, grises ou rouilles,

qui ne peuvent être identifiées au microscope optique. Les grands plagioclases

sont transformés en microcristaux de kaolinite ou en particules troubles et

grises. Les pyroxènes sont remplacés par des substances rouilles. Les minéraux

opaques, lorsqu'ils sont altérés, sont translucides et de couleur rouge cerise.

Seule la partie supérieure de la couche d'argile bariolée, sur 0,5 à 1,5 m

d'épaisseur, a parfaitement conservé la structure du basalte. Sous l'argile

bariolée supérieure, à structure conservée, les fissures se multiplient. Dans

les morceaux séparés par les fissures, la structure se reconnait encore. Mais

du fait des fissures, les volumes ne peuvent plus être considérés comme con

servés dans l'argile bariolée elle-même. On a vu que ces fissures sont le plus

souvent subhorizontales et remplies de produits blancs ou parfois noirs.

Ces fissures, de 0,1 à 0,3 mm de large, sont garnies de revêtements

rouilles ou noirs, parfois de microcristaux jaune clair. Généralement ouvertes,

les plus étroites sont cependant souvent colmatées. Elles se terminent toujours

dans un pore arrondi dont la taille est comprise e~tre 0,1 et 3 mm. Les pores

peuvent être entièrement ou partiellement remplis de microcristaux, ou même

vides. Lorsqu'ils contiennent des cristaux, ceux-ci ont la disposition suivan

te : au contact des parois, ils sont orientés perpendiculairement à celles-ci,

- 41 -

à l'intérieur, ils ont une disposition quelconque. Ce qui est remarquable,

c'est que la roche altérée, située entre les pores et les fissures, a conservé

la structure du basalte. La formation de ces pores et fissures n'a donc pas

entraîné l'effondrement de la structure originelle de la roche. Le nombre de

fissures et de pores augmente avec la profondeur de telle sorte qu'à une cer

taine profondeur, les zones à structure conservée se limitent à des nodules

inclus dans une matrice microcristalline sans structure particulière. Plus

en profondeur encore, les reliquats à structure conservée disparaissent com

plètement.

- Principaux constituants et estimation des quantités

L'argile bariolée est principalement constituée de minéraux de la

famille de la kaolinite. Elle contient parfois aussi de la gibbsite, mais tou

jours en quantité faible (moins de 5 %). Il est possible de calculer les te

neurs en kaolinite et en gibbsite, à partir de l'analyse chimique totale.

8n effet,

• la roche est entièrement altérée,

• les seuls minéraux secondaires contenant de la silice ou de

l'alumine sont la kaolinite et la gibbsite,

• la silice amorphe n'existe pas et l'alumine amorphe est négli

geable (1 % en moyenne).

Les analyses chimiques, les teneurs en kaolinite et en gibbsite

des échantillons d'argile bariolée ont été portées sur les tableaux IX et X.

le tableau IX concerne les argiles bariolées à structures conservées, le

tableau X les argiles bariolées à structures non conservées. Dans les deux

cas, les teneurs moyennes en kaolinite et gibbsite sont identiques (69 % de

kaolinite, 2 % de gibbsite) et un rapport silice sur alumine égal à 2,05.

- Autres constituants

L'argile bariolée contient de plus de la goethite, du fer amorphe

(5 %) et des traces d'alumine amorphe ( 1 %). Etant donné la présence en gran

de quantité dans cette argile de minéraux de la famille de la kaolinite mal

cristallisés, il n'a pas été possible de s'assurer de l'existence de goethi

te alumineuse ni même d'hématite.

- Observation au microscope électronique

Les minéraux de la famille de la kaolinite se présentent de deux

façons

• des plaquettes pseudo-hexagonales de kaolinite de 0,2 à 0,3 ~

de diamètre,

• des tubes d'halloysite et de metahall.ysite de 0,3 à 4 J\ de l.n-

gueur.

9681

9655

33,4

29,2

27,4

26,4

0,44

1,01

o

o

21,1 0,27: 3,34

27,2 : 0,34 3,99

o

o

0,05

0,06

o

o

70 : 362 : 215: 32 : 0

170: 452 : 338 : 107: 30

o

o

113: 34

235: 41

35 :12,14: 98,24: 72

68 :12,14:100,46: 63 3

2,04:1,35::

1,87:1,27:

9651 31,9 29,3 0,53 o 20,0 0,36 2,66 0,06 0,09 o 44 : 283 : 233: 44 8 o 84 25 79 :13,75: 98,70: 69 4 1,87:1,26:

9741 27,5 25,9 o o 27,0 0,28 5.52 o o o 43 291: 273: 56 165: 0 22 32 82 :12,19: 98,56: 59 5 1,80 : 1 ,24:

..9718 34,0 157: 35

9656 34,4 25,6

26,1

0,54

0,97

o

o

24,8

21,1

0,21

0,26

3,14

3,82

0,05

0,07

0,05

0,07

o

o

76 346: 239: 34

145 : 386 : 151: 51

13

o

o

o

53 28 73 :11,23:100,06: 74

59 :12,30: 98,87: 73

5

4

2,28: 1 ,23:

2,21 :1,21:

9683 28,5 23,8 0,80 o 30,8 0,17 4,35 0,06 0,39 149:238:363:130: 25 15 o 133: 41 84 :10,68: 99,58: 61 2 2,04:1,17:

11 270 : 277 : 129: 36

9752

9637

9666

9739

35,4

34,7

32,4

32,8

28,8

27,0

27,1

26,7

0,28

0,49

0,24

0,30

o

o

o

o

21,1

21,0

22,0

22,9

0,13

0,25

0,10

0,32

3,66

3,22

3,41

3,72

o

o

o

0,05

o

0,05

o

0,07

o

o

o

72 328: 55 : 14

38 344: 223: 72

45 392 : 227: 27

o

13

34

o

o

o

o

o

21 : 32

127: 36

131: 34

167: 35

28 :11,18:100,61: 76

79 :12,52: 99,23: 75

61 :12,70: 98,05: 70

22 :12,42: 98,31: 70

o

2

o

2,09:1,15:

2,18:1,15: 1

: : ~2,02: 1,15: 1\)

12,09 :1,14:

: 9640 31,5 25,9 0,56 o 26,1 0,27 3,12 0,09 0,27 o 82 : 283 : 323: 61 201 o 62 24 108 :11,40: 99,26: 67 2 : 2,07 : 1 ,13:

9639 34,9

9641 31,3

9667 33,9

9682 : 32,1

: 9668 31,9

: 9673 29,7

28,2

25,1

26,2

27,6

27,3

26,9

0,51

0,55

0,36

0,59

0,43

0,30

o

o

°o

o

o

19,2

27,3

23,3

23,5

22,6

26,7

0,41 2,76

0,43 3,15

0,16 : 2,98

0,46 : 3,91

0,25 3,65

0,17 4,27

0,05

0,06

o

o

0,14

o

0,07 0

0,19 0

0,10: 0

0,05 34

0,10 0

: 0,06 0

54 : 369: 189: 60:

43 : 291 : 273: 56: : :

33 : 330: 130: 13:

81 : 450 : 108: 18:

32 : 520: 121: 29

45 : 408: 111: 21

7 0:

165: 0

15 0

o 0

19 0

o 0

., .39 33 66 :13,00: 99,01: 75

:22 32 82 :11,67: 99,76: 68

: :92 27 45 :12,17: 99,22: 73

:105: 45 41 :12,36:100,51: 69

:o : 43 1 87 :12,62: 98,92: 69

:110: 34 47 :12,26:100,43: 64

: 2,11 :1,11:: :: 2,11 :1,11:

:4 : 2,19 : 1 , 10:

1 1

2 1,97 : 1,10:

1,97 : 1,10:

4 1,87 :1,04:

MOY. 32,1 26,7 : 0,49 o 23,8 0,27 3,59 0,04 0,09 o 88 : 360 : 193: 42:

38 o 95 34 64 : 12,15::

: 69 2 2,04 :1,16:

Yaol Icaolini te gibbsite ~ : densité ap~arente. * pchantillons ~rélevé au contact du basalte sain.

TABLEAU IX - Echantillons d'argile bariol~e à structure conserv~e. Compositions chimiques et minéralogiques.Rapports silice sur alumine. Densit~s apparentes.

1 % p.p.m. %1 1 1

2.21:

2.29:2

3

110:12,48: 98,74: 721

164:12.441 99,55: 7031

3154

60oa0,42 1 3.11 125,2o24,7 1 1.11:10 391: 32.5

1 1 : perte: : Si02 ~~ch. 1 Si0

21 AlOI HgO CaO 1 Fe20

31 Mn

30

4: Ti0

2Na20 1.20 Sr 1 Ba V Ni Co: Cr B Zn 1 Ga Cu 1 à somme: l Gi.Al a .

1 1 2 3 1 : 1 1 : : 1 1 1: : 1 1 1 : : 1000 1 : : 1 2 3:------I------;-------------ï------ï------ï------ï------ï------ï------ ----ï----ï----:----:----:----ï----ï----ï----ï----:-----ï------:----:----:-----I110 386: 30.3 26.2 0.39 1 0.5: 27,0 1 0,43 1 3.72 1 0 1 0,13 a 1 37 1 2821 222: 38 99 1 a 33 25 77 111,76:100.5 : 61 3 1.9511 1 1 1 1 1 1 Il 1 1:10 387: 28.2 25.2 0,29 1.0 1 27,8 0,25 3,53 1 a 1 a a a 242: 178: 30 72 a 18 1 32 53 :12,34: 99.30: 62 1,87:1 1 1 1 III 1 1 1:10 388: 29.0 25.4 0,31 a 1 27,4 0,27 3.59 0 1 0 0 26 1 324: 281: 50 206: 0 105: 41 140:12,47: 98,61: 62 1,94:1 1 • 1. 1 •• Il 1 •

:10 389: 31.2 25,3 0,92 0 1 25,2 0,38 3,36 0 0.11 0 183: 427: 534: 94 166: 0 25 1 32 114:12,62: 99,19: 67 2 2.09:r 1 1 1

:10 390: 33.4 24,9 1,19 0 23,2 0,37 2.95 0 0.17 0 1281 238: 290: 96 1341 01 1

a 1 1511 2461 369: 102: 196: 0:

:10 392: 32.6 1 26,3 1 0.43 o 23,4 0,19 3,..4 o 0.09 o 52 1 302: 124: 35 o o 20 27 33 :12,67: 99,28: 70 o 2,04:

:10 400: 33.0 24,9 1 0,97

110 396: 30.9 1 26.8 0,59

:10 397: 32.6 26,2 0.53

o

o

o

24,7 1 0,22

24,4 0.26

24.7 0,17

3,76 1

3.85

3,93

o

a

a

0.57

0.40

0.94

a

a

o

51 1 2921 80 331

98 203: 67 35:

53 3031 1231 48

o

a

a

o 68 37: 45 :11.691 99.17: 661

a 22 1 32 33 :10.83: 99.07: 70: 1

o 54 32 37 :10.50: 99,13: 71

4 1 1.95:

a 2,10:

2 2,20:

22,7 0.10: 3,52

1 25,9 1 0.11 4,14

22,4 0,25

1

.blA)

2,04:

2.04:1

1,891

a 1 2.041

3 1.87:

3 1,87:

2 2,21:

o 2.04:

98.70: 70

99,70: 691

98,38: 69

99.35: 62 :

37 :12,8811 1

37 113,2211 1

53 113,031: :

41 :12,38:

51 :10.841 99.86: 71 ::

56 :12,22: 99,28: 711

30

32

30

31

54

58

16 : 34 : 17 :12,89::

29 113,08: 99,71: 69:

99.05: 7025

19

32 1 301

108: 371

90 1 31a

o

o

a

o

o

a

oo

o 1

o

o

a

o

a

10

2921 67 1 111 1

334: 91 1 21: :

4561 1061 911 1

4471 2391 901

520: 1521 82

2711 104: 571

4121 87 79

489: 64 15

o 43

a 79

a 41

13 83

14 70 1

1

a 12011

45 233:1

a : 238:0.42

0,30

0.08

0,13

0,12

0,19 1

0.73

a

o

o

a

o

a

a

o

3,66 11

3,25 11

3,73 11

3,48 1

3,54 1

4.03 1

0,41

0,33

22,1 0,30

22,3 0,14

24.4

21.9

a

o

o

o

o

o

o

o

1,07 1

0.49

0,42

0,55

0,43

0,61 1

0,49

27,5

26,7

25,4

27.2

26,91 1

1 28,2 11 11 26,2 11 1

1 26.7 1

:10 4101 32,51

110 4111 32, 11 1

110 4121 31,91

110 4131 32.5

:10 409: 32,3

: 10 408: 29.0

: 10 402: 33.1:

1

: 10 401: 33,0

1 2,211:

3 1 2.171

2 2.06:

98,80: 721

56 111.3511 •

66 112,20:1 1

19 30

53 31a

aa

o 1 24,1 0,26 3,51 1 a 0,24 a 99 3371 180: 55 1 Ao;1 1 1

1 0,55 a 1 24,4 1 0,19 3,27 1 0 0,09 0 54 3541 1201 35 1• : 1: 1 1

1 0,69 a 1 24,6 1 0,21 3,40 1 a 0,28 123: 243: 2761 1061 25 1 a 0 40 1 23 40 :11,02:101,05: 73 11 1 1 .111 1 1

moy. 1 32,0 26.21

9 638: 30,6 25,8

9 6841 34.1 26,71

9 6691 33,4 25,6

•

1 9 657: 35,6 1 27,6

•

: 1.86 0,4 1 22,7 1 0,16 3.22 1 0.09 0,08 a 1081 380: 3871 78 1 92 0 168: 32 153:14,02: 98,86: 66 2 2.171l------:-------l:-----.lI'----+_----1-I---II----+------III----+-----1---f_---a-----11----lII----.lI'---+--_---C----1---l-------l:------=-_----I__..L__1

1 1,00 0 1 20,8 1 0,33 2,77 1 0,05 0,37 0 77 327: 170: 68 1 14 0 75 32 83 :11.58,100,18: 77 2 1 2.19:• 1 1 1 1.1

K kaolinite Gi: gibbsite.TABLEAU.X - COmposition chimique et min~ralogique des ~chantillons d'argile bariol~e à structure non conserv~e.

Echantillons class~s par profil, et à l'int~rieur de ceux-ci en fonction de la profon4eur.

- 44 -

Le tableau IX donne dans sa ligne inférieure la composition chi

mique moyenne des argiles bariolées à structure conservée. Le tableau X don

ne cette composition pour les argiles bariolées à structures non conservées.

Ces deux compositions comparées au tableau XI sont très voisines.

- constituants majeurs exprimés en pourcentages

: arg;le constituants 1 SiO lAI 0 1 MgO C O:F O:M 0 1 T'O : NO: IC 0... 2 2 3 a •• e2 3. n 3 4·. ~ 2·. a 2 ". 2: b . lé ::: •

ar~. e:--------------------.-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:-----:à structure censer-:vée 32,1 26 7 : 0 49 :, . , .. . o 23 8 : 0 27 1 3 59 1 0 04 : 0 09 :'.'.t.'.' .. . . . .à structure nonconservée

32 0: 26 2 : 0 70: 0': ': ' :

24,1 0,26: 3,51 o o 24 :, 1

- éléments traces exprimés en p.p.m.

: argile Sr Ba V Ni Co Cr B Zn Ga Cu•bariolée ----:----:----:----:----;----:----:----:----:----::-------------------

à structure conser-: 0 88 360 : 193 : 42 38 0 95 34 64vée :

à structure non 337 :.

0 99 180 • 55 45 0 53 31 66c.nservée : :

Tableau XI - Composition chimique moyenne de l'argile bariolée àstructure conservée et de l'argile bariolée à structure non conservée.

Ceci confirme les observations de terrain et du microscope. L'ar

gile bariolée sans structures conservées dérive de l'argile bariolée, à struc

ture conservée. Il y a un réarrangement sous l'influence d'une fissuration

croissante. Ce réarrangement a fait perdre la structure de la roche mère d'o

rigine mais a maintenu la composition chimique de l'argile bariolée à struc

ture conservée, On est donc en droit de dessiner une filiation: basalte --+

argile bariolée à structure conservée ~ argile bariolée sans structure.

Les deux altérites obtenues sont de compositions chimiques voisines et contien

nent environ 32 1 de silice, 27 % d'alumine, 24 %de Fe2

03

et 3.5 %de Ti02

,

- 45 -

5. !~~~~~~~~~!~~~_~~_~~~~!!~_~_~~~~!~_~~~~~!~~

La composition chimique moyenne du basalte sain a été donnée pré

cédemment au début de ce chapitre. Elle est rappelée ici.

- Constituants majeurs et perte au feu exprimés en pourcentages

:_~0_~~~=~~~~_~:~_:_~~~_:~~~~~~~~2~~:_T_~~~:_~~0_:_~g~_~_!~__~ 50, 06 ~ 15, 71 ~ 5, 00 ~ 8, 84 ~ 12,88 ~ 0, 19 ~ 2, 12 ~ 2, 92 ~ 0, 70 ~ 1,03 ~

- Sléments traces exprimés en p.p.m.

Sr Ba V Ni Co Cr Zn Ga Co Pb Sn: : : : : : : 1 :

---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----264 ~ 578 : 234 ~ 93 : 56 : 0 : 105 ~ 13 : 50: 1 : 2

Tableau XII - Composition chimique moyenne du basalte sain.

Les résultats obtenus par l'application du raisonnement isovolumé

trique sur les échantillons d'argile bariolée à structure conservée sont por

tés sur le tableau XIII.

- Tous les constituants, exceptés le gallium, sont lessivés en plus

ou moins grande quantité.

- Le calcium, le sodium, le strontium, le magnésium, le potassium

et le baryum sont entièrement ou presque entièrement éliminés.

- La silice est lessivée (73 % en moyenne).

- l'alumine, le fer, le titane et le vanadium sont lessivés dans

des proportions voisines: 30 %, 22 %, 29 ~~ et 33 %.

- Le manganèse, le cobalt, le zinc et le cuivre présentent des les

sivages moyens compris entre 45 et 70 %'- Le gallium présente des gains variables d'un échantillon à l'autre.

Pour étudier la manière dont évolue l'argile bariolée en fonction

d'une altération croissante, on a choisi de classer les échantillons par or

dre de densité décroissante. ~n effet, le raisonnement isovolumétrique montre

que la transformation du basalte en argile bariolée ne comporte jamais de gains,

sauf pour des quantités négligeables de gallium. Il est donc légitime de con

sidérer que l'ordre d'altération croissante est l'ordre des densités de plus

en plus faibles. Ce classement par densité décroissante concerne des argiles

1 1 Si02 : p~rt~ :

~ch. '. Si02 :. Al20 3 :. MgO .: CaO : Fe20 3 :. Mn304 :. Ti02 Na20.. [20 .: Sr : Ba.. V • Ni .' C••' Zn .' Ga Cu: [a.l: Gi : AlO : de• ..: : : 2 3: mat. :------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- --- ----- ------: : : : : :: :: III::: ::::

9681 - 69 1 - 17 - 96 -100 1 - 27 - 49 - 23 -100 1 - 71 :-100:- 93:- 23: - 5:- 70:- 471+ 33:- 54: 72 2,04: 511 : 1 1

9655 - 74 : - 21 - 91 -100 + 4 - 26 - 12 -100 1 - 99 :-1001- 82: - 7:+ 27:- 16: - 41+ 35:- 41: 63 3 1,87: 54

26 : - 95 1 -100

9651

9741

9656

- 71

76

70

1 - 2~

27

- 94 -100

-100 -100

- 22

- 13

- 8

- 18

- 35

54

45 - 99

+ 14 : -100

33 99

- 93 :-100:- 96:- 471 + 8:- 66:- 71:- 23:- 35: 69: :

- 81 :-100:- 98: - 7:- 54:- 82:- 58:+ 31:- 50: 59: 1

96 :-100:- 92:- 15:- 13:- 74:- 79:- 11:- 38: 74

4

4

4

1,87:

1,80:

54

55

55

9718x: 71 : - 27 90 - 96 - 28 - 38 27 - 99 - 97 :-100:- 88:- 29: - 7:- 56:- 42: + 2:- 62: 73 4 2,21:" 56

9683 - 77 - 37 - 94 -100 - 8 - 71 1 - 13 : - 99 - 80 :-100:- 79:- 33:- 50:- 80:- 461+ 40: - 5: 61 2 2,04: 581

9752 - 71 : - 28 1 - 97 -100 - 44 - 74 - 35 -100: -100 :-100:- 97:- 45:- 59:- 88:- 901 - 1:- 79: 76 0 2,09: 581 : 1

9637 71 - 32 - 96 1 -100 1 - 26 - 30 - 37 -100 - 97 :-1001- 98:- 47: + 6:- 46:- 68:- 24:- 48: 75 2 2,18: 581

9666 - 74 - 28 - 98 -100 - 31 - BO - 31 -100 -100 :-100:- 96:- 24:- 28:- 83:- 571+ 261- 36: 70 2,02: 581 : 1

9739 : - 73 - 31 - 98 -100 - 32 - 31 --30 1 - 99 - 97 1-100:- 891- 59:- 50:- 761- 311- 17:- 83: 75 2,09: 591 1

9640 - 74 - 36 - 96 -100 - 10 - 27 - 40 - 99 - 81 :-100:- 951- 58:+ 51:- 551- 841- 50:- 31: 67 1 2 1 2,07: 5911111

9639 - 72 - 30 - 96 -100 - 35 : - 30 - 47 - 99 - 95 1-1001- 971- 47:- 131- 571- 90:- 321- 58: 75 0 1 2,11: 601 III 1 1 III

9641 - 75 - 38 : - 96 -100 1 - e 1 - 50 - 40 1 - 91 - 80 1-1001- 971- 58:+ 261- 601- 951- 341- 48: 68 2,221 601 1:: 1 III 1

9667 - 74 - 33 1 - 98 -100 1 - 30 1 - 67 - 43 -100: -100 1-1001- 971- 391- 611- 921- 711 - 4:- 55: 73 4 2,19: 601 Il: 1111: 1

9682 - 76 - 32 - 96 -100: - 34 - 26 - 26 -100 - 98 :-1001- 931- 221- 611- 87:- 60'+ 441- 561 69 2 1,97: 60: 1 : 1 1 1

9668 76 - 30 - 97 -100: - 32 - 50 1 - 29 - 98 - 93 1-1001- 981 - 41- 63:- 821- 871+ 52:- 131 69 1,97: 60: 1 1

9673 - 78 1 - 37 - 98 1 -100 : - 26 - 67 - 27 -100 - 97 1-100:- 96:- 30:- 55:- 87:- 521+ 141- 56: 64 4 1,87: 621 1: 1 1

moy. - 73 : - 30 - 96 1 -100 1 - 22 - 46 - 29 - 99 - 92 :-1001- 931- 331- 22:- 70:- 63: + 4:- 46: 70 2 2,041 591 1

x échantill.n p~levé au contact du basalte sain. Kaol : kaolinite ; Gi : gibbsite.

TABLEAU XIII - Bilan de l'altération du basalte en argile bari.l~e (rais.nnement is.~lumétrique :en % de la quantit~ initiale du censtituant). Echantillons class~s en f.ncti.n desdensit~s d~creissantes.

- 47 -

bariolées dont les densités se répartissent de 1,35 à 1,04. De la transforma

tion initiale entre le basalte et une argile à 1,35, on ne connait que le ré

sultat. Les étapes sont insaisissables, puisque l'altération se fait sur une

distance d'environ 1 mm. Les résultats obtenus par le raisonnement isovolumé

trique donnent les pertes ou les gains éventuels au cours de l'altération crois

sante. Ces résultats sont représentés sur sept graphiques portés sur les fi

gures 19 à 25.

Sur chaque graphique on a porté :

- en abscisses, les densités décroissantes des 18 échantillons

d'argiles bariolées.

- en ordonnées, les pertes (ou les gains) de matière pour chaque

constituant de chaque échantillon.

La liste des sept graphiques est la suivante (fig. 19 à 25).

"'ig. 19 Silice, alumine et rapport silice sur alumine.

~ig. 20 Fer

Pige 21 Titane

t:'ig. 22 l'1agnésiuml:'0 23 Manganèse. 19.

l:'0 24 Galliurr,. 19.

l:'ig. 25 Vanadium

Le tableau XIV montre le comportement des constituants au cours

de l'altération croissante des argiles bariolées. Tous les constituants pré

sentent des pertes croissantes, exceptés le titane dont les pertes sont cons

tantes t- 30 %) et le gallium qui présente des gains faibles et constants

(+ 5 %). Les pertes de la silice passent de 70 à 80 %, de l'aluminium de 20

à 40 ~, du fer de 10 à 30 %, du manganèse de 30 à 60 %, du vanadium de 20 à

40 o~, du cobalt de 60 à 80 ,~, du magnésium, du baryum et du potassium de 90

à 100 o~.

Le calcium, le strontium et le sodium ont été entièrement éliminés dès le dé

but de l'altération.

Le tableau XIII montre qu'au cours de l'évolution de l'argile ba

riolée le rapport SiO~A1203 reste constant et voisin de 2, tandis que sili

ce et alumine diminuent. Ceci nous montre que nous restons au statut minéra

logique de la kaolinite mais que celle-ci diminue. On peut interpréter ceci

de deux façons.

a) Dissolution de la kaolinite. Evacuation de la silice et de l'a

lumine en solution. Une partie de ces oxydes se recombinent en chemin et gar-

- 48 -

nissent les pores. Le reste est évacué. Cette première possibilité ne peut

être intense, car l'alumine est tellement moins soluble que la silice, que

la gibbsite devrait très vite apparaître puis s'accumuler. Or le maintien

du rapport SiO~A1203 l'interdit et l'examen microscopique ne le montre pas.

b) Migration de la kaolinite à l'état particulaire. Comme il a été

observé par BOCOUIER et NALOVIC (1972) ainsi que par BOULANGE, PAQUET et BOCOUIER

l1g75). Une partie de ces particules s'arrête en chemin et garnit les pores,

puis de reprise en reprise une autre partie est évacuée. Ainsi s'expliquent

à la fois la permanence du rapport à 2 et les aspects visibles au microscope.

Cette étude sur l'argile bariolée permet quelques conclusions.

L'argile bariolée essentiellement constituée de minéraux de la famille de la

kaolinite évolue par ~erte de kaolinite. Seit par dissolution, soit plus vo

lontiers par migration à l'état particulaire, ces départs entraînent la for

mation de fissures et de pores. Une partie de la kaolinite peut se trouver

piégée au passage dans ces fissures et ces pores, mais le bilan général cor

respond à une perte en silice et en alumine, avec maintien du rapport silice

sur alumine et à un effacement des structures héritées du basalte.

0 1,35 1,30 1,25 1,20 l , 15 1,10 1,05 1,000 J_ I 1 « , , ,

<- 10 densité des

échantillons••- 20 • •• •- 30 • •• •• (0• • •- 40

- 50

- 60

- 70 • • • •• • • 1• • • • @• 1

1 .f.>-I • • \0- 80

- 90pertes

Si02

®A1

20

33

• • • •• • • •2- • • • • • •• 1• •1,35 1,30 1,25 1,20 l , 15 l , 10 1,05 1,00

(

évolution de l'argile bariolée densité des) échantillons

Figure 19 - Evolution de l'argile bariolée.

0 Perte de silice et d'alumine ® Rapport silice/alumine desdans les échantillons. mêmes échantillons.

gains 1,35 1 30 • 1,25 1 20 1, 15 1,10 1, 5 1,000

f-_.--

• • • densité des- 10 •• échantillons- 20 • • •• •- 30 • •• •• •- 40 •- 50

pertes évolution de l'argile bariolée)

Figure 20 - Evolution de l'argile bariolée. Gains ou pertes de fer dans les échantillons.

VIo

gains+ 10

o

- 10

- 20

- 30

- 40

- 50

1,35

•

1,30

•

1,25

•

•

1,20

•

1, 15

••• •

1,10

••

• ••

1,05

•

1,00

(

densité deséchantillons

pertes évolution de l'argile bariolée)

Figure 21 - Evolution de l'argile bariolée. Gains ou pertes de titane dans les échantillons.

1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 1, la 1,05 1,00. . . , 1a(

- la densité des• échantillons- 20

• • • •- 30 • •••- 40

• •- 50•

- 60

• •- 70 • •- 80 •

pertesévolution de l'argile bariolée

Figure 22 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes de manganèse.

- 80

- 90

-100

1,35

•

1 30

•

1,25

••

•

1,20

• •

5

f •

110 1 05

•

a

.densité deséchantillons

pertesévolution de l'argile bariolée

>

Figure 23 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes de magnésium.

gait}s+ ::>0

+ 40

+ 30

+ 20

+ 10

o

- 10

- 20

- 30

•

•••• •

•

•

1,35 1,30 1,25 1,20 1, 15 1,10 1,05 1,00•

••

• •••

(


- 40

- 50

pertes•évolution de l'argile bariolée

)V11\)

Figure 24 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes ou gains de gallium dans les échantillons.

•


c1,001,30 1,25. 1,20 1, 15 1,10 1,05•

••

• ••

••• • •

• •

évolution de l'argile bariolée------ ------ )

1, 35'

•

o r-- ----L.. ---''- --L- ----<l'- ...I- ----I. ....I...- ---L _

- 10

- 20

- 50

60

- 30

- 40

pertes

Figure 25 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes de vanadium dans les échantillons.

- 53 -

----------~4 -80

:~Yelutien dans la ceuche d'argile bariolée :

: ) :---------------------------------------------------------------: - 70

:: censti tuants:

:-----------4'4 -40

: :---------------------------------------------------------------·• - 20

----------~~- 30

··---------------------------------------------------------------·• - 10

--------------J~-60

··---------------------------------------------------------------·• - 30

··---------------------------------------------------------------··: - '30 ---------------- - 30··

v

··---------------------------------------------------------------· .• - 20 •

-----------..i~ - 40

Ce

··---------------------------------------------------------------·• - 60-----------...J-j -80

··---------------------------------------------------------------··Ga ~+5------------------- + 5

··---------------------------------------------------------------·MgO • - 90 ~

K20, Ba ~ - 100 :

CaO··---------------------------------------------------------------··

- 100 ---------------- - 100

Les pertes et les gains sent exprimés en peurcentages par rappertà la teneur du constituant dans la reche-mère, les prenières pr~

d~es du signe -, les secendes du si~e +.Les flèches indiquent le sens des variatiens au ceurs de l'~velu-

tien de l 'argile bariel~e : - 70 t t· d t~ _ 80 augmen a 1en es per es

TABLEAU XIV - Evelutien géechimique de l'argile barielée.

- 54 -

C - COMPARAISON DE LA GEOCHIMIE DU PAIN D'EPICES ET DE CELLE DE L'ARGILE

BARIOLEE

Dans les deux faciès d'altération étudiés, pain d'épices et argile

bariolée, la silice est très lessivée et son lessivage augmente avec l'alté

ration croissante. Mais c'est seulement dans le pain d'épices que la désili

cification peut devenir totale. Le comportement de l'alumine est très diffé

rent, dans les deux faciès.

- Dans le pain d'épices, l'alumine est partiellement évacuée \ 10

à 15 %) et seulement en début d'altération. L'alumine peur sa plus grande part

reste dans le pain d'épices, eù elle cristallise seus ferme de gibbsite.

- Dans l'argile bariolée, la perte en alumine augmente avec l'al

tératien et cette alumine quitte le produit de l'altération.Le couple silice-alumine a donc un double comportement.

- Silice et alumine sont séparées dans le pain d'épices par une dé

silicif;~atien croissante, qui provoque la dissolution de la kaolinite avec

concentration relative de gibbsite. d l' '1 b 'léans arg1 e ar10 e- Silice et alumine sent jumelées, soit en restant sur place sous

ferme de kaelinite, soit en étant exportées, dans des proportions telles, que

le rapport silice/alumine reste constant.

Le fer n'est pas lessivé dans le pain d'épices. Par contre, il l'est

dans l'argile bariolée eù son lessivage augmente avec l'altération. Le manga

nèse présente un lessivage impertant et constant dans le pain d'épices, un les

sivage plus faible mais qui augmente avec r'évolution dans l'argile bariolée.

Le titane présente, dans le pain d'épices un lessivage qui diminue avec l'al

tération croissante, s'annule puis passe à des gains; dans l'argile bariolée

le lessivage est constant. Le vanadium suit l'alumine dans le pain

d'épices et dans l'argile bariolée: dans le premier faciès, sen lessivage di

minue avec l'altération, dans le second, son lessivage augmente. Le gallium pré

sente des gains constants dans le pain d'épices et dans l'argile bariolée, mais

plus importants dans le premier faciès que dans le second. Lè calcium, le sodium

et le strontium sont totalement éliminés dès le début de l'altération dans les

deux faciès. Le magnésium, le petassium et le baryum sent presque entièrement

éliminés en début d'altération, entièrement éliminés dans les deux faciès en fin

d'altération.

Ce qui différencie principalement le pain d'épices de l'argile bariolée,

c'est le double comportement du couple silice-alumine au cours de la progression

de l'altération; silice et alumine sont séparées dans le premier, jumelées dans

le second.

- 55 -

II - LA CUIRASSE ET LES FACIES ASSOCIES

A - DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES

Des études concernant le cuirassement de la région située entre

Farafangana et Vangaindrano ont été effectuées par différents auteurs : LACROIX

(1923), SEGALEN (1957), HOTTIN et MOINE (1963) et ELJXELBOOM (1964).

1. LACROIX indique que les cuirasses de cette région sont des latérites ferrugi--------

neuses, fistuleuses, fossiles, épaisses de 1 m. En voie de destruction par l'éro-

sion, elles sont d'age inconnu, mais antérieur au creusement des vallées. Sous

ces cuirasses on observe une couche argileuse, riche en concrétions non cimen

tées, épaisse de 2 m. Cette couche repose sur des argiles latéritiques de 8 à

10 m d'épaisseur qui passent en profondeur au basalte.

2. ~~~~~~~ précise la place de ces cuirasses et argiles dans le paysage et ana

lyse ces formations. Les cuirasses occupent des plateaux de faible étendue. Elles

ont l'aspect d'une véritable dalle composée ~e gros blocs horizontaux jointifs.

Les blocs disjoints sont rares sur les pentes, même quand celles-ci sont déboi

sées. Peu épaisses, elles sont de couleur très sombre et parfois noire, très va

cuolaires et caverneuses. Elles contiennent généralement de fortes teneurs en

fer (60 à 70 % de Fe203

) et de faibles teneurs en alumine (10 à 15 %de A1203).

L'un des échantillons analysés fait exception, il contient une quantité. moyenne

de fer (30 %de Fe203

) et une quantité d'alumine assez forte (40 % de A1203 ).

La cuirasse présente par rapport aux faciès développés sous elle, un enrichisse

ment en fer important. Enfin, la cuirasse est plus riche en fer que les concré

tions et celles-ci plus que la terre fine.

Les concrétions constituent un niveau de 30 à 80 cm d'épaisseur qui se

situe toujours dans la partie s~perficielle des profils. Ceux qui renferment des

concrétions en grande quantité s'observent toujours sur les pentes moyenne à for

te. En terrain plat, les concrétions sont souvent remplacées par des blocs qui

passent à la cuirasse caverneuse. Ces concrétions ont une taille très variable,

entre 1 à 2 cm, et 1 à 2 dm. De forme contournée mais non sphérique, elles ne

se cassent pas en écailles concentriques. Elles sont noires à l'extérieur et

rouge sombre à l'intérieur.

3. !!~!~~~_~~!~ ont étudié' les formations cuirassées situééS, d'une part sur

les hautes surfaces structurales (altitudes de 80 à 150 m), d'autre part sur la

haute pénéplaine (altitude moyenne de 60 m).

- 56 -

- Sur les hautes surfaces structurales, les formations latéritiques

sont peu épaisses, de l'ordre de 5 m. La cuirasse suit les formes de relief et

est très discontinue dans les zones déchiquetées, plus continue sur les pla

teaux. Le profil pédologique, décrit de la surface vers la profondeur, est le

suivant :

• gravillons,

• cuirasse vacuolaire rouge à résidus argileux jaunes dans les vacuoles, leca

lement sur les bordures des plateaux, la cuirasse devient massive jaune ou

rose souvent litée (épaisseur 1 m),

• latérites pulvérulentes contenant en proportions souvent supérieures à 50 %des blocs centimétriques de basaltes latéritisés à structure conservée,

• argiles jaunes (10 à 20 -cm d'épaisseur),

• basaltes absolument sains.

Le niveau hydrostatique se situe généralement à quelques décimètres

sous la cuirasse. La cuirasse est constituée de blocs décimétriques de basalte

latéritisé cimentés par une roche vacuolaire, ce qui lui donne un aspect bré

cho!de. Les horizons cuirassés se sont formés par accumulation d'hydrates au

tour de blocs dérivant de l'altération directe des basaltes. Les horizons si

tués sous la cuirasse sont constitués de latérites pulvérulentes contenant moins

de 2 %de silice. Les blocs de cuirasse et de basalte latéritisés ont des te

neurs en alumine qui approchent 40 %, les teneurs en silice sont très faibles.

Sur la bordure des plateaux, ces latérites ont des teneurs en alumine plus for

tes, elles atteignent 50 %. Les cuirasses l~téritiques du plateau d'Ankarana

ont des teneurs en alumine assez faibles dans la partie centrale (27 %), plus

fortes en bordure (50 %). Les auteurs estiment que l'enrichissement en alumine

sur la bordure du plateau, est dG à l'élimination du fer dans des conditions

de bon drainage.

- Sur la haute pénéplaine on observe aux altitudes 60 et 100 m, des

petites surfaces de 1 km2, planes, à cuirasse continue. Aux altitudes 30-40 m,

des plaques cuirassées sur des crêtes étroites viennent se raccorder aux bords

des plateaux. L'épaisseur des formations latéritiques est importante ; le ba

salte sain affleure seulement dans les vallées. Les cuirasses, peu épaisses

(1,5 *) sont vacuolaires et très ferrugineuses, elles contiennent 24 %d'alu

mine et 1,4 % de silice. Sur les bordures des plateaux, elles sont plus alumi

neuses, la teneur en alumine atteint 50 %. Sous ces cuirasses, comme sous cel

les des hautes surfaces structurales, on observe un horizon rouge pulvérulent

qui contient des blocs cuirassés et des blocs latéritisés.

- 51 ~

4. ~E~ s'est int6ressé aux matériaux qui recouvrent les différents pla

teaux 1 gravillons ferrugineux, concrétions bauxittciues et cuirasse. Tous les

plateaux sont couverts d'une couche de gravillons ferrugineux contenant parfois

des concrétions bauxitiques. Les gravillons ferrugineux sont des morceaux de

cuirasse non roulés. Les cuirasses ne garnissent qu'une partie des plateaux,

mais leurs· débris à l'entour preuvent leur extensien antérieure plus grande. La

cuirasse est généralement ferrugineuse, parfois bauxitique ; sa partie supé

rieure contient des gravillons et du quartz. La structure pétrographique du ba

salte reste souvent conservée dans la cuirasse. Celle-ci passe en profondeur à

des formations latéritiques ou bauxitiques de 3 à 5 m d'épaisseur qui contien

nent parfois des niveaux durcis, parfois des concrétions dures de bauxite.

L'essentiel des travaux sur le cuirassement dans la région de Fara

fangana-Vangaindrano se résume dans les points suivants.

- La cuirasse affleure sur de petits plateaux, relique d'une surface

ancienne d'aplanissement. Elle est en voie de destruction, et antérieure à la

période de creusement des vallées.

- La cuirasse est constituée de bancs peu épais (1 m environ) vacuo

laires et ferrugineux.

- La cuirasse repose sur des altérites pulvérulentes, qui contiennent

des blocs de basalte latéritisés à structure conservée. Ces altérites pulvéru

lentes passent au basalte sain par l'intermédiaire d'un horizon argileux.

B - LES COUPES

Cinq coupes numérotées 30A, 30B, 10-VI-13, 10-VI-20 et 17, entaillées

dans les cuirasses, sont étudiées. Leur localisation est indiquée sur la carte

de la figure 2.

1. ~~_~~E~_~~~ (fig. 11) correspond à un puits creusé sur un plateau de 40 m

d'altitude à travers la dalle ferrugineuse affleurante. Elle montre, du haut

vers le bas

- un niveau induré vacuolaire de couleur brun rouge de 1 m d'épais-

seur,

- un niveau constitué d'altérites meubles jaunes de plus de 3 m d'é

paisseur et contenant des petites couches indurées subhorizontales de 1 cm d'é

paisseur chacune.

Au microscope, le niveau induré ne montre pas la conservation de la

structure du basalte. Les vacuoles sont partiellement remplies de gibbsite. De

plus, quelques grains de quartz arrondis s'y trouvent prisonniers, apportés par

le vent des plages voisines.

- 58 -

cuirasse et altérites r Gi :Goe.AI: Gee He An:--------------------------:------:------:------:------:------:------:

niveau induré vacuolaire +++ + ++ ++ +

petites couches indurées +++ + ++ + +

altérites meubles préle-: vées à 1,5 m de prefondeur: +++ + ++ + +

. alférites meubles préle- .. .: vées à 3,5 m de profondeur: +++ + ++ + +

K : kaoliniteHe : hématite

GiAn

gibbsiteanatase.

Goe goethite Gee.AI goethite alumineuse

estimations semi-quantitatives + faible++ moyen

+++ beaucoup

TABLEAU XV - Composition minéralogique de la cuirasse et des altéritessituées sous elle.

cuirasse altérites Si02:AI203: MgO : CaO 1 1 1Ti02:

z--=2°

: perte:et · : Fe2°3: Mn304: Na20: · à · somme.· · · .· · : · · · · · 1000 :· · · · · · ·-------------------------- --"--- ----- ----- ----- ----- ----- ---- ----- ----- ----- ------· · . · · · · · · ·· · . · · · · · · ·niveau induré vacuolaire 2,1 20,7: ° ° 54,8: 0,08: 4,83: ° ° :17,69:100~0

petites couches indurées 0,3 20,0: ° ° 63,1: 0,08: 1,69: ° ° :15,18:100,3

altérites meubles préle- · 34 7: 38 2: o 06: 3 75: : 21 99:· 0,4 ° ° ° 0 99,1: vées à 1,5 m de profondeur: ' : ' : ' : ' : : ' :

. altérites meubles préle- · 32 4: 41 7: ° 15: 4 43: ~ 20, 36 ~ 100, 1

. · 1 , 1 ° ° ° 0: vées à 3,5 m de profondeur: ' : ' : ' : ' :

TABLEAU XVI-A - Compesition chimique de la cuirasse et des altéritessituées seus elle (constituants majeurs et perte aufeu exprimés en pourcentages).

- 59 -

cuirasse et altéri tes Sr : Ba : V Ni : Co : Cr : B Zn: Ga : Cu : Pb : Sn::--------------------------:---:---:---:---:---:---:---:---:---:---:---:---:

niveau induré vacuolaire a : 41 :588:21 . 4 : 334: 0 0 55 : 33 : 0 a.petites couches indurées a :106:161: 14 : 0 : 257: 0 0 6 · 18 : 0 0·altérites meubles préle- a 0 96 : 49 : 2 : 557: 0 0 34 : 28 : 0 0: v~elJ à 1, Sm de prtl>fendeur . .. . . .

. altérites meubles préle-25 : 386 ~ 64 : 10:437: 36 : 46 :

. a 0 31 0 0: vées à 3,5m de profondeur : : · .

TABLEAU XVI-B - Composition chimique de la cuirasse et des altéritessituées sous elle (éléments traces exprimés en ppm).

2. ~~_~~~~~_1~:§ (fig. 11), située à 50 m de la précédente, est observée en

tranchée à travers le plateau cuirassé et le versant qui joint celui-ci à la

vallée. Sur le versant, on observe les faciès d'altération formés sous la cui

rasse. Deux formations s'observent de l'amont vers l'aval.

- A l'amont, des blocs de cuirasse reposent sur des altérites jaunes

et meubles, elles-mêmes traversées de niveaux indurés, peu épais et subhorizon

taux.

- A l'aval et sous la couche précédente, se trouve une couche d'ar

gile bariolée à structure non conservée et contenant des nodules blancs de gib

bsite. En-dessous se trouve une argile bariolée, où l'on reconnaît les diacla

ses plus ou moins déformées de la roche mère.

Au microscope on voit que les blocs de cuirasse contiennent une gran

de quantité de grains de quartz arrondis. Les niveaux indurés des altérites jau

nes sont formés de pain d'épices. Les nodules de gibbsite sont formés de micro

cristaux, sans structure particulière : ils sont fissurés et présentent quelques

vacuoles. Enfin, l'argile bariolée de base, traversée par des diaclases, n'a

conservé la structure du basalte qu'imparfaitement: de nombreuses fissures gar

nies de microcristaux s'y observent.

- 60 -

cuirasse et altérites : 0 : K : Gi ~GOe.A1~ Goe : fIe : An------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------. . . . . . .. . . . . . .

cuirasse +++ ++ + +++ +

altérites meubles +++ + ++ +

nodules gibbsitiques + + ++ +++

argile bariolée à + + +structure conservée +++ +non

:argile bariolée traversée:les diaclases +++par

0 . quartz . Gi gibbsite Gee goethi te Gee Al : goethi te alumineuse ;. ,He . hématite ; An : anatase..

TABLEAU XVII - Composition minéralogique de la cuirasse et desaltérites situées sous elle (estimation semiquantitative cf. TABL. XV).

cuirasse et altérites Si02 ~A1203~ MgO CaO :Fe203~Mn304: Ti02 : Na2

0 ~ K20 ~pe~te~ somrne

: : : : : : : : : : 1000:------------------------- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ------: : : : : : : : : : :

:argile bariolée traversée:par les diaclases 31,3 ; 27,1

0,4 :48,9:0,10:7,32: 0cuirasse

altérites meubles

nodules gibbsitiques

argile bariolée àstructure non conservée

22, 1 : 8,9

6,0 :45,8

3,6 : 60,9

o

o

o

o

o

o

o

17,8 : 0,02 : 3,92: 0

3,0: 0 :0,88: 0

21 6 : 0 12: 5 57: 0t : ' : ' :

24 , 5 ~ 0, 10 ~ 4, 82: 0

0 : 12 , 72: 100 , 44 :

0 :24,94: 98,48:

0 : 31 ,56: 99,94:

a :12,20:100,76~

0 : 12,67: 100,49:. . .. . .

TABLEAU XVIII-A - Composition chimique de la cuirasse et desaltérites situées sous elle (constituants majeurset perte au feu exprimés en pourcentages).

- 61 -

cuirasse et altérites Sr Ba V Ni · Co Cr B Zn Ga Cu Pb Sn· · · · · · · · · · ·· · · · · · · · · · · ·------------------------- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- --- ----· · · · · · · · · · · ·· · · · · · · · · · · ·cuirasse 0 0 667 : 12 10 159 : 0 27 · 64 15 0 0·altérites meubles 0 24 389 : 22 31 45 · 0 119 : 29 14 0 0·

nodules gibbsitiques 0 103:221: 0 0 114 : 0 0 0 6 0 0

argile bariolée à11 76 344 : 38 20 40 0 39 33 55 0 0structure non conservée

:argile bariolée traversée:0 20 ~ 441 34 3 34 0 15 43 33 0 0par les diaclases

K . kaeUnite G gibbsite ; Gee Al . goethite alumineuse Gee . geethite. . .He . h~matite An . anatase.. .

TABLEAU XVIII-B - Composition chimique de la cuirasse et desaltérites situées sous elle (éléments tracesexprim~s en ppm).

3. ~~_~~~E~_!Q:~!:gQ (fig. 7), située sur un plateau cuirassé de 40 m d'alti

tude est observée dans un puits creusé à travers la cuirasse qui affleure.

Elle présente, du haut en bas :

- un niveau ferrugineux dur, de 1 m d'épaisseur, vacuolaire dans sa

partie supérieure, feuilleté dans sa partie inférieure,

- une couche jaune dure, contenant des blocs de pain d'épices.

Au microscope, on voit que la partie feuilletée du niveau ferrugi

neux montre la structure conservée du basalte dans le pain d'épices. Au con

traire, la partie vacuolaire est formée d'une matrice noire ou rouge sombre

dont les vacuoles sont remplies généralement de gibbsite. Enfin, la couche

jaune est constituée d'i18ts de pain d'épices dans une matrice structure.

1 · . ·cuirasse et altérite K Gi ·Goe.Al· Gee He An ·· · : : · · ·· · · · ·-------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------· · · . · ·· · · . · ·: cuirasse vacuolaire +++ + + +++ +

: cuirasse feuilletée +++ + + ++ +

altérite jaune +++ + + ++ +

TABLEAU XIX - Composition minéralogique de la cuirasse et del'altérite jaune (estimatien semi-quantitativecf. TABL. XV).

- 62 -

- constituants majeurs et perte au feu exprimés en pourcentages.

: perte::cuirasse et altérite jaune ••: Si02 :.A1 203 :. MgO •• CaO :Fe20 3:Mn304 : Ti02 : Na20 ••: K20 à : somme:

: : :: : '°000:-------------------------- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----: : : : : : : :: :

cuirasse vacuolaire 2,2 25,2: 0 0:49,0:0,14:4,98: ° 0:17,66:99,''3:

cuirasse feuilletée 0,8 : 34,4: ° o 39,4 : 0,08 : 4, d 1 ° ° :20,75:99,84:

altérite jaune ° 39,8: ° ° 30,6 : 0,09 : 5,81 °

- éléments traces exprimés en ppm.

· · ·cuirasse et altérite jaune; Sr · Ba · V Ni Co Cr B ~n Ga Cu Pb Sn· · · · · · · . · · ·· · · · · · · . · · ·-------------------------- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----· · · · · · · · : · · ·· · · · · · · · · · ·cuirasse vacuolaire 0 34 566 : 17 q 56 0 50 41 31 0 0

cuirasse feuilletée 0 0 550 : 13 9 29 0 37 41 23 ° 0

altérite jaune 10 32 578 22 23 39 12 213 : 51 27 0 2<)

TABLEAU XX - Composition chimique de la cuirasse et de l'altéritejaune.

d. ~~_~~~~~_~2:~!:~~ (fig. 8), située à 200 m de la précédente, sur la bordu

re du plateau, montre de haut en bas :

- des blocs arrondis de cuirasse ferrugineuse vacuolaire de 20 à

50 cm reposant sur une couche de gravillons ferrugineux de 1 m d'épaisseur,

- une couche d'altérite jaune-rouge consolidée contenant des petits

blocs de pain d'épices de 1 m d'épaisseur,

- une couche d'altérite violette, meuble, de 0,5 m d'épaisseur,

- la couche d'argile bariolée.

Au microscope, la cuirasse montre une matrice brun sombre, d'appa

rence amorphe, sans organisation, ni structure héritée de la roche mère; les

vacuoles sont partiellement remplies de gibbsite. Les gravillons sont compo

sés de basalte altéré en pain d'épices. Les blocs de la couche jaune rouge

sont des pains d'épices typiques.

- 63 -

~Goe.: ·cuirasse, gravillons, ·

alt~ritesK Gi Al : Goe : He An

:-----------------------:----:----:----:----:----:----:cuirasse : +++ : + : + · ++ . +· .

gravillons : +++ : + ++ : ++ + ..altêrite jaune-rouge

consolidée +++ + ++ + +

altérite violettemeuble +++ + + ++ +:

:argile bariolée : +++ : + . + : +.

TABLEAU XXI - Composition minêralogique de la cuirasse, desgravillons et des altérites (estimatiens semiquantitatives cf. TABL. XV).

censtituants majeurs et perte au feu exprimés en peurcentages.

0 : 60,4 : 0,21 : 5,74 : 0 0 : 12,89: 100, 16:» :.

0 : 64, 5 : 0,20 : 4, 15 : 0 0 : 12,72: 100,27:

0 : 28,1 : 0,04 : 5, 08 : 0 0 :24,29: 99,91:

16,5:0,11

o :42,4: 0

2,1gravillons

altérite jaune-rougeconsolidée

cuirasse, gravillons, :perte:altérites :Si02 :A1203: MgO CaO :Fe203:Mn304:Ti02:Na20: IC20 à :s.mme:

: : : : : : : : : : 1000 1----------------------- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ------: : : : : : : : : : :cuirasse 3,1 17,6:0,22:

- éléments traees exprimés en ppm.

TABLEAU XXII - Composition chimique de la cuirasse, des gravillonset des altérites.

- 64 ....

5. La COUDe 17 est observée sur le bord d'un plateau cuirassé de 60 m d'alti-

tude. ~lle montre du haut vers le bas :

- une dalle ferrugineuse dure et vacuolaire, de 1 m d'épaisseur,

- une couche de gravillons, de 20 cm d'épaisseur,

- une couche rouge-jaune meuble.

Au microscope on voit que dalle et gravillons ne présentent pas la

structure conservée du basalte et que les vacuoles sont partiellement remplies

de gibbsite.

. .cuirasse, gravillons, . ·Goe.·

T( r:l.' • Goe: He Analtérites ~ • Al':-----------------------:----:----:----:----:----:----:

cuirasse +++ + ++ ++ +

gravillons +++ + ++ ++ +

alt€>ri te meuble rougejaune +++ + ++ ++ +

TARLF'AlJ XXTII - Composition minp.ralogique de la cuirasse, desgravillons et de l'altérite (estimatien semiquantitative cf. 'TABLe XV).

: perte:cuirasse, gravillons,

altérites : Si02 ~AI203~ MgO : r.aO ~Fe203~Mn304~ Ti02 : Na20 ~ K20 : 1600 : somme----------------------- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ------· .· .

cuirasse 1,4 33,1 : 0,12 0 : 39, R 0,18:4,39 : ° 0 :20,22: 99, ? 1 :

gravillons 1 ,6 31,0: 0,12 ° : 41 ,9 0,21 : 4,91 ° :J :19,45: 99,19:

altéri te meuble rouge 1,0 38 5: ° 0 31,13 0,13 5,92 ° D :22,93:100,19:jaune ' : · . ...-------

TALBEAU XXIV-A - Composition chimique de la cuirasse, des gravillons et de l'altérite (constituants majeurset perte au feu exprimés en peurcentages).

- 6' -

cuirasse, gravillons,Sr Ba V Ni Co Cr B '?on Ga Cu Pb '?onaltérites:-----------------------:----:----:----:----:----:----:----:----:----:----:----:----:

cuirasse 0 38 402 : 18 9 : 423 : 0 0 30 40 0 0

gravillons 0 36 516 : 24 8 361 0 19 29 21 0 0

altérite meuble rouge a 35 374 ~ 27 5 266 0 34 40 39 0 ajaune

TABLEAU XXIV-B - Composition chimique de la cuirasse, des gravillonset de l'altérite (éléments traces exprimés en ppm).

~ - PRI~~IPALES CARACTERISTIQUES DE LA CUIRASSE

Dans toutes les coupes décrites au paragraphe précédent, on remarque

que la cuirasse est composée de deux niveaux un niveau supérieur ferrugineux

induré et un niveau inférieur alumineux induré ou meuble. Le niveau ferrugineux

est constitué, soit par une dalle, soit par une couche de gravillons, soit par

les deux réunis. Dans ce dernier cas, la dalle est toujours située au-dessus

des gravillons. Cette dalle ferrugineuse peut être soit vacuolaire sur toute son

épaisseur, soit vacuolaire dans sa partie supérieure, et feuilletée dans sa par

tie inférieure. oarfois, le passage vertical du niveau ferrugineux au niveau a

lumineux se fait par l'intermédiaire de couches ferrugineuses peu épaisses (1 cm)

séparées les unes des autres par des altérites alumineuses. Les parties vacue

laires des dalles ferrugineuses ne présentent jamais la structure du basalte;

par contre, les parties feuilletées des dalles ferrugineuses, les petites cou

ches ferrugineuses lntercalées aux altérites alumineuses et les gravillons pos

sèdent généralement la structure du basalte. Le niveau alumineux est, soit meu

ble, soit induré. Dans les deux cas, il contient des blocs de pain d'épices. La

cuirasse qui réunit le niveau ferrugineux et le niveau alumineux repose sur une

couche d'argile kaolinique.

Les compositions minéralogique et chimique moyennes des deux niveaux

de la cuirasse sont indiquées sur le tableau XXV. Les teneurs en goethite et en

hématite sont beaucoup plus importantes dans le niveau ferrugineux que dans le

niveau alumineux. Les teneurs en gibbsite sont deux fois plus importantes dans

le niveau alumineux que dans le niveau ferrugineux. Les teneurs en manganèse,

titane, baryum, vanadium, nickel, chrome, gallium et cuivre sont voisines dans

les deux niveaux de la cuirasse.

- 66 -

Certains constituants se concentrent dans la cuirasse, ce sont:

l'alumine, le fer, le titane, le vanadium, le chrome, le gallium et le cuivre.

Pour chaque constituan~, on a calculé les rapports, teneur dans le niveau fer

rugineux sur teneur dans la roche mère, et teneur dans le niveau alumineux sur

teneur dans la roche mère. Les résultats sont portés sur le tableau XXVI.

- composi~i.en min~ra.loQiQ-ue··1 estaatien semi-quanti tative(Cf. TABL. XV).

· · :Goe·:G

: ··cuirasse et al téri tes · t· ("0' He · A~l.· · · : Al : oe.: ·· · · ·--------------------- ---- ---- ---- ---- ---- ----· · . · . ·niveau sup.· · . · . ·? 32 ·ferrugl.neux: + · +++ : ++ +:cuirasse ·niveau inf. :

3 61alumineux + + + +

pain d'épl.ces 23 42 + + + +

argile bariolée 69 2 ? + + ?

K : ka.li/lini te

Gi : gibbsite

Gee. : goethi te

Goe. Al : goethitealumineus6!

He : hématite

A : anatase

- censtituants majeurs expr~~s en peurcentages.

cuir:-asse, altérites : ~iO :AIO : M•• 0 r.aO: 0: :,: :roche mère : v 2: 2 3: g :" :Fe2 3: Mn304: Tl.02 : Na20: K20--------------------- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----. . . . . . . . .

niveau sup.· . . . . • . . .f . : 2,2 21,1 0 0 50,6:0,14:5,45 0 0

, errugl.neux::cUl.rasseniveau inf.:

1 ,6alumineux

o o 30,0 ; 0, 09 5,03 o

nain d'épices 1~,5:35,6 0,5 o 28 , 7 0, 1·q : 4, 37 : 0,1)7 : 0, ')9 :

argile bariolée

rec~e ,"ère

32,4: 26,7 0,6

'50,11'5,7 "i,0 R,A

23,6 : 0,26 : 3,14 : 0,)7 : 0, 12 :

1 ~ , 9 : ,." 19 : ~,12 : ~, tl2 : n, 70 :

- éléments traces expr~és en ppm.

cuirasse, al téri tes · · .· Sr · Ba .V Ni Co Cr ~n Ga Cu

roche mère · · : · · · : · ·· · · · · · ·--------------------- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----· · : · · · · : ·niveau sup.: · · · · · ·a 38 580 : 21 10 211 · 24 48 32ferrugineux; ·

:cuirasseniveau inf. : a 29 442 : 30 16 164 ~ 82 41 29alumineux

pain d'épices a 63 420 : 121 46 71 127 : 39 83

argile bariolée a 94 382 : 1B6 : 42 47 95 · 34 72·roche mère 264 : 57g : 234 : 93 56 0 105 : 13 50

TABLEAU XXV - Compositions minéralogique et chimique moyennesdes niveàux ferrw.jineux et alumi:m.eux cie 1~ cuir~sse, du pain d'épices, de l'argile b~iolée,

et de la roche mère.

- 67 -

?: 0 03: 2 5 : 2 3 : 0 5 : 2 4 : a 05: 1 9: a 3 : a 2 ::' :':':':':' :':':':

niveaualumineux

cuirasse

cuirasse, altérites Si Al F'e Mn Ti Ba V Ni Co Cr ~n Ga Cu· . . . . . . . . . . . .· . . . . . . . . . . . .--------------------- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---· . . . . . . . . . . . .niveau : a aL!: 1 3· 9 • a • 6· a a • • a • 0 • .... • •f . .,., :3, : ,7:2, : ,7:2,5: ,2: ,2: ( 0,2:4,0: 1,6:erruglneux: :

:pain d'épices :0,20: 2,3 : 2,2: 1 2,1:0,10:1,8:1,3:0,8: ? 1,2:3,0:0,6:

: argile barÎfi)lée : 0, 6L!: 1,7 : 1,8 : 1,4 : 1,6 : 0,20: 1,6 2,0: 1,3: ? 1,1 2,6: 1,4:

TABLEAU XXVI - Rapports des teneurs dans les deux niveaux de lacuirasse et les altérites sur les teneurs dans lareche saine.

Le fer est 3,9 fois plus concentré dans le niveau ferrugineux et

2,3 fois plus concentré dans le niveau alumineux que dans la roche-mère

l'alumine est 1,3 fois plus concentré dans le premier et 2,5 fois plus concen

tré dans le second que dans la reche-mère. Les deux rapports, teneur dans le

niveau ferrugineux sur teneur dans la roche-mère et teneur dans le niveau alu

mineux sur teneur dans la roche-mère, sent voisins pour le manganèse, le tita

ne, le baryum, le nickel, le cebalt, le zinc et le gallium. Ces deux rapports

sont plus impartants dans le niveau ferrugineux que dans le niveau alumineux

pour le vanadium et le cuivre.

Le niveau alumineux de la cuirasse et le pain d'épices ont des te

neurs voisines en alumine (40 et 36 %), fer (30 et 29 %), titane (5,0 et

4,4 %), vanadium (440 et 420 ppm) et gallium (41 et 38 ppm). Mais les teneurs

en silice sont très diff~rentes : le niveau alumineux est beaucoup moins sili

ceux que le pain d'~pices. Le niveau alumineux de la cuirasse et le pain d'épi

ces ont donc des compesiti~ns chimiques voisines sauf en ce qui cencerne la

silice.

Le niveau ferrugineux de la cuirasse contient, par rapport au pain

d'épices,deux fois plus de fer et moitié moins d'alumine mais à peu près les

mêmes quantités de manganèse, titane, vanadium. Le niveau ferrugineux de la

cuirasse et le pain d'épices ont donc des teneurs en éléments majeurs diffé-

rentes.

Ce seus-chapitre, consacré à la cuirasse et aux faciès associés, per

met de dégager quelques faits importants.

- La cuirasse repese sur de l'argile kaolinique.

- La cuirasse est censtituée de deux niveaux, un niveau supérieur

- 6H -

ferrugineux et un niveau inférieur alumineux.

Le niveau alumineux dérive du pain d'épices qui est l'un des deux

faciès d'altération du basalte C0nnus dans la région.

III - r.mTr-LUSIONS

Teut au long de ce chapitre consacré à l'analyse des altprites du ba

salte, on ptudie successivement: le pain d'épices, l'argile bariolée, la cui

rasse et les faciès qui lui sont associés. On considère que le pain d'épices

et l'argile bariolée oroviennent l'un et l'autre de la transformation directe

du basalte avec conservation des structures. Si la transformation du basalte

en pain d'épices a étp observée dans toutes les coupes, il n'en est pas de

même peur la transformation du basalte en argile bariolée qui n'a été vue qu'

une seule fois. On suppese toutefois, que toute l'argile bariolée previent de

la transformation directe du basalte. Cette hypothèse fortement suggérée par

l'examen microscopique est la seule qui résistera à la discussion complète de

l'ensemble des faits (chapitre IV).

La transformation qui entraîne la genèse du pain d'épices est très

diff~rente de celle qui entraîne la genèse de l'argile bariolée. La transfor

matien du basalte en pain d'épices est caractérisée, du peint de vue de la si

lice et de l'alumine, par un lessivage important du premier constituant et un

maintien sur place du second. La transformation en argile bariolée est carac

térisée par le lessivage à la fois de la silice et de l'alumine, le second cons

tituant étant mcins lessivé que le premier.

De plus, ce qui sépare ces deux transformations s'accentue avec la

progression de l'altération.

- Le pain d'épices évolue vers une désilicification de plus en plus

grande tout en conservant les structures héritées du basalte. Le pain d'épices

s'enrichit relativement en alumine.

- L'argile bariolée évolue par diminution progressive de ses princi

paux constituants que sont les minéraux de la famille de la kaolinite. Oue ce

soit par dissolution, ou plus probablement par exportation particulaire, cette

diminution se fait avec destruction des structures héritées du basalte.

Ainsi le pain d'épices se transforme progressivement en bauxite, l'ar

gile bariolée demeure une argile kaolinique.

- 69 -

En ce qui concerne la cuirasse, on a vu qu'elle est constituée de

deux niveaux, le supérieur ferrugineux, l'inférieur alumineux, et qu'elle re

pose sur de l'argile kaolinique. On a montré aussi que le niveau alumineux dé

rive du pain d'~pices par désilicification. Par conséquent, une relation géné

tique doit être ~tablie entre la cuirasse et le pain d'épices. C'est ce qui se

ra fait au chapitre IV dans lequel une hypothèse relative à la genèse de la cui

rasse sera proposée.

CHAPITRE IV

HISTOIRE DE LA REGION DE FARAFANGANA-VANGAINDRANO ET INTERPRETATION

DES PHENOMENES D'ALTERATION. HYPOTHESE SUR LA GENESE DE LA CUIRASSE

l - HISTOIRE DE LA REGION ET INTERPRETATION

DES PHENOMENES D'ALTERATION

Pour expliquer la genèse des altêrites de la rêgion de Farafangana

Vangaindrano, il semble nêcessaire de reconstituer l'histoire de celle-ci.

On examine successivement trois hypothèses.

A - PREMIERE HYPOTHESE

La première hypothèse qu'il est possible d'envisager peut se rêsumer

de la façon suivante. Les formations basaltiques êtudiées sont constituées par

deux couches de basaltes superposées qui se sont mises en place à deux êpoques

différentes. La période comprise entre les deux émissions a été suffisamment

longue pour permettre à la couche infêrieure de s'altérer profondément avant

la mise en place de la couche supêrieure. Le climat à changé au moment de la

deuxième êmission, la formation basaltique la plus ancienne s'est altérêe sous

un climat favorable à la genèse de l'argile bariolée kaolinique, la seconde

sous un climat favorable à la genèse du pain d'épices gibbsitique.

Cette hypothèse ne peut être retenue pour deux raisons.

- Le réseau de diaclases de la couche de pain d'épices pénètre sur

une profondeur de 1 à 2 m dans l'argile bariolée à structure conservée. Le

pain d'épices et l'argile bariolée dérivent donc d'une même et unique forma

tion basaltique.

- S'il Y avait eu deux émissions volcaniques séparées par une pé

riode d'altêration, la formation volcanique la plus récente aurait raboté la

zone d'altération meuble développée sur la formation ancienne et aurait cuit

- 72 -

les argiles situées sous elle et à son contact. On devrait donc avoir entre

les deux couches d'altérites, une limite tranchée et un horizon de cuisson;

l'une et l'autre n'existent pas.

D'autre part, pour expliquer la genèse du pain d'épices gibbsitique

et de l'argile bariolée kaolinique par altération de basalte, il n'est pas

nécessaire d'envisager un changement de climat. En effet, le climat actuel

permet la genèse, à la fois du pain d'épices gibbsitique, et de l'argile ba

riolée kaolinique.

B - DEUXIEME HYPOTHESE

Au lieu de faire succ~er deux histoires volcaniques, la deuxième

hypothèse n'en considère qu'une, avec deux histoires d'altération successives,

selon le canevas suivant.

Au cours d'une première période, le basalte s'est trouvé dans des conditions

favorables à son altération en pain d'épices gibbsitique. Ainsi, ce faciès

d'altération s'est développé uniformément dans le paysage et sur toute la hau

teur des profils. Puis, dans une deuxième période le pain d'épices a été re

silicifié en faciès kaolinique. En effet, le drainage s'est trouvé freiné, soit

par des colmatages internes, soit par la remontée des niveaux de base périphé

riques, et une nappe aquifère s'est installée. Dans cette nappe aquifère, les

teneurs en silice deviennent rapidement supérieures à 1 ppm et les conditions

de resilicification de la gibbsite sont réunies (MILLOT et FAUCr, 1971). Ainsi,

le faciès pain d'épices devient le faciès argile bariolée avec maintien des

structures pétrographiques à leur sommet, puis disparition progressive.

Cette hypothèse ne semble pas acceptable, parce qu'elle n'explique

pas certaines observations de terrain, et pour des raisons pétrographiques et

géochimiques.

Dans le périmètre sud, le long d'un versant qui joint un plateau cui

rassé à un talweg (coupe 17, fig. 9), on observe la succession suivante: la

cuirasse, l'argile bariolée sans structures conservées, l'argile bariolée à

structures et diaclases conservées. Dans la partie supérieure de la couche

d'argile bariolée à structures conservées (vers l'altitude 30 m) tous les po

lyèdres délimités par les diaclases sont entièrement constitués d'argile ba

riolée ; par contre, plus en profondeur (vers l'altitude 20 m), l'argile ba

riolée contient des polyèdres constitués de deux enveloppes d'altérites et

d'un noyau de basalte sain. L'enveloppe externe est formée d'argile bariolée,

l'enveloppe interne de pain d'épices. Si l'argile bariolée provenait de la

resilicification du pain d'épices, c'est dans la partie supérieure de la cou-

- 73 -

che d'argile bariolée qu'on devrait retrouver le pain d'épices et non l'in

verse. De plus, ce qui est curieux c'est que le pain d'épices qui a été é

pargné par la resilicification est celui qui entoure les noyaux de basalte

sain. Cette observation s'explique facilement à l'aide de la troisième hypo

thèse.

Dans les coupes décrites au chapitre II (fig. 5-111 et 5-V), on a

vu à plusieurs reprises, à la limite des deux couches d'altérite, l'argile

bariolée remonter dans la couche de pain d'épices, entre des diaclases sub

verticales. Il semble peu probable que localement, la nappe phréatique puisse

s'élever de 1 à 2 m au-dessus de son niveau général, entre deux diaclases

subverticales distantes de 0,4 m, et pendant une période suffisamment longue,

pour permettre la silicification du pain d'épices.

On a vu qu'au microscope, les échantillons du sommet de l'argile

bariolée montrent des structures pétrographiques conservées. En particulier,

les grands microlites de plagioclases gardent leurs formes parfaites et sont

remplis de kaolinite microcristalline. Dans le pain d'épices, les mêmes pla

gioclases avaient préservé leur forme extérieure, mais n'étaient garnis que

d'une sorte de squelette gibbsitique arrangé le long des anciens clivages,

des anciennes cassures avec une grande quantite de v1des. Ji l'arg1le oariolée

était issue de la resilicification du pain d'épices, il faudrait d'abord que

cette resilicification SQit complète et qu'ensuite, elle se soit opérée avec

le maintien pour la deuxième fois des structures héritées. L'examen microsco

pique montre que ceci est impossible. Il serait nécessaire que la kaelinisa

tion de la gibbsite regarnisse tout l'espace autrefois attribué au plagioclase

et que, de surcroît, la kaolinite réinvente la face externe du plagioclase, là

où un trou l'avait fait disparaître. Ajoutons que NOVIIOFF, en 1974, a étudié

de tels cas de transformations successives dans les altérites. Il a montré que

quand un minéral secondaire de première génération, développé avec maintien des

structures, se transforme en un nouveau minéral secondaire de deuxième généra

tion, les structures pétrographiques héritées disparaissent.

Du point de vue de la géochimie, la silicification du pain d'épices

en argile bariolée kaolinique nécessite, en plus d'un apport important de silice,

un départ d'alumine important. En effet" si l'on compare le poids d'alumine con

tenu dans 1 cm3 de pain d'épices moyen, au poids d'alumine contenu dans le même

volume d'argile bariolée à structure conservée moyenne, on constate que, pour

passer de la première altérite à la seconde, il faut que 35 % de l'alumine du

pain d'épices soient évacués. Etant donné que le maintien des structures des

basaltes, dans le pain d'épices, est principalement dû au réseau gibbsitique

- 74 -

développé dans celui-ci (en particulier dans les fantômes de plagioclases),

il semble très improbable que l'évacuation de plus du tiers de l'alumine ne

perturbe pas la structure héritée. Par le même raisonnement, on montre que

l'appert de silice nécessaire à la transformation du pain d'épices en argile

bariolée est égal au double de la quantité de silice présente dans le pain

d'épices. Un tel apport de silice ne peut que contribuer, lui aussi, à l'ef

facement de la structure héritée.

Enfin on peut raisonner sur les masses mises en jeu, lors des trans

fermations isovGlumétriques du basalte en pain d'épices gibbsitique et en ar

gile kaolinique, et sur les densités des produits finaux. Le calcul isovolu

métrique montre qu'en moyenne la transformation de 100 g de basalte (soit

36 cm3) en pain d'épices fournit 242 mM (1) de gibbsite et 46 mM de kaelinite.

Dans l'hypothèse d'une resilicification de ce pain d'épices, il faudrait ad

mettre la transformation de ces 242 mM de gibbsite en 121 mM de kaelinite qui

viendraient s'ajouter aux 46 mM initiales de kaolinite. Une telle argile kae

linique comprendrait ainsi 167 mM de kaolinite, soit un poids de 48,5 g peur

un volume toujours conservé de 36 cm3. Le fer initial (13 g Fe203

) se retreu

vant sur place sous forme de goethite, le poids total de ces 36 cm3 d'argile

kaolinique serait d'environ 64 g. La densité d'une argile kaelinique résultant

de la resilicification du pain d'épices avoisinerait denc 1,78. En réalité

toutes les densités mesurées sur les argiles kaeliniques à structure de ba

salte conservée sont comprises entre 1,35 et 1,04, les valeurs les plus basses

correspondant aux échantillons les plus altérés, où la kaolinite a commencé à

se dissoudre. Si le mécanisme de resilicification du pain d'épices intervenait

réellement dans la nature, il serait inconcevable de ne jamais observer de den

sités d'argile kaolinique comprises entre 1,35 et 1,78. Cette discontinuité dans

l'étalement des valeurs montre que ce mécanisme de resilicification ne peut pas

être retenu. En revanche, le même calcul isovolumétrique fournit une "densité"

calculée de 1,3 pour le basalte altéré directement en argile kaolinique, ce qui

correspond parfaitement aux mesures.

L'ensemble des observations de terrain, des observations microsco

piques et des calculs géechimiques, montre que l'hypohtèse de la resilicifica

tien du pain d'épices en argile kaolinique doit être abandonnée.

C - TROISIEME HYPOTHESE

Une troisième hypothèse parait mieux s'accorder avec les faits. Elle

ne fait intervenir ni deux histoires volcaniques, ni deux histoires d'altéra

tion successives, mais une seule histoire d'altération avec deux effets selon

(1) mM : millimoles

- 75 -

les situations géographiques et hydrodynamiques.

Le pain d'épices gibbsitique et l'argile bariolée kaolinique, sont

le double r~sultat de l'altération d'un même basalte, dans deux sortes de con

ditions diff~rentes. Les premières conditions se rencontrent dans les parties

hautes du paysage de collines découpées dans les plateaux cuirassés. On dis

pose d'un excellent drainage, qui permet l'évacuation des él~ents mis en so

lution, au fur et à mesure de leur libération. On obtient le pain d'épices.

Les deuxièmes conditions se rencontrent dans la base des profils et sur les

flancs des talwegs. Le drainage est freiné et s'installe une imprégnation per

manente du profil par les solutions. Celles-ci contiennent toujours assez de

silice capable de se combiner à l'alumine libérée par l'hydrolyse des minéraux

du basalte. On obtient l'argile bariolée kaolinique. Dans les deux cas, au fur

et à mesure que le temps passe, les profils s'approfondissent. Partout où les

conditions de drainage sont maintenues excellentes, l'altération du basalte

en pain d'épices gibbsitique se poursuit et progresse. Partout où les condi

tions de drainage sont maintenues freinées, l'alt~ration du basalte en argile

kaolinique se poursuit et progresse. De plus, partout où en progressant l'al

t~ration en pain d'épices rencontre des conditions de drainage freinées, elle

cesse et est relayée par l'altération en argile kaolinique.

Cette troisième hypothèse rend compte correctement des faits d'ob

servation pétrographique. On comprend la double genèse de faciès d'altération

à structure conservée. Pour le pain d'épices, la structure est conservée gr8ce

à une charpente de gibbsite développée à l'int~rieur de l'emplacement des

feldspaths. Pour l'argile kaolinique, la structure est conservée dans la masse

du matériau et est reconnaissable dans deux situations z à la base et au som

met des argiles bariolées. D'abord à la base des profils d'altération, on voit

l'argile bariol~e kaolinique se développer aux dépens du basalte, comme dans

la coupe N· 10 (fig. 7) : ici se v~rifie que, dans le passage direct du ba

salte à l'argile bariol~e à structure conservée, il n'existe pas trace de pain

d'épices. Ensuite, au sommet de l'argile bariolée où elle n'est pas encore

soumise aux dissolutions et restructuration qui atteignent la masse des ar

giles bariol~es. Au sein des argiles bariolées se produisent, en effet, toute

une série de circulations par joints horizontaux pores et canalicules, qui mo

bilisent la kaolinite, soit par dissolution et recristallisations successives,

soit par migrations et piégeages successifs, mais en tous cas avec destruction

des structures héritées du basalte. Le maintien de ces structures ne s'observe

donc que de deux façons: à la base où l'altération est r~cente et progresse

- 76 -

aux dépens du basalte ; au sommet où elle est ancienne, mais où les remanie

ments et d~structurations ne sont pas encore parvenus. Grace à cette préser

vation des structures au sommet de l'argile bariolée, on peut observer la con

tinuité des diaclases entre le faciès pain d'épices et le faciès d'argile ba

riolée. On vérifie ainsi que c'est le même basalte qui a été livré à l'alté

ration, qui a pris deux faciès en raison de conditions de drainage différentes.

Cette troisième hypothèse rend compte également de la répartition

des deux faciès dans le paysage, c'est-à-dire de l'agencement des profils

dans ~es collines et le long des versants des plateaux. La meilleure manière

de présenter cette répartition ordonnée des faciès d'altération dans le pay

sage est de prendre la perspective historique.

2. Histoire de la région---------------------a) Basaltes et vieux manteau

Le point de départ est naturellement l'épanchement des basaltes fis

suraux, au Crétacé, dans les régions orientales de Madagascar, à proximité de

la cSte. Sur ces plateaux basaltiques, se développent des paléoaltérations qui

subsistent à nos yeux sous forme d'un manteau kaolinique cuirassé. Celui-ci

est situé, dans le préimètre nord aux altitudes 25-45 m, dans le périmètre

sud aux altitudes 60 m. Lorsque les pains d'épices et argiles bariolées com

mencent à se former, le basalte sain et massif se situe sous le manteau kao

linique cuirassé, à faible profondeur (3 à 4 m) dans le périmètre nord, à

grande profondeur (20 m) dans le périmètre sud.

C'est donc un paysage, constitué de plateaux cuirassés reposant sur

des basaltes par l'intermédiaire d'une couche d'argile à épaisseur variable

(faible au Nord, ferte au Sud), qui est livré à l'érosion pour nous fournir col

lines et plateaux.

b) Histoire des collines

Les collines sont découpées dans les plateaux cuirassés par le réseau

hydrographique. Ces collines portent à leur sommet les produits de démantèle

ment de la cuirasse. Sous le sommet des collines et dans la tranche supérieure

du basalte sain (2 à 5 m d'épaisseur), les eaux d'infiltration sont soumises à

un drainage excellent: le basalte se transforme en pain d'épices. Toujours dans

les collines, mais à plus grande profondeur (3-6 m), le drainage est freiné et

les eaux d'infiltration qui circulent contiennent de la silice: le basalte se

transforme en argile bariolée. L'érosion se poursuit, le réseau hydrographique

s'enfonce, l'altération continue. Le basalte, situé au-dessus du niveau de l'ar

gile bariolée, continue à se transformer en pain d'épices. Le basalte, situé sous

l'argile bariolée, continue à se transformer en argile bariolée, sauf dans un cas

- 77 -

où les coeurs de polyèdres, délimités par les diaclases, se transforment en pain

d'épices. Ceci s'observe uniquement sur les flancs des collines à pentes fortes.

Pour expliquer le cas des polyèdres à coeur de pain d'épices, il faut rappeler

que l'éresion des plateaux et les conditions d'altération dépendent de la diffé

rence d'altitude qui existe entre la sur/ace de ceux-ci et le niveau de base

général. Ce niveau de base étant le niveau de la mer, il est le même partout et,

en fin de compte, les particularités qui peuvent se produire, du point de vue de

l'érosion et de l'altération, dépendent uniquement de l'altitude des plateaux.

Lorsque le réseau hydrographique s'entonce, deux possibilités peuvent

se présenter pour l'argile bariolée.

- L'altitude des plateaux et la hauteur de commandement sur les talwegs

du réseau hydrographique sent faibles (25 à 40 m et 8 à 15 m dans le cas de la

famille nord), l'entoncement du réseau hydrographique est lent, et lorsque le

drainage s'améliore sur les flancs des collines, l'argile bariolée ne contient

plus de basalte sain. On obtient des collines constituées de deux couches d'alté

rites différentes superposées: la couche supérieure en pain d'épices, la couche

inférieure en argile bariolée. C'est ce qu'on observe dans les coupes de la fa

m·ille nord.

- L'altitude des plateaux et la hauteur de commandement sur les talwegs

du réseau hydrographique sont plus fortes (40 à 60 m et 30 à 50 m dans le cas de

la famille sud), l'entoncement du réseau hydrographique est rapide, l'érosion est

importante, et lorsque le drainage s'améliore sur les flancs-des collines, l'ar

gile bariolée contient encore des blocs de basalte sain. Les blocs proches de la

surface se trouvent placés dans des conditions de bon drainage. Ils se transfor

ment en pain d'épices. De ce fait, les plus grands pelyèdres de l'argile bariolée,

situés sur les flancs des collines, sont constitués par une enveloppe d'argile ba

riolée et un coeur de pain d'épices, contenant GU nen un noyau de basalte sain.

C'est ce qu'on observe dans les coupes de la famille sud, en particulier dans la

coupe 19.

De cette façon, plus le réseau hydrographique va s'entoncer, plus la

limite entre pain d'épices et argiles bariolées va se trouver "perchée" par rap

port aux bas fonds. En effet, l'argile bariolée peut aisément continuer à nattre

à partir de la masse basaltique sous-jac~nte. Au contraire, le faciès pain d'épices,

une fois qu'il aura transformé le sommet des dômes, les lames préservées ou les boules

intactes encore à sa portée, au-dessus des argiles bariolées, sera stoppé dans sa

progression, n'ayant plus de basalte frais à atteindre et se heurtant au faciès

d'argile barielée. C'est effectivement ce:qu'on observe sur le terrain.

- Dans le périmètre nord, où le réseau hydrographique s'est peu entoncé,

la limite couche de pain d'épices - couche d'argile bariolée est située à 5 m en

viron au-dessus des talwegs voisins.

- 7~ -

- Dans le périmètre sud, où le réseau hydrographique s'est beaucoup

enfoncé, la limite couche de pain d'épices - couche d'argile bariolée est située

à 30 m au-dessus des talwegs.

Enfin, dans les argiles bariolées situées sous les sommets des collines,

Se multiplient les fissures subhorizontales, avec dissolution et recristallisation

ou migrations et piégeages successifs, ce qui efface les structures. Au contraire,

sur les fIances des collines à pentes fortes, où les solutions circulent aisément

dans les diaclases, les structures héritées du basalte se conservent (coupe 19,

fig. 9).

c) Histoire des plateaux cuirassés du périmètre nord, situés aux altitudes

25-45 m

L'histoire des altérations aux flancs des plateaux du périmètre nord

(plateaux 9 et 10, fig. 5 et 7) est possible à reconstituer à la lumière de celle

des collines du même périmètre. Ces plateaux ne sont pas altérés en pr~fondeur

(seule une couche de 2 à 3 m d'argile sépare la cuirasse du basalte massif et sain),

mais seulement sur leurs flancs. Et l'on voit sur 1 à 3 m d'épaisseur un manteau

d'altérites se développer sur la tranche des coulées volcaniques, parallèlement

à la pente du terrain. La dispesition des altérites est la suivante: dans le haut

de la pente, se forment les pains d'épices, dans le bas de la pente et jusqu'au

talweg, les argiles bariolées. La limite des deux faciès d'altération se situe à

mi-pente, plus ou moins haut selon les coupes. On remarque fréquemment que la fron

tière n'est pas horizontale, mais que le faciès des argiles bariolées se développe

sous l'aval du faciès pain d'épices. On comprend bien que, si par érosion le pla

teau se découpait en collines, le faciès des argiles bariolées se développerait

sous celui du pain d'épices à travers toute la colline, en respectant ou non provi

soirement un dôme, une lame ou des boules.

d) Histoire des plateaux cuirassés du périmètre sud situés aux altitudes

60 m

Sous ces plateaux, le basalte est profondément altéré en argile, 45 m

au-moins dans la coupe 17 (fig. 9). Sur ses 10 m s~pér~eurs, l'argile a perdu les

structures et les diaclases du basalte, par contre, elle a gagné des fissures sub

horizontales. Sur ses 35 m inférieurs, l'argile a conservé les diaèlases et les

structures du basalte. Dans la partie profonde de ces argiles à structure conservée,

et à 10 m au-dessus du talweg, les plus grands pelyèdres possèdent un coeur de pain

d'épices, avec ou sans noyau de basalte sain. Ces altérites sont très anciennes.

l'érosion a attaqué profondément la bordure du plateau cuirassé (de 50 m) et a

entamé les couches profondes d'argile bariolée qui contenaient encore des blocs

de basalte sain. Ceux qui se sont trouvés placés à proximité des versants de la

vallée, ont été soumis à un imp~rtant drainage et se sont transformés en pain

EVOLUTION MORPHOLOGIQUE DU PLATEAU CUIRASSE PAR FORMATION DE COLLINES

A-Colline formée à partir d'un plateau cuirassé situe' aux altitudes B-Colline formée à partir d'un plateau cuirassé situé a l'altitude

25-45m (region nord exemple de la coupe 5) 60m (region sud exemple de la coupe 19)

,

[m EJ cul rasse

~ a rg Il e violacée

- basalte sai n~::::..::~.0 160 [ZJ,

diaclase

œ pain ' ,d eplces

~ argile bariolée

~ bloc de cuirasse

C1tIJ noyau de basalte sain

CE,

noyau de basalte transforme

en pain d • épices

œ noyau de basalte transformé,en a rgil e barlolee

__ ni veau de base

o 0 0 0 ·~volutlon

O__=:::::::i~Om

Figure 26

- 79 -

d'épices. Ce qui se passe ici est identique à ce qui se passe sur les flancs

des collines du même périmètre.

e) Vue d'ensemble

La conclusion au sujet de cette troisième hypothèse est qu'il n'e

xiste pas de faciès d'altération caractéristique de la région étudiée. Il en

est deux et ces deux faciès sont ordonnés.

- Dans les lieux au drainage intense, ne retenant ni nappe, ni si

lice, il y a développement croissant de gibbsite et naissance du faciès pain

d'épices.

- Dans les lieux au drainage plus modéré, où l'eau percole mais main

tient une humidité constante, sinon une nappe aquifère, il y a développement

de kaolinite et naissance du faciès bariolé.

- Le faciès pain d'épices ne peut prendre naissance à partir du fa

ciès bariolé et le faciès bariolé ne peut prendre naissance à partir du faciès

pain d'épices. Ce sont deux voies d'altération divergentes à partir d'une seu

le roche mère qui est le basalte.

- Au fur et à mesure que le temps passe et que le réseau hydrogra

phique s'enfonce, il est clair que le faciès pain d'épices "achève" tous les

reliquats basaltiques qui sont dans sa zone (dames, lames et boules) mais n'est

pas capable de se développer aux dépens de l'argile bariolée. Au contraire,

celle-ci continue à naître à la base des profils à partir du basalte sain.

Ainsi, avec le temps, la frontière entre pain d'épices et argile bariolée va

se trouver de plus en plus élevée par rapport aux niveaux de base et d'autant

plus que le creusement des vallées sera rapide.

f) Figures 26A, 26B, 27 et 28

Quatre coupes résument schématiquement l'histoire des altérites ré

centes de la région de Farafangana-Vugah.drano.

La figure 26A intéresse les collines de la région nord, développées

à partir d'une surface cuirassée située aux altitudes 25-45 m.

La figure 26B intéresse les collines de la région sud, dévelsppées

à partir d'une surface cuirassée située à l'altitude 60 m.

La figure 27 intéresse les flancs des plateaux de la région nord,

situés aux altitudes 25-45 m.

La figure 28 intéresse les flancs des plateaux de la région sud,

situés à l'altitude 60 m.

- Sur la figure 26A, on voit successivement. En 1, le manteau d'alté

ration cuirassé repose sur le basalte massif sain. En 2, une colline est dégagée

avec son sommet garni du vieux manteau. Sur ses flancs ge développent à partir

du basalte:

- 80 -

Evolution morphologique, par formation d'une vallée, d'un plateau

cuirassé de la région nord, situé à l'altitude 40 m (exemple de la coupe 10) .

.----~--------------------------------.....,

0000niveau de base

cuirasse

argile violacée

stades d'évolution

-m':::::::::::::::........................

basalte

pain d'épices

argile bar,io1ée o 260m

Figure 27

- 81 -

Evolution mo rphologique 1 par forma tio n d'une vallée; d'un plateau

cuirassé de la region sud, situé à 1altitude 60 m (exemple de la

coupe 17)

,~ noyau de basa Ite transforme

en argile

000___ niveau de base

1 1cuirasse

stades d'évolution

~ noyau de basalte sain

_ basalte sa ln

o 150m

~ argile s~ns structurel œ 1 noy~u de b~B8lte transformé /conservee en ~aln d'eplces

~ argile 8. structureconservee

d lac/ase

Figure 28

- 82 -

en haut le pain d'épices, en bas l'argile bariolée. Un dame et des lames in

tactes sont préservés. En 3, on observe: une formation supérieure en pain

d'épices avec une lentille de basalte préservée et une formation inférieure

d'argile bariolpe. En 4, les deux formations d'altérites sont superposées,

sans reliquat de basalte, sinon quelques boules incomplètement altérées.

- Sur la figure 268, on voit successivement. En 1, le manteau d'al

t~ration cuirassé repose sur le basalte massif sain. En 2, la colline est

dégagée; dans sa partie superficielle, le basalte se transforme en pain d'é

pices, en profondeur, le basalte se transforme en argile bariolée. Le pain

d'épices et l'argile bariolée contiennent encore de nombreux bloces de basal

te sain. En 3, le réseau hydrographique s'est enfoncé, les boules contenues

dans l'argile bariolée et situées à proximité des flancs de la colline sont

transformées en pain d'épices, les boules situées vers l'intérieur de la col

line sont transformées en argile bariolée.


tération cuirassé repose sur le basalte massif sain. En 2, le manteau d'al

tération est entaillé. En 3, le manteau d'altération et les basaltes sont

entaillés par la vallée qui s'approfondit. Le basalte s'altère, à l'amont

des versants, en pain d'épices, vers l'aval des versants et dans le talweg,

en argile bariolée. En 4, la vallée s'enfonce et les faciès d'altération se

développent.


tération cuirass~ repose sur de l'argile à structures et diaclases conservées.

Cette argile à structure conservée contient, en profondeur, des blocs de ba

salte sain. En 2, le manteau d'altération cuirassé et la couche d'argile à

structure conservée sont entaillés par une vallée dont les versants sont à

pente forte. En 3, la vallée s'est enfonc~e, quelques blocs de basalte sain

se trouvent placés près de la surface. Ils se transforment en pain d'épices.

- 83 -

II - COMPARAISON ENTRE ALTERITES RECENTES ET ALTERITES ANCIENNES.

HYPOTHESE SUR LA GENESE DE LA CUIRASSE

Le travail accompli sur les altérites récentes, c'est-à-dire sur les

faciès de pain d'épices et d'argile bariolée, semble pouvoir éclairer l'origi

ne des altérites anciennes, qui ont constitué le vieux manteau cuirassé sur

les planèzes volcaniques, avant le découpage en collines et plateaux.

A - RAPPEL DES FAITS

La cuirasse est constituée de deux niveaux: le niveau supérieur fer

rugineux et le niveaux inférieur alumineux. De plus, elle repose sur une cou

che d'argile kaolinique. On peut effectuer quelques comparaisons avec les alté

rites sous-jacentes plus récentes.

B - COMPARAISON DU NIVEAU ALUMINEUX DE LA CUIRASSE ET DU PAIN D'EPICES

- Le premier fait est important. La cuirasse alumineuse contient des

blocs de pain d'épices reconnaissables.

- De plus, la composition minérale des deux faciès est la même: kao

linite, gibbsite, goethite, goethite alumineuse, hématite et anatase. Les pro

portions sont les mêmes sauf que les teneurs en kaolinite sont plus faibles dans

la cuirasse alumineuse: 3 % en moyenne au lieu de 23 % dans le pain d'épices.

En compensation, la gibbsite augmente de 42 % dans le pain d'épices à 61 % dans

la cuirasse alumineuse. On peut estimer que la kaolinite s'est essentiellement

hydrolysée avec évacuation de la silice et enrichissement en gibbsite.

- Enfin les compositions chimiques sont voisines, en particulier pour

l'alumine, le fer, le titane, le vanadium et le gallium. On peut le vérifier sur

le tableau XXV.

C - COMPARAISON DU NIVEAU FERRUGINEUX DE LA CUIRASSE ET DU PAIN D'EPICES

- Observations de terrain et observations microscopiques. La dalle fer

rugineuse peut être, soit vacuolaire sur toute son épaisseur, soit vacuolaire

dans sa partie supérieure et feuilletée dans sa partie inférieure. Parfois, le

- 84

passage vertical du niveau ferrugineux au niveau alumineux se fait par l'inter

médiaire de couches ferrugineuses peu épaisses (1 cm), séparées les unes des au

tres par des a1térites alumineuses. Les parties vacuolaires des dalles ferrugi

neuses ne présentent jamais la structure du basalte; par contre, les parties

feuilletées des dalles ferrugineuses, les couches ferrugineuses peu épaisses in

tercalées dans les a1térites alumineuses et les gravillons possèdent généralement

la structure du basalte.

- Au point de vue des compositions, il est évident que les teneurs en

fer sont plus importantes dans le niveau ferrugineux que dans le niveau alumi

neux : elles doublent. A l'inverse, les teneurs en manganèse, titane et vana

dium restent constantes.

- Tous ces faits laissent à penser que le niveau ferrugineux de la cui

rasse est déduit du niveau alumineux par enrichissement en fer et apauvrissement

en alumine. Ce niveau ferrugineux serait le chapeau de fer du niveau alumineux,

comme il en est observé sur la majorité des gisements de bauxites bien analysés.

D - HYPOTHESE SUR LA GENESE DU MANTEAU CUIRASSE

Tous ces faits permettent de proposer une hypothèse sur la genèse du

manteau cuirassé.

- Dans un premier temps se développerait sur les plateaux basaltiques

des altérations analogues aux altérations plus récentes qui nous sont actuellement

connues. Pain d'épices dans les hauts de profils bien drainés, argile bariolée

dans le 'bas des profils où le drainage est freiné.

- Dans un deuxième temps, le pain d'épices s'appauvrit encore en kao1i

nite et devient encore plus alumineux. Tout en maintenant des i1ôts de pain d'é

pices reconnaissable, il perd progressivement sa structure en raison des recris

ta11isations et prend le faciès cuirassé. En surface il y a appauvrissement en

alumine et enrichissement en fer, ce qui détruit encore les structures et donne

le niveau ferrugineux supérieur, connu par ailleurs comme chapeau de fer sur les

gisements bauxitiques. Et ceci obéit aux indications géochimiques récentes

(NAHON, 1976 ; FRITZ, 1976).

- Dans un troisième temps, l'érosion attaque ces grandes surfaces

cuirassées, isole des' collines et des plateaux où la ~irasse se détruit aux

bordures et disloque dans sa masse. Sous ce manteau ancien, la nouvelle géné

ration des a1térites plus récentes, commence son évolution telle qu'elle a été

reconstituée.

- 85 -

DISCUSSION ET CONCLUSION

Le problème des relations entre les latérites gibbsitiques et les ar

giles kaoliniques, dans l'altération des roches, en particulier des roches ba

siques, a fait l'objet d'un certain nombre de travaux. Les auteurs ont, à ce

sujet, des opinions diverses. Pour certains, sous climat tropical, les roches

se transforment obligatoirement en une latérite gibbsitique qui est ultérieure

ment resilicifiée en argile kaolinique. Pour d'autres, les argiles kaoliniques

se forment, comme les latérites gibbsitiques, par transformation directe de la

roche saine.

HARRISON (1933), LAJOINIE et BONIFAS (1961) sont favorables à la pre

mière interprétation. Pour HARRISON, les roches basiques et intermédiaires, dans

des conditions de plus ou moins bon drainage, se décomposent en laissant un ré

sidu terreux, principalement constitué de trihydrate d'alumine et de limonite:

la latérite primaire. Celle-ci est ultérieurement resilicifiée pour donner les

terres latéritiques ou latérites argileuses. LAJOINIE et BONIFAS considèrent

que les argiles formées sur dolérites proviennent de la resilicification du

pain d'épices gibbsitique, sous l'influence de la nappe phréatique.

LACROIX (1923) est l'auteur de la deuxième interprétation. En effet,

il estime que la latéritisation peut se produire par deux modes distincts

l'un par l'intermédiaire d'une transformation en silicate alumineux, puis f~r

mation d'hydrate d'alumine collotdal, l'autre par formation directe d'hydrargil

lite aux dépens des feldspaths.

Aux Iles de Los (Guinée), MILLOT avait remarqué dans l'exploitation de

l'Ile de Kassa que les dépressions comprises entre les pics rocheux de syénites

garnis de "pierre ponce" (variété de pain d'épices) sont remplies d'argiles kao

liniques. Avec BONIFAS (1959) trois hypothèses sont proposées pour expliquer cette

disposition.

"1ère hypothèse: Les argiles sont antérieures à la bauxitisation et la bauxite

est formée à leurs dépens.

2ème hypothèse ~ Elles sont contemporaines de la bauxitisation : pendant que sur

les hauteurs la syénite s'altérait en gibbsite (alternance de périodes d'imbili

tion et de dessication), dans les dépressions en permanence gorgées d'eau, la

syénite s'altérait directement en kaolinite.

3ème hypothèse: Elles sont postérieures à la bauxitisation et formées par resi

licification de la gibbsite."

L'hypothèse retenue pour expliquer la genèse des altérites des collines,

et des versants des plateaux des régions basaltiques orientales de Madagascar

est voisine de l'hypothèse n- 2 de MILLOT et BONIFAS. En effet, ces deux hypo-

- 86 -

thèses considèrent que les deux faciès d'altération sent contemporains et qu'ils

se sont formés tous les deux par transformation directe de la roche mère, dans

des situations topographiques différentes.

Le résumé de l'histoire des altérites basaltiques récentes des régions

orientales de Madagascar est le suivant. L'érosion attaque profondément les bords

des plateaux cuirassés et isole des buttes-témoins qui se transforment ensuite

en collines. Dans celles-ci, le basalte sain, situé à faible profondeur et placé

dans des conditions de bon drainage, se transforme en pain d'épices; le basalte

situé à plus grande profondeur, où le drainage est freiné, se transforme au con

traire, en argile bariolée. Sur les versants des plateaux recouverts d'un man

teau d'altération peu épais, l'érosion dégage le basalte sain, lequel se trans

forme, en pain d'épices en haut de versant, en argile bariolée en bas de ver

sant.

La connaissance de la genèse des altérites récentes permet de proposer

une hypothèse sur la formation du manteau d'altération cuirassé ancien. On peut

supposer que les basaltes crétacés, après leur mise en place, donnèrent naissance

à des altérites semblables aux altérites récentes. Puis, avec le temps, les blocs

et lames de basalte inclus dans les couches de pain d'épices achèvent leur trans

formation. Le pain d'épices s'appauvrit en kaolinite et devient de plus en plus

alumineux. Tout en conservant des il5ts reconnaissables, il perd progressivement

sa structure en raison des recristallisations et prend le faciès cuirassé. En

surface, il y a enrichissement en fer et appauvrissement en alumine, ce qui dé

truit encore les traces de structures et donne le niveau ferrugineux supérieur,

véritable chapeau de fer d'un horizon de pain d'épices transformé en cuirasse

alumineuse.

D EUX l E M E PARTIE

L'ALTERATION DES ROCHES VOLCANIQUES

BASIQUES DE LA REUNION

CHAPITRE V

LE HUlEU NATUREL

l - LA GEOGRAPHIE ET LA GEOMORPHOLOGIE

L'île de la Réunion est situ~e dans l'Oc~an Indien, à 700 km à l'Est

de Madagascar, par 21 8 7' de latitude sud et 55 8 32' de longitude est. Elle cons

titue avec Maurice et Rodriguez, l'archipel des Mascareignes. Cet archipel se

place à l'extrémité sud d'un plateau sous-marin qui s'~tend vers le Nord jusqu'aux

îles Seychelles. La Réunion pr~sente une forme générale elliptique dont l'allon

gement est ~~-SSE. Elle a une superficie de 2500 km2, et un tour de 210 km. Elle

est constituée par deux massifs montagneux, celui du piton des Neiges et celui du

piton de la Pournaise séparés par une zone intermédiaire.

Le massif du piton des Neiges occupe les 2/3 nord-ouest de l'île et

porte le sommet le plus ~levé (3069 m). Ce massif qui présente la forme générale

d'un tronc de cône est fortement entaillé dans sa partie sup~rieure, par une ex

cavation centrale qui se subdivise en trois cirques : Mafatte, Salazie et Cilaos.

BUSSIERE (1958) estime que ces trois cirques sont dus uniquement à l'~rosion, en

particulier à la rapide érosion régressive des scories et des projections interca

lées dans les coulées. Cette érosion régressive entraîne des effondrements locaux

qui sont à l'origine de la formation des cirques. Des effondrements tectoniques

généraux n'ont jamais été observ~s. Les parois des cirques sont subverticales ;

par contre, les pentes externes du cône descendent progressivement à la mer avec

une inclinaison de 10 à 12 8 • Ces dernières sont entaill~es par des ravines pro

fondes et étroites, g~néralement dispos~es suivant les g~n~ratiGns du cône.

Le massif du piton de la Fournaise occupe le 1/3 sud-est de l'île et

s'élève jusqu'à l'altitude 2631 m. Ce massif est form~ par l'emboîtement de trois

cônes de dimensions décroissantes. Les cônes sont séparés par deux falaises cor

respondant à deux caldeiras d'effondrement. Les pentes des cônes, très entaillées

par de nombreuses ravines, supporten~ des puys strombeliens.

La zone intermédiaire présente deux parties : la première, au Nord du

rempart de la Plaine des Palmistes, descend à la mer par gradins successifs ; la

seconde, au Sud de ce rempart, descend progressivement jusqu'à la mer.

_ 90 -

L'ile de la Réunion possède, en plus de très nombreuses ravines, trois

rivières principales à régime torrentiel. Ces trois rivières proviennent respec

tivement des cirques de Mafatte, Salazie et Cilaos. Elles sont responsables des

canes de déjection alluviaux qui forment la plaine des galets, la plaine St Louis

et les plaines St Anché - Bras Panon.

II - LA GEOLOGIE

Les principales études géologiques effectuées à La Réunion sont dues

à LACROIX (1884, 1912a, 1912b, 1912c, 1912d, 1912e, 1936, 1939) et à BUSSIERE

(1958-1967). Ce dernier auteur a levé la carte géologique de l'He à l'échelle

du 1/100.000 et établi une notice détaillée. La Réunion est une ile volcanique.

Elle est constituée par deux volcans correspondants, l'un au massif du piton des

Neiges, l'autre au massif du piton de la Fournaise. Le premier est éteint et da

te du Miocène-Pliecène, le second est encore en activité. Ces volcans,' soudés par

une zone volcanique intermédiaire reposent probablement sur un socle cristallin

ancien, mais celui-ci n'a jamais été observé. L'histoire de ces volcans est com

plexe.

Le massif du piton des Neiges est formé par un empilement de coulées

généralement basaltiques ou andésitiques. Ces coulées, dont l'épaisseur varie

de 2 à 20 m, sont séparées les unes des autres par des horizons rougeâtres sco

riacés pouvant atteindre 2 m. La pente des coulées est comprise entre 6 et 10-.

Leur nombre augmente, de la périphérie vers le centre du massif : 16 à Saint

Denis, plus de 150 dans les cirques. Le volcan s'est formé au cours de trois

phases. Pendant la première phase, la plus ancienne, un volcan de type hawaïen

se met en place. Vers la fin de cette phase, les phénomènes d'explosions ultra

vulcaniens se produisent, ils entratnent la disparition d'une partie de l'édi

fice. Au cours de la seconde phase, un nouveau volcan se forme sur le m~e em

placement. Les coulées s'empilent et sous cette carapace volcanique des roches

cristallines se forment: gabbros, péridotites, syenites. C'est la phase la plus

importante. Au cours de celle-ci ou vers la fin, quelques puys adventifs strom

boliens se forment. Cette phase s'achève aussi par des éruptions ultravulcanien

nes. Celles-ci provequent la destruction partielle du volcan. Cette destruction

est suivie par la formation de la première coulée boueuse qui donne naissance

au conglomérat de St Gilles - Cap la Houssaye. A cette seconde phase succède une

période de calme volcanique, pendant laquelle les cirques commencent à se former

sous l'action de l'érosion. Au cours d'une troisième phase, de nouvelles coulées

- 91 -

se mettent en place, d'abord des coulées basaltiques, puis des coulées trachy

tiques. Une courte période de calme est suivie par la formation de l'actuel pi

ton des Neiges : un puy strombolien dont les coulées se répandent dans le cirque

des Marsouins. Enfin, à la même époque, vers l'Est et sur les flancs du massif

le plus ancien, se forme un cSne adventif très important dont les laves s'écou

lent de part et d'autre, c'est le piton de la Fournaise qui se dével0ppe en di

rection du Sud-Est. La formation de celui-ci présente trois phases correspondant

à la formation des trois canes : le cône externe, le cene moyen et le cane in

terne. Au cours de chaque phase, on a, à la fois, édification d'un cône et fer

mation de puys adventifs.

La zone intermédiaire qui soude les deux volcans, est constituée par

des coulées provenant de nombreux puys stromboliens ayant fonctionné après la

formation du cône externe. Ces coulées recouvrent la zone de contact des deux

massifs.

Les roches les mieux représentées à La Réunion sont les roches méso

crates et les roches mélanocrates. Elles se présentent sous forme de laves ou

de roches éruptives. Les laves mésocrates et mélanocrates existent dans les deux

massifs, en coulées, dykes ou sills. Les laves mésocrates sont les plus abon

dantes, ce sont des basaltes à grains fins aphyriques, des basaltes porphyriques

à olivine, pyroxène, plagioclase, des basaltes doléritiques. Dans toutes ces la

ves, le plagioclase est du labrador à 50-65 % d'anorthite, parfois de l'andésine

à 45-50 % d'anorthite. Le pyroxène est toujours de l'augite. Les laves mélano

crates sont des océanites et des ankaramites qui affleurent dans les deux massifs.

On distingue ces deux roches suivant les proportions respectives de pyroxène et

d'olivine. Dans l'ankaramite, le pyroxène l'emporte sUr l'olivine. Dans l'Gcéa

nite, c'est l'olivine qui l'emporte sur le pyroxène. Les laves leucocrates et

hololeucocrates existent seulement dans le massif du piton des Neiges. Ce sont

des trachytes, andésites, rhyolites. Les roches éruptives cristallines: péri

dotites, gabbros et syénites, affleurent seulement dans les cirques.

III - LE CLIMAT

L'île de La Réunion est soumise à l'alizé humide du Sud-Est, pendant

une grande partie de l'année, et à la mousson du Nord-Est pendant la saison

chaude, de Décembre à Avril. Ce régime des vents détermine, du fait du relief

important de l'île, deux régions climatiques très différentes: les régions de

- 92 -

l'Est et de l'Ouest. La régien de l'Est, ou régien du vent, est caractérisée

par des pluies abondantes et par l'absence de saison sèche marquée. Ces pluies

supérieures à 1700 mm, sont fréquemment de 3 à 5000 mm ; elles peuvent attein

dre 8000 mm. La région de l'Ouest, ou région s~us le vent, est caractérisée par

des pluies moyennes et par une longue saison sèche. Ces pluies, inférieures à

2000 mm sont fréquemment de 9 à 1200 mm en 5 mois de saison humide ; elles peu

vent baisser jusqu'à 600 mm dans les secteurs les moins arrosés. Le régime des

pluies à la Réunion est compliqué par deux faits: la variatien des pluies avec

l'altitude et l'existence de cyclones. Une ceinture de nuages, presque conti

nuelle, entoure les deux massifs, entre 800 m et 2000 m d'altitude, ce qui pro

voque une augmentation régulière des pluies avec l'altitude, de la mer jusqu'à

2000 m, puis une diminution des pluies pour les altitudes supérieures. Les cy

clones qui passent nombreux sur l'île provoquent pendant quelques heures des

pluies très abendantes (parfois 1000 mm en 24 h) qui entraînent de grandes ir

régularités dans la répartition des pluies. Les températures meyennes annuelles

qui sont de l'ordre de 23 à 25·C sur la côte, diminuent régulièrement avec l'al

titude, 17·C vers 1000 m, 14·C vers 1400 m, 5 à 10·C sur les sommets. La variété

de ces p1uviesitps et de ces températures donne à la Réunien une gamme de climats

extrêmement varipe.

IV - LA PEDOLOGIE

Une étude péde10gique de l'île de La Réunion a été effectuée par

RIQUIER (1960) qui a levé une carte des sels à l'échelle du 1/100.000. Les prin

cipaux sols cartographiés sont :

- les sols ferral1itiques brun-rouge, rouge, violet, brun, beige,

- les sols ferrugineux tropicaux bruns,

- les sols 1ithochromes sur 1api11es rouges ou jaunes.

Les types de sols sont en relation avec le climat.

En conclusion, ces différents caractères du milieu naturel de la Réunion

sont fav~rab1es à l'étude de la variation des altérations des roches basiques.

Les variables ou "facteurs" principaux seront le climat, la situation dans le

paysage, la roche-mère. C'est ce qui est entrepris dans les chapitres suivants.

CHAPITRE VI


SUR LES PENTES DES VOLCANS

L'altêratien des roches volcaniques basiques est êtudiêe sur les

pentes des deux volcans, dans les diffêrentes rêgiens climatiques de l'île.

Dans chacune de ces régions, les observations sent génêralement effectuêes

le long de une eu de plusieurs pentes, exceptiennellement auteur d'un vil

lage eu le long de la c~te. Sur les pentes, trois types principaux de roches

basiques affleurent : les basaltes, les scories basaltiques et les ocêanites.

Sur chaque pente, des profils d'altération dêveleppês sur les différentes ty

pes de roches sont choisis, de façon à ce que ces profils d'altération soient

répartis régulièrement le long d'un profil topographique qui joint l'extré

mité amont de la pente à son extrémité aval. Certaines pentes sont étudiées

sur toute leur longueur, d'autres, sur leur partie aval seulement. Pour cha

que pente, le profil topographique est tracé. Sur ce profil sent situés les

différents profils d'altération étudiés avec indication de la roche-mère et

de la composition minéralogique des altérites. Enfin, un tableau donne la tem

pérature moyenne annuelle et la pluviosité moyenne annuelle en différents

points du profil topographique. Ce tableau et le tracé du profil topographique

sont placés sur la même figure, de façon à rassembler les principaux faits

concernant l'altération des roches le long d'une pente.

Les techniques utilisées peur l'étude des altérites sont: l'obser

vation de lames minces au micros08pe polarisant, la diffractométrie des rayons

X, l'analyse thermique différentielle, la microscopie électronique, la méthode

SEGALEN de desage des amorphes (1968) et l'analyse chimique totale. Les cri

tères de détermination des minéraux de la famille de la kaolinite utilisés sont

ceux de SIEFFERMANN (1969). Il sera principalement question de minéraux cristal

lisés. Il faut noter que la détermination de la métahalloysite, en présence de

l'halloysite et de la kaolinite, est souvent délicate. Par convention. pour tous

les échantillons qui contiennent à la fois de l'halleysite et de la kaolinite

déserdennée, on écrit "halloysite - métahalleysite", ce qui veut dire que l'hal

loysite est présente et qu'il est possible qu'elle sait accompagnée de métahal

leysite. C'est avec la plus grande prudence qu'il sera traité des produits amor-

iN

StGlUes

les

Bains

o 10km1

St

- 94 -

St Denis

Piton de la

Fournaise

LA REUNION

Figure 29

TAKAMAKA - SAINT BENOIT

Pluv. Pluviosité mo,enne annuelle en mm

T Température mo,enne annuelle en ·C

Pluv. T3700 124700 14

8000 19

Tak maka

5.E

m····,,··F.i1 scories~ basaJtlque~

[ill oceanlte

~:50m

o 750m

8 ....·..·e I_ollt.

<J) '.110'.".

110\• méta"al.o,su.

1

"allo,&It. -m.ta"aIlO,&lte

kaollnite desordonnée

Saint Benoit

8000 196900 21

~53~60~0~0~22~32~!--_-_--------------------------------_-'--- ~~~:~~~~~~I~=======:==--=====~~~=2=5=0=m::~~.., __===~_===~~ =_-.~__-_-'__=__=-_~~=__=__=. =._=_=_=._.=__=_.=__. -_-=-~-:::_::__-__-_.---L--__=_-_~,"",_~ "",===~@~J....)_..N....E..-----------_.---,--------------------. ,

_--r---t 5.WPluv. T

Takamaka

t

PLAINE DES FOUGERES GILLOT Plaine des Fougères 1600m N

1500 24 OmFigure 30- Distribution des minéraux argileux sur des pentes est et nord

50m61110t

s

2300 222350 21Plu... T

"2600 19

- 95 -

phes. En effet, la méthode de desage des produits amorphes utilisée s'est ré

vélée à l'usage, mal adaptée à l'étude des altérites de roches basiques. Cer

tains échantillons présentent des courbes de dissolution difficilement inter

prétables. D'ailleurs, QUANTIN et al. (1974) ent montré que, l'halloysite très

hydratée, la goethite, et la magnétite, traités par la méthode SEGALEN, pou

vaient donner des courbes de dissolution d'amorphes.

Les résultats concernant les régions les plus humides, au Nord et à

l'Est de l'tle, sont présentés les premiers; les résultats concernant les ré

gions les moins humides, à l'Ouest, seront présentés ensuite.

l - L'ALTERATION DES ROCHES DANS LES REGIONS LES PLUS HUMIDES

A - REGION DE SAINT DENIS

La région de Saint Denis est située au Nord de la Réunion.

1. ~~~!~~~~~!~~_~~~_~~~~~~_!~_!~~g_~~_E~~~!!_~~E~~~~E~!9~~_~~_!~_~!~!~~_~~~

~~~~~~~~-~-~!!!!!

Le profil topographique de la Plaine des Fougères - Gillot, orienté

N-S, est situé à 6 km à l'Est de Saint Denis, sur les pentes nord du massif du

Piten des Neiges (fig. 29). Les profils d'altération ont été observés dans la

partie aval du profil topographique, entre l'altitude 700 m et la mer (fig. 30).

Ils sont développés sur basaltes, sur scories basaltiques ou sur océanites.

Ces roches se sont mises en place au cours de la phase II l du Piten des Neiges.

Elles appartiennent à des coulées r~centes non différenciées. Le Climat, chaud

et humide, se mCl)difie le long de la pente. De l'al ti tude 700, jusqu'à la mer,

la pluvi0sité diminue de 2600 mm à 1500 mm et la température augmente de 19 à

Les scories basaltiques se transforment en une argile jaune; les

basaltes et les océanites se transforment en une argile grise. Ces altérites

ont conservé la structure de leur roche-mère. Les altérites développées sur

basaltes, Gcéanites et scories basaltiques contiennent un ou plusieurs des mi

néraux suivants: gibbsite, imogelite, halloysite, métahalloysite et kaolinite

désordonnée.

Les séquences minéralogiques sont les suivantes, de l'amont vers

l'aval

- 96-

- dans l~s altérites de basalt~s,

• gibbsite + imQgelit~ + halloysite

• gibbsit~ + halloysite

• halloysi te

• hallQysit~ - métahalloysite + kaolinit~ désordonnée

- dans l~s altérit~s de scories basaltiques,

• gibbsit~ + imegolite

• halloysit~

• halloysit~ - métahalleysit~ + kaolinite désordonné~.

Les altérites d'océanit~s existent uniquement à l'aval de la pente,

elles sent constituées d'halloysite, de m2me que cell~s de basaltes formées

dans l~s mêmes conditions.

Les altérites de basaltes ~t d~ scori~s basaltiqu~s prés~nt~nt des

séqu~nc~s assez semblables ~t, sur basaltes, l'halloysit~ commence à se ferm~r

plus à l'amont qu~ sur scories basaltiqu~s.

La Montagne ~st un village situé à 8 km au Sud-Ouest de Saint Denis,

à l'altitude 400 m (fig. 29). Le climat, à proximité de ce village, est carac

térisé par une pluviosité de 1700 mm et une températur~ de 21·C. Dans la région

de La MQntagn~, l'altération des roches a été étudiée dans quatre coupes situées

à d~s altitudes ygisin~s. Les trois premières coupes, peu prefond~s (2 m), mon

trent chacune un profil d'al tératifm "simple". Chaqu~ profil est constitué par

un~ couche d'altérites, à structur~ de basalt~ conservé~, r~posant sur du ba

salt~ massif sain. Les altérites prélevées dans ces tr~is profils sont censti

tué~s d'halleysite et de montmerillonite, ou seu1em~nt d'hall.ysit~.

La quatrième coupe, plus profonde que les autres (5 m), entaille les

trois unités volcaniques suivantes, de haut en bas,

- une coulé~ basaltique A,

- une ceuche de proj~ctions B,

- une coulée basaltique C.

La coulé~ basaltique A est incemplètement altérée dans sa parti~ supéri~ur~,

~ntièrement altéré~ en prefendeur. La couche d~ projections B et la c.ulé~ ba

saltique C sent entièrement transformées en argiles. Les altérit~s prélevées

dans les coulées basaltiques A et C sent constituées d'halloysite et de mont

morillenite, les altérites prélevées dans la couche de projections sont cons

tituées de montmorillonites.

Interprétation. La couche intermédiaire à projections B, a certainement servi

de chemin de circulation aux nappes aquifères. On comprend qu'elle soit entiè

rement altér~e ainsi que la couche C sous-jacente, alors que la couche A supé-

- 97 -

rieure n'est altérée qu'à sa base.

La présence de montmoril10nite dans les altérites de projections vel

caniques basiques et dans certaines altérites de basaltes (où elle est associée

à l'halleysite), semble due à des conditions d'altération locales particulières.

Comme nous le verrons par la suite, sur ces roches et sous une pluviosité de

1700 mm, c'est généralement l'halleysite qui se synthétise.

3. Rés1.Dné

Le profil topographique de la Plaine des Feugères à Gillet, complété

par les observations faites près du village de La Montagne, montre des séquen

ces de minéraux argileux assez semblables dans les altérites de basaltes et de

scories basaltiques. La séquence générale est gibbsite, imogolite, halloysite,

halloysite-métahalloysite, kaolinite désordonnée. Chaque terme apparatt à son

tour de la mi-pente vers l'aval. La seule différence notable est que l'halloy

site se farme sur les basaltes, plus à 1 "amont que sur les scories basaltiques.

B - REGION DE TAKAMAKA - SAINT BENOIT

La rpgion de Takamaka - Saint Renoît est située dans la partie est

de la Réunien (fig. 2q). L'altération des roches est étudiée le long de deux

profils topographiques (fig. 30). Le premier profil, long de 4 km et orienté

NW-SE, se situe entre les altitudes 1520 m et 250 m. Le deuxième profil, long

de 12 km et orienté SW-NE, part d'un point situé sur le premier profil, à

l'altitude qOO m, et se prolonge jusqu'à la mer. Le premier profil topographi

que a une pente forte (20-), le deuxième a une pente beaucoup plus faible

(5 à 2-), qui diminue régulièrement de l'amont vers l'aval

Le premier prefil topegraphique passe par un sommet et la pente qui

joint celui-ci à la rivière des Marsouins (fig. 30). Les scories basaltiques

affleurent sur le semmet et localement sur la pente. Les basaltes affleurent

sur la pente. Ces roches sont dues aux manifestations volcaniques les plus ré

centes du massif du piton des Neiges: projections et coulées de puys adventifs.

Le climat varie le long du profil topographique; de l'amont vers l'aval, la plu

viosité et la température augmentent. Sur le sommet, à l'altitude 1500 m, la plu

viosité moyenne annuelle est de 3700 mm et la température moyenne annuelle est

de 12-C. Sur la pente, à l'altitude ROO m, la pluviosité est de ~OOO mm et la

température de 19-C. Les pluies sent réparties sur toute l'année. Les roches

sont altérées sur le sommet et sur la pente, entre les altitudes 1500 m et 800 m.

- 98 -

Plus bas, entre les altitudes 800 m et 250 m, le long du versant à très forte

pente de la vallée des Marsouins (45°), les roches sont parfai~ement saines.

Les basaltes sont altérés en argile gris beige, ayant conservé la

structure de la roche-mère. Cette altération, fort peu épaisse (quelques cen

timètres), s'observe uniquement de part et d'autre des ravines où se trouvent

des zones très humides couvertes de mousse et d'une végétation abondante. Entre

deux ravines, l'interfluve mentre des basaltes nus et sains. Ces altérites de

basaltes sont uniquement constituées d'halloysite, à l'exception d'un échan

tillon prélevé en bordure de la vallée des Marsouins (gibbsite et halloysite).

Les scories basaltiques sont altérées en argile jaune, à structure

de roche-mère conservée. La séquence minéralogique est la suivante

- au sommet, gibbsite, imogolite,

- en haut de pente, gibbsite, imogolite et halloysite,

- à mi-pente, halloysite.

Le résultat est que basaltes et scories basaltiques s'altèrent dif

féremment à l'amont, mais que les deux altérations convergent à mi-pente

elles sont toutes deux constituées d'halloysite.

2. ~~~!!~~~!~~~_~~~_~~~~~~_!~_!~~~_~~_~~~~~~~~_E~~~~!_!~E~~!~E~~S~~

Le deuxième profil topographique, situé sur l'une des pentes du piton

des Neiges, entre deux rivières parallèles, descend régulièrement jusqu'à la

mer (fig. 30), avec une direction SW-NE. Les roches qui affleurent le long de

ce profil topographique sont des basaltes qui appartiennent à la phase IV du

Piton des Neiges. Le climat très humide et chaud se modifie le long du profil.

De l'amont vers l'aval, la pluviosité diminue (de 8000 mm à 3000 mm) et la

température augmente (de 20 à 23°C).

Le basalte présente deux faciès d'altération: l'argile gris-beige

et le pain d'épices. L'argile gris-beige existe uniquement vers l'amont de la

pente où elle se présente dans les mêmes conditions que dans le premier profil

topographique. Elle se situe sur des coulées basaltiques très peu altérées,

de part et d'autre des ruisseaux, dans des petites zones très humides recou

vertes d'une végétation abondante. Elle est peu épaisse et constituée d'hal

loysite.

Le pain d'épices, se présente le long de la pente, sous des sols

épais, sur des coulées profondément altérées, soit auteur des blocs de basalte,

soit dans les diaclases du basalte encore sain. Ce pain d'épices est constitué

de gibbsite et d'halloysite. A l'amont, ce pain d'épices contient plus de gib

bsite et moins d'halloysite qu'à l'aval où survient de plus une petite quan

tité de métahalloysite.

1000mLa Plaine des Palmistes N..E

®

..'......=f. .,..•-..if.,

••• '1;.....t•.•".,4 •

Col de Bellevue

S·WN

®

..r * ~...,. .. :• r.: •

Vingt - septlemeN-W S

-SAINT BENOITNez de Boeuf

Pluv. T

1700 13

170& 13

131313

rlvlereClear~ s

16 --------

NEZ 'DE BOEUF-VINGT-SEPJ1EME -COL DE BELLEVUE

CD

S'OW

Pluv. T

eOOm

2700 20=--+-.- --

, ®

t+E

Saint Benoit

Om3000 23

• basaltes

~..... scories."~." basaltiques

glbbslte

e·...··,,···o ..".,.".e mé••••".,.".

produitsamorphes

Pluv.

T

1

1 •

Pluviosite moyenne annue Ile en mm

Tem ~era ture moyenne annuelle èn ·C

CI) Premier ,profil topographique rom® Deuxleme profil topographique

® Trolsleme profil topographique 0 250m

Figure 31 'Distribution 'des minéraux argileux sur des pentes est.

"

- 99 -

3. Résumé

La région de Takamaka-Saint Benott montre l'altération des basaltes

et des scories basaltiques sous un climat chaud, très humide et sans saison

sèche. L'essentiel tient dans les remarques suivantes.

a) Les basaltes s'altèrent de deux façons. Sous un tapis de mousse,

une argile gris-beige donne directement l'ha11oysite. Dans des sols profonds,

le basalte donne des pains d'épices à gibbsite et ha11.ysite avec croissance

relative de l'hal1oysite de l'amont vers l'aval.

b) Les scories basaltiques sous ces climats très humides (4000 à

SOOO mm), assez deux (13 à 19°C) et sur des versants à pente forte (200 ) dé

veloppent au long du versant une séquence minéralogique où apparaissent suc

cessivement : gibbsite et imego1ite puis ha11oysite.

c) A mi-versant, sur pente forte, avec des climats encore très hu

mides et encore doux (5 à 7000 mm et 15 à 1SoC) basaltes et scories donnent

le même produit d'altération: l'ha11oysite.

c - REGION DE NEZ DE BOEUF - VINGT SEPTIEME - COL DE BELLEVUE - SAINT BENOIT

La région de Nez de Boeuf - Vingt septième - Col de Bellevue -

Saint Benott est située sur une pente du cône externe du piton de la Fournaise

et dans la zone intermédiaire (fig. 29). Les observations sent effectuées sur

trois profils topographiques qui se succèdent dans le paysage, depuis l'extré

mité amont de la pente jusqu'à la mer (fig. 31). Le premier profil, orienté

SE-NW, est situé entre les altitudes 2000 m et 1600 m. Le deuxième, erienté

N-S, est subhorizonta1 et situé à l'altitude 1600 m. Le troisième, orienté

SW-NE, est situé entre l'altitude 1600 m et la mer. Les trois profils topo

graphiques ont une longueur totale de 25 km environ. Les roches qui affleu

rent dans cette région sont des basaltes et des scories basaltiques. Les ba

saltes appartiennent aux ceulées non différenciées du cêne externe du Piton

de la Fournaise et aux coulées des puys adventifs. Les scories basaltiques

appartiennent aux projections non différenciées des nombreux puys.

L'extrémit~ amont du premier profil topographique domine la rivière

des Remparts, son extrémité aval se raccorde à la région subhorizonta1e du

Vingt septième. Sur ce profil topographique à pente assez forte (12 0), le cli

mat est humide et froid. La pluviosité est comprise entre 1700 mm et 2000 mm

et la température est voisine de13°C.

Les basaltes s'altèrent en une argile gris-rose qui se développe

généralement de part et d'autre des diaclases, dans la roche massive. Cette

- 100 -

argile est constituée d'halloysite et de gibbsite. Les scories basaltiques s'al-

en argile jaune ou brune. Les altérites de scories basaltiques dévelop

pées à l'extrémité amont de la pente ne contiennent que des produits amorphes.

Par contre, sur la pente, les altérites contiennent de l'imogolite, accompagnée

ou non de g1bbs1te.

Ainsi, sur ce premier profil topographique amont, les scories engen

drent produits amorphes, imogolite et gibbsite. Elles n'engendrent pas l'hallQ

ysite qui se forme à partir des basaltes.

2. ~:~!!~~~!!~~_~~~_~~~~~~_!~_!~~~_~~_~~~~=~~~_E~!~!!_!~E~g~~E~!S~~

Le deuxième profil traverse une région subhorizontale. Dans cette ré

gion au climat humide et froid {pluviométr1e de 2000 mm, température de 13-C),

les basaltes ne sont pas altérés; par centre, les scories basaltiques sont par

t1ellement transformées en argiles jaunes ou rouges. L'argile rouge se trouve

au contact des scories saines, l'arg1le jaune se trouve au-dessus. Ces argiles

sont principalement constituées de gibbsite.

3. ~:~!!~~~!!~~_~~~_~~~È~~_!~_!!~g_~~_!~~!~!~~~_E~~~!!_!~E~~~~E~!S~~

Le troisième profil topographique joint le CGl de Bellevue à la mer

{près de Saint Benoît), en passant par La Plaine des Palmistes. Entre le col

et La Plaine des Palmistes, le long de la Rampe de la Grande Montée, la pente

est assez forte {10°) i entre La Plaine des Palmistes et la mer, la pente est

plus faible {3 à 4°). Sur la Rampe de la Grande Montée, ce sont généralement

les scories basaltiques qui affleurent, parfois des basaltes. A l'aval de La

Plaine des palmistes, les seules roches qui affleurent sont des basaltes récents.

Les scories basaltiques de la Rampe de la Grande Montée sont très attaquées par

l'érosion, en particulier vers l'aval de la pente. De nombreux ruisseaux en

taillent les scories basaltiques et drainent les eaux vers la rivière le Bras

Samy. Le climat se modifie le long du profil topographique. Sur la Rampe de

la Grande Montée, de l'amont vers l'aval, la pluviosité et la température aug

mentent ensemble. La pluviosité passe de 2000 mm à 3800 mm, la température de

13 à 16°C. De la Plaine des Palmistes jusqu'à la mer, la pluviosité et la tem

pérature varient en sens inverse. La pluviosité diminue de 3800 mm à 3000 mm,

la température augmente de 1b à 23°C. Dans toute cette région, les pluies sont

réparties sur toute l'année.

Les scories basaltiques du col de Bellevue et de la Rampe de la Grande

Montée sont transformées sur au moins 3 m d'épaisseur en argiles rouges à la

base et en arg1les jaunes au sommet. Les argiles reuges de base ont conservé

la structure des .c~ries sous-jacentes. Les argiles jaunes ont perdu la struc

ture de la roche-mère et sont recouvertes d'un sol brun-jaune peu épais.

- 101 -

Au contact des argiles rouges et jaunes, en observe souvent un petit niveau fer

rugineux induré de quelques millimètres d'épaisseur. Les séquences minéralogiques

sont les suivantes.

- Au cOI,et à l'amont de la pente, la gibbsite est largement dominante,

sur l'imogelite et l'halloysite.

- Sur la pente, l'halleysite augmente progressivement pour être le

seul censtituant à mi-pente.

- Vers l'aval, là où l'érosion entaille profondément les scories,

la gibbsite réapparait et l'halleysite disparait au profit de l'imegolite. Il

est clair que l'influence du drainage réactivé dans les zones érodées fait ré

apparaitre gibbsite et imegelite.

Les altérations des basaltes sont diverses. Elles sont gris jaune ou

jaune et ent censervé la structure du basalte.

- Au col de Bellevue, elles sont constituées de gibbsite et d'hal-

loysite.

- A l'aval de la Grande Montée en trouve gibbsite, halloysite et

métahalloysite.

- Les basaltes récents de l'aval dans la Plaine des palmistes, sent

parfaitement sains ou couverts d'une mince altérite jaunitre de quelques milli

mètres qui ne contient que des preduits amorphes.

4. Résumé

Les altérites de basaltes et de sceries basaltiques fermées le long

de la grande coupe de Nez de Boeuf à Vingt septième, au Col de Bellevue et à la

Plaine des Palmistes permet les remarques suivantes.

a) Les basaltes de cette coupe sont dans l'ensemble altérés en gibbsite

et halloysite. On note ici l'exception des basaltes très récents de la Plaine des

Palmistes qui n'ont développé qu'une mince pellicule formée de produits amorphes.

b) Les scories basaltiques sous des climats à pluviosité forte (de 1700

à 3800 mm) et température assez faible (inférieure à 16°C) donnent des altérites

où règne l'imogolite, accempagnée ou non de gibbsite. Mais des particularités

surviennent.

- Dans la région horizontale du Vingt septième la gibbsite devient le seul cons

tituant des altérites.

- Dans la chaine d'altération de la Rampe de la Grande Montée, on veit revenir

la séquence minéralogique déjà décrite: imogolite et gibbsite, halleysite.

Cette halloysite devient le seul minéral à mi-pente puis, quand le drainage

est activé, par l'érosion la séquence se retrouve à l'envers: halleysite,

gibbsite et imegelite.

- lu2 -

c) Il est clair que le bon drainage favorise la gibbsite et nuit à

l'halloysite. Et ce meilleur drainage peut être obtenu, soit par l'érosion qui

redresse les pentes, soit par la perosité de la roche-mère. C'est ainsi que la

gibbsite sera favorisée dans les zones bien drainées et sur scories basaltiques,

et que l'halloysite sera favorisée sur les zones moins bien drainées et à partir

des basaltes.

d) L'interférence de ces facteurs rend compte de la gamme de résultats

l'imogolite n'apparait que sur les scories et les deux autres termes de la sé

quence se répartissent en fonction de la porosité des roches et du drainage.

t

RAVINE DE LA GRANDE CHALOUPE - LA POSSESSION .R basaltes glbbslte _ hallOyslte~ méta halloy

• 1 site

dolomite

1

magnéslt~1

1

8 0 ••,.®.."o,.".

_ mét••a"o,....

_ montmor'''on''.

~sconesfïJ ba8altlque8

m,~oceanltes

Température moyenne annuelle en ·CT

o soom--==;==

Pluv, Pluvlo81te moyenne annuelle en~ mm

_ Ravi ne de 'a

• Grande Chaloupe

650m

E

Pluv. T

1700 20

1200 21

1000 22

900 23840 24

BRAS SAINTE SUZANNE - DOS D'ANE - LE PORT

s-e1

1

N-W

Pluv. T OtD1300m

Dos D'Ane

Plaine des GaletsLe PortOm

Distribution des mln':raux argileux et des concretions magnésiennes et silloeuses sur deux pentes nord.ouest,

800 24

1100 22

1300 20

1500 16

Figure 32

- 103 -

II - L'ALTERATION DES ROCHES DANS LES REGIONS LES MOINS HUMIDES

A - REGION DE LA POSSESSION - DOS D'ANE - LE PORT

La région de la Possession - Dos d'Ane - Le Port est située au Nord

Ouest de la ~punion, sur les pentes du massif du Piton des Neiges (fig. 29).

Les roches appartiennent à des coulées basaltiques mises en pl~ce au cours des

phases volcaniques l et III. Le climat est assez humide et pas très chaud à

l'amont des pentes, sec et chaud à l'aval. L'altération des roches est étu

diée le long de deux profils topographiques, situés à faible distance l'un de

l'autre. Chaque profil topographique joint l'extrémité amont d'une pente à

la mer. Le premier est situé entre la ravine de la Grande Chaloupe et La

Possession, le second entre le Bras Sainte Suzanne et Le Port (fig. 29).

1. ~~~!!~~~!~~~_~~~_~~~~~~_!~_!~~g_~~_e~~~!!_!~e~g~~e~!s~~_~~_!~_!~~!~~_~~

!~_~!~~~~_Q~~!~~e~_:_~~_~~~~~~~!~~

Le profil topographique de la ravine de la Grande Chaloupe - La

Possession, orienté Est-Ouest, long de 5 km, et situé entre l'altitude 650 m

et la mer, a une pente voisine de 10° (fig. 32). Les basaltes affleurent à

l'amont, entre les altitudes 650 m et 400 m, les océanites affleurent à l'aval,

entre l'altitude 400 m et la mer. Le climat se modifie sur ce profil topogra

phique. De l'amont vers l'aval, la pluviosité diminue de 1700 mm à 840 mm,

la température augmente de 20° à 24°C, la saison sèche s'allonge. A La Posses

sion, 75 % des précipitations se produisent en quatre mois, de décembre à mars.

Les basaltes et les océanites se transforment en des argiles qui

conservent la structure de leur roche-mère. Les argiles qui proviennent de la

transformation des basaltes sont grises ou beiges. Celles qui proviennent de

la transformation des océanites sont vertes ou rouges. Les profils d'altéra

tion observés le long de ce profil topographique appartiennent à deux familles.

Dans les profils de la première famille, la roche saine est en position norma

le à la base du profil, sous les altérites surmontées d'un sol. Dans les pro

fils de la deuxième famille, la roche saine est en position anormale, au-dessus

des altérites. Cette roche saine affleure sur les pentes, en bancs continus ou

en blocs isolés. Les bancs et les blocs de roche sont parfaitement sains dans

leur partie supérieure exposée à l'air, ils présentent un début d'altération

dans leur partie inférieure en contact avec la couche d'altérites. Entre les

blocs isolés, un sol peu épais s'est développé sur des altérites ayant conservé

la structure de leur roche-mère.

- 104 -

la première famille de profils d'altpration s'observe à l'amont du

profil topographique, entre les altitudes 650 m et 250 m, sur basaltes et sur

océanites. La deuxième famille s'observe à l'aval, entre l'altitude 250 m et

la mer, sur océanites seulement.

Les alt~rites de basaltes sont constituées d'halloysite, de méta

halloysite, et de kaolinite désordonnée. Les altérites d'océanites sont cons

tituées de montmorillonites. Les altérites de basaltes et d'océanites situées

aux altitudes supérieures à 200 m ne contiennent jamais de concrétions; par

contre, les altérites d'océanites situées aux altitudes inférieures à 200 m

contiennent, soit des concrétions magnésiennes, soit des concrétions siliceu

ses. Les concrétions magnésiennes commencent à se former plus à l'amont que

les cencr~tions siliceuses. Les premières s'observent entre l'altitude 200 m

et la mer, les secondes entre l'altitude 150 m et la mer. Les concr~tions ma

gnésiennes sont blanches, dures et ont la forme de rognons allongés. Elles

sont d'assez grande taille, leur longueur est comprise entre 5 et 10 cm, leur

épaisseur entre' et 3 cm. Elles s'observent vers 2 ou 3 m de profondeur, dans

les diaclases des océanites altérées. Elles sont constituées de magnésite et

de dolomite, ou seulement de magnésite. Les concrétiens siliceuses se présen

tent en petites couches dures, peu ~paisses (quelques mm à quelques cm), dans

la partie supérieure des profils, vers 0,5 - 1 m de profondeur. Ces couches

siliceuses recoupent les altérites d'océanites à structure conservée, elles

peuvent être parallèles à la surface topographique ou présenter une pente plus

forte que celle-ci. Elles sont constituées d'opale.

2. ~~~~!~~~!~~~_~~~_~~~~~~_!~_!!~2_~~_E~~~~!_!!E!2~~E~~9~~_~~~~_~~!~!~_~~~~~~~_:

Dos d'Ane - Plaine des Galets

Le profil topographique Bras Sainte Suzanne - Dos d'Ane - Plaine

des Galets, orienté SE-NW, long de 8 km, est situé entre les altitudes 1300 m

et 80 m (fig. 32). Il joint l'extrémité amont d'une pente à une plaine côtière

(La Plaine des Galets). Le climat se modifie le long de la pente. De l'amont

vers l'aval, la pluviosité diminue de 1500 mm à 800 mm, la température augmen

te de 16°C à 24°C, la saison sèche s'allonge. Au Port, 75 %des précipitations

se produisent en quatre mois, de décembre à mars. Les roches qui affleurent

sont des basaltes et des scories basaltiques.

Les scories basaltiques se transforment en argile jaune, les basal

tes en argiles grises ou beiges. Comme sur le profil topographique de la ra

vine de la Grande chaloupe - La Possession, examiné précédemment, les profils

d'altération se groupent en deux familles. Dans les profils de la première

famille, la roche saine est située sous les sols et les altérites, dans les

profils de la deuxième famille, la roche saine est située au-dessus des al

térites. Dans cette deuxième famille de profils, la reche saine affleure sur la

- 1)') -

lait Itudes

m

1300

1200

1000

650

500

400

200

150

80

0

climat Mx argileux

Pluv. T (sur basa Ites ) (sur océanltes)

1700 20

H-mH

Kd

1200 22

M

1000 22

M

+ concrétIOns

Mg

M

+ conc ret Ions

Mg ou SI

840 24

climat Mx argileux{sur scor les

Pluv. T (sur basaltes) basait Iques)

H +GI

1500 16'- GI

1500 17 ,

H

1200 21 -

'ilH

+

mH

800 23

M

800 23

2

1 - Profil topographique de la ravine de la Grande Chaloupe - La Possession.

2 - Profil topographique du Bras Sainte Suzanne - Dos d'Ane - Le Port.

Gi gibbsiteH halloysitemH métahalloysiteKd kaolinite désordonnéeM montmorillonitePluv. : pluviosité moyenne annuelle en mmT : température moyenne annuelle en Oc

TABLEAU XXVII - Composition minéralogique des altérites en fonction. de la situationtopographique, du climat et de la roche-mère.

- 106 -

surface tepographique, où elle se présente sous la forme de gros blocs iselés.

Ces blocs, parfaitement sains dans leur partie supérieure, altérés dans leur

partie inférieure, reposent sur une couche ~paisse d'altérites. Les prefils

d'altération de la première famille se situent vers l'amont du profil tep.

graphique, les profils d'altération de la deuxième famille se situent vers

l'aval, la limite entre les deux familles étant placée à l'altitude 200 m.

Les minéraux qui constituent les altérites de basaltes sont les

suivants

- à l'extrémité amont du profil topographique, halloysite et gibbsite,

- entre les altitudes de 1300 et de 500 m, halloysite,

- entre les altitudes de 500 et de 150 m, halloysite et métahalleysite,

- à l'extrémité aval du profil, montmorillonite exclusive.

Les altérites de scories basaltiques, qui ne sont situées qu'à l'amont du

profil sent constitu~es de gibbsite.

3. Résumé

Les résultats de l'étude des altérites dans les deux profils tepe

graphiques de la ravine de la Grande Chaloupe - La Possession et de Bras Sainte

Suzanne - Des d'Ane - Le Port, sent rassemblés sur le tableau XXVII. Situés dans

la partie ouest de l'île en climat moins humide et plus chaud ces résultats per

mettent quatre remarques.

a) On retrouve la séquence qui nous est familière mais prelengée de

termes nouveaux: gibbsite - gibbsite + halleysite - hall.ysite - halleysite +

métahalloysite - montmorillenite - concrétions magnésiennes et siliceuses.

b) La gibbsite n'apparaît seule que sur les scories basaltiques

plus perméables de l'amont. Dans les mêmes conditions les basaltes ferment le

couple gibbsite + halleysite.

c) Le minéral nouveau qui apparaît en bas de séquence est la montmo

rillonite. Mais elle apparaît plus tat sur les acéanites (400 m) que sur les

basaltes (150 m). On y voit le raIe de la roche-mère: l'océanite est beaucoup

plus riche en silicates de magnésie qui fournissent plus tat les concentrations

nécessaires en silice et magnésie pour la néoformation de la montmorillonite.

d) Enfin, en bas de profil et seulement sur les océanites, survien

nent les concrétions magnésiennes, à partir de 200 m et les concrétions sili

ceuses, à partir de 150 m. A nouveau la chimie des roches mères favorise les

concentrations nécessaires à ces néoformations.

B - REGION DE SAINT PAUL - SAINT LEU

Au paragraphe précédent, des altérites d'océanites contenant des

concrétions magnésiennes et des concrétions siliceuses ont été décrites.

- 107 -

Ces altérites sont situées, à l'aval d'une pente, dans une région au climat

chaud et sec. Dans le but de préciser les conditions de formation de ces con

crétions, l'altération des roches est étudiée dans la région de Saint Paul

Saint Leu qui bénéficie aussi d'un climat chaud et sec. Cette étude est me

née le long de trois profils topographiques situés à l'aval de trois pentes,

puis le long du littoral (fig. 29).

1. ~~~!!~~~!!~~_~~~_~~~~~~_!~_!!~g_~~_E~~~!!_!~E!g~~E~!S~~_~~_~~!!~~~~_:

Saint Paul

Le profil topographique de Bellemene - Saint Paul est situé entre

l'altitude 360 m et la mer (fig. 33). Long de trois km, orienté SE-NW, ce pro

fil traverse les coulées basaltiques récentes non différenciées de la phase

III du massif du piton des Neiges, et une plaine c8tière alluviale. Le climat

est chaud et assez sec. La température moyenne annuelle est comprise entre

22 et 24°C, la pluviosité moyenne est de 900-950 mm. La saison sèche est

longue, en bordure de mer, 75 % des précipitations se produisent en quatre

mois, de décembre à mars.

Les altérites de basaltes ont conservé la structure de leur roche

mère, elles sont grises et constituées d'halloysite et de métahalloysite.

L'halloysite existe uniquement dans le profil d'altération situé le plus à

l'amont. Le long du profil topographique, on a donc, de l'amont vers l'aval,

la séquence suivante :

halloysite + métahalloysite - métahalloysite

Le basalte massif sain, situé aux altitudes inférieures à 300 m

et sous la couche d'altérites, présente souvent, dans ses diaclases, des

"dépôts blanchâtres" épais de quelques millimètres et constitués d'opale.

Cette opale apparaît, dans le basalte, lorsque dans les altérites, la méta

halloysite remplace l'halloysite.

2. ~~~!!~~~!!~~_~~~_~~~~~~_!~_!~~g_~~_E~~~!!_!~E~g~~E~!g~~_~~_~~!~!_9!!!~~

les Hauts - Saint Gilles les Bains

Le profil topographique de Saint Gilles les Hauts - Saint Gilles

les Bains est situé entre l'altitude 220 m et la mer (fig. 33). Long de

4 km, orienté E-W, ce profil traverse les coulées basaltiques non différen

ciées des phases l et III du massif du piton des Neiges et une coulée bou

euse. Les basaltes affleurent aux altitudes supérieures à 200 m et à proxi

mité de la mer. Entre ces affleurements de basaltes,. le profil traverse une

coulée boueuse. Le climat est chaud et sec. La température moyenne annuelle

est de 23-24°C, la pluviosité est comprise entre 600 et 700 mm. La saison

SAINT GILLES LES HAUTS - SAINT GILLES LES BAINS

~ coulée. boueu.eB

.o~le

o me'.halloYBile

o halloyBUe

E,é ..

L'Ep.ron

Pluv. T

700 23

600 24 10 III III

• c.lclte

Pluv. PluVlo.lte' moyenne annuelle

en mlll

o..x;

BELLEMENE-SAINT PAUL T Temperature moyenne annuelle

en ·C

MW •500mo

SE

Sain' PaAl'Om

900 24

Pluv. T

950 22

,Figure 33 DI.trlbutlon de. mlneraua arglleua 1 «.- ~on••lIlceu.e. e' d •• accumulations calcaire., a ,'aval de oeull

pen'e. o"e.'.

- 10Q -

sèche est l&ngue, à Saint Gilles les Bains, 70 % des précipitations se pro

duisent en quatre mœis, de décembre à mars.

Les basaltes situés aux altitudes supérieures à 200 m sont recouverts

d'altérites, tandis que ceux de l'aval de la pente ont perdu leurs altérites

enlevées par l'érosion. Les altérites de basaltes situées à l'altitude 220 m

ont conservé la structure de leur roche-mère, elles sent grises et constituées

d'halloysite et de ml-tahalloysite. Des "d~p8ts" siliceux et des accumulations

calcaires ont été observés dans la coulée boueuse et dans l'affleurement de

basalte massif et sain situé à proximité de la mer. Les "dépSts" siliceux ap

paraissent dans la coulée beueuse, à l'altitude 130 m, à l'amont d'une région

qui présente une surface topographique à pente faible. Ils sont durs et de

couleur crème, ils consti thent à l'intérieur de la "boue" et à faible profon

deur (20 à 30 cm), une couche horizontale qui augmente d'épaisseur vers l'aval

1 cm à l'altitude 130 m, 15 cm à l'altitude 100 m. Cette couche siliceuse est

en fait constituée de couches élémentaires d'épaisseur millimétrique, séparées

les unes des autres par des couches d'argile de même épaisseur. A l'extrémité

aval de la pente, les "dépSts" siliceux existent uniquement à 7 m de profon

deur, sous forme de nodules allongés d'assez grande taille (5 à 10 cm), au

contact d'une coulée de basaltes et d'une coulée boueuse, la première recou

vrant la seconde. Les "dépats" siliceux sont constitués d'opale. Les accumu

lations calcaires se situent exclusivement dans la partie supérieure des cou

pes, à proximité de la surface topographique. Celles de l'amont du profil topo

graphique, dans la coulée boueuse, sont peu épaisses (1 mm) et atteignent des

profondeurs assez faibles (0,1 à 1 m). Les accumulations calcaires de l'aval,

dans les diaclases du basalte massif sain, sont plus épaisses (1 cm) ~t attei

gnent des profondeurs de 3 à 4 m.

3. L'altération des roches le lœng du profil topographique de La Saline -----------------------------------------------------------------------La Grande Ravine

Le profil topographique de La Saline - La Grande Ravine est situé

entre l'altitude 500 m et la mer (fig. 34). Long de 6 km, orienté NNE-SSW,

ce profil traverse les caulées récentes non différenciées de la phase III du

massif du piton des Neiges. Le climat varie le long de la pente, la pluvio

sité diminue de 950 mm à 700 mm, la température augmente de 20·C à 24-C, la

saison sèche s'allonge. En berdure de mer, 70 %des précipitations se produi

sent en quatre mois, de décembre à mars.

Dans la partie amont du profil topographique, jusqu'à l'altitude

300 m, les basaltes sont toujours recouverts d'altérites. Dans la partie aval

du profil, comprise entre l'altitude 300 m et la mer, les basaltes sains af

fleurent généralement et ce n'est que très localement qu'ils sont receuverts

d'altérites. Les basaltes situés entre les altitudes 500 m et 300 m se trans-

LA SALINE - LA GRANDE RAVINE

N NE

SSW

La Saline

eePluv. T

rom -(

950 20

800 21,

700 24 0 SOOm•

m."0"" CJ .o"oyo"o e mootmo""oo"o Oco.c..o ,Pluv, Pluviosite moyenne a~nuelle en mm

_ moto.oIlOyo"o ~ opo'. T •Temperature moyenne annuelle en C

Figure 34 Distribution des minéraux argileux/des concretions siliceuses et des accumulations calcalresl

.° 1~val d une pente ouest.

- 111-

forment en altérites gris-rose. Celles-ci se développent dans les diaclases

du basalte massif, jusqu'à une prefendeur de 2 à 3 m. Ces altérites ont con

servé la structure de leur roche-mère et ne contiennent plus de minéraux pri

maires; elles sent constituées d'halloysite et de métahalloysite. Les basal

tes situés à l'altitude 100 m présentent un début d'altération. Dans la par

tie supérieure d'un affleurement de basalte massif, immédiatement sous la sur

face topographique, on observe des boules entourées d'écailles fines concen

triques. Ces écailles contiennent de la montmorillonite, en plus des minéraux

du basalte incomplètement altérés. Des "dépSts" siliceux s'observent, dans

les diaclases des basaltes massifs sains, à partir de l'altitude 440 m et jus

qu'à la mer. La silice constitue, sur les épontes des diaclases, une serte

d'enduit de faible épaisseur (1 à 3 mm). A l'aval, ces "dép6ts" siliceux"

ont été observés dans des basaltes sains, généralement depuis la surface to

pographique et jusqu'à une profondeur de 4 m. Ils peuvent exister à plus gran

de profondeur, mais il n'a pas été possible de le vérifier. Enfin, des accu

mulations calcaires ont été observées à l'extrémité aval de la pente, dans la

partie superficielle des basaltes massifs sains et sur une faible épaisseur

(0,5 ml.

4. ~~~!!~~~!!~~_~~~_~~~~~!L_!~!_~~~~~!~!!~~!_~~!~~!~~!_~!_!~!_~~f~!!_!!!!~~~~

~_!~~~~~!!~_~!~!_~~!-f~~!~~

Les coupes situées à l'extrémité aval des pentes, entre Saint Paul

et Saint Leu, ont été systématiquement examinées. Ces coupes s'observent dans

les tranchées de la route qui longe la eSte, ou dans des carrières. Elles sont

situées à proximité de la mer, vers l'altitude 20 m. Elles entaillent des cou

lées boueuses et des coulées basaltiques. Les basaltes appartenant aux phases

l et III du massif du Piton des Neiges, affleurent dans toute la région. Les

affleurements de coulées boueuses les plus importants sont cennus dans la par

tie nord, entre Saint Paul et Saint Gilles les Bains. Le climat de cette ré

gien littorale est chaud et sec. La pluviosité moyenne annuelle est de 570 mm

à Saint Gilles et de 710 mm à Saint Leu, la température moyenne annuelle est

de 24-25°C, la saison sèche est longue. 70 à 75 % des précipitations se pro

duisent en quatre mois, de décembre à mars.

Les basaltes massifs sains, très érodés,affleurent. Parfois, ils ont

conservé, très localement, une petite partie de leurs altérites. Celles-ci sont

constituées de métahalloysite ou de montmorillonite.

Des accumulations de calcaire s'observent dans la plupart des coupes,

entre le Cap La Houssaye (situé à 3 km au Sud-Ouest de Saint Paul) et Saint

Gilles les Bains. Celles-ci occupent toujours la partie supérieure des coupes.

- 112 -

Le calcaire s'est déposé dans les diaclases du basalte massif, ou dans les

coulées boueuses conglemératiques. Ces accumulatiens de calcaire se sont dé

veloppées sur des profondeurs variables, qui peuvent atteindre 5 à 6 m. Loca

lement, on observe de véritables crontes calcaires. C'est le cas à proximité

du Cap La Heussaye, où la tranchée de la route montre une cronte horizontale

de 20 cm d'épaisseur, développée à la base d'une coulée boueuse de faible é

paisseur, au contact de celle-ci avec le basalte massif qu'elle recouvre.

Des dépGts siliceux s'observent depuis le Cap La Houssaye jusqu'à

saint Leu. Ils se situent dans les diaclases du basalte massif sain, dans les

fissures des coulées boueuses, GU autour des blocs contenus dans ces derniè

res. Dans les diaclases et dans les fissures, ils remplissent les espaces

"libres" ; leur épaisseur peut atteindre 2 à 3 cm. Ces "dépSts" siliceux sont

généralement visibles sur toute la hauteur des coupes ; parfois, ils n'appa

raissent qu'à' m environ sous la surface topographique. Ils sent constitués

d'opale.

Lorsqu'on observe dans la même coupe, des accumulations calcaires

et des concentrations siliceuses, les premières se situent toujours dans la

partie supérieure des coupes, les secondes en profondeur. C'est le cas au Cap

La Houssaye, dans une coupe taillée dans du basalte massif sain. Les diaclases

situées près de la surface topographique sont remplies de calcaire, celles de

la base de la coupe sont remplies d'opale. C'est aussi le cas d'une coupe si

tuée près de Saint Gilles les Bains, où l'on voit une coulée basaltique repo

sant sur une coulée boueuse. La partie supérieure de la coulée basaltique est

encrontée par du calcaire. Au contact de la coulée basaltique et de la coulée

boueuse, en observe des nedules d'opale.

Les résultats de l'étude des altérites des trois profils de la ré

gion Saint Paul - Saint Leu sont rassemblés sur le tableau XXVIII. Ces résul

tats et les observatiens faites à l'aval des pentes, le long du littoral, per

mettent les remarques suivantes, qui intéressent la région la plus sèche de

la Ré1lllion.

a) Les basaltes sont recouverts de leurs altérites dans les parties

élevées. Ils les ont perdues souvent dans les parties basses. Les minéraux

d'altération qui caractérisent ces altérites quand on peut les saisir, donnent

la séquence suivante: halleysite et métahalloysite - métahalloysite - ment

morillonite.

b) Cette séquence se prolonge par des accumulations de silice qui

se rencontrent dans les diaclases des basaltes sains ou en lits dans les cou

lées boueuses, d'épaisseur croissante en gagnant l'aval. Selon les cas, cette

2 3

concrétions

! , l11 ,

1

lQt) 23 l'I-mM1

1

,

•• 24 CC

B B578 24 .

halloysite

B concrétions ou accumu1atiorsituées dans les diaclasessa1te massif sain.

.....

.....w

C concrétions ou accumu1atiorsituées dans les coulées beeuses.

H

mH métaha110ysite

M montmori11onite

1,1

i,1

H

mH

900 '21

~llm~---

_ Mx argileux'Iuv. T

- - --ji! 950 20

1 11

,i

1 1

i 11

1

t

1B

1

i 1 11

M

700 24

B

1

1

1 ••• !"Ir-+-.1 1

siliceuses calcaires

concrétions accumulatl

Mx argileux

climat

720 23

'Iuv. 1 T- t

climatMx argileux

~-.- f-T slllc.us.sf---- - --f---- -

i 1

1

;

, 1

1, 1 ii

1

11 1

9501

22 i H-mH

111

1

1 mH

B

9&0 24

.

700 24

--

m

500

440

360

3001

220

280

Teo

130

,

1 QGI

25

0

1 - Profil topographique de Bellemène - Saiat Paul.2 - Profil topographique de Saint Gilles-les-Hauts - Saint Gilles-les-Bains.3 Profil topographique de la Saline - La Grande Ravine.

TABLEAU XXVIII - Composition minéralogique des a1térites de basaltes et nature des concrétions et accumulations observées le longdes 3 profils de la région de Saint Paul - Saint Leu.

- 114-

silice apparait à 450, 300, 130 m d'altitude, avec des pluviosités de 900 à

700 mm et des températures de 23 à 21°C.

c) Des accumulations calcaires sont visibles à l'aval des pentes

aussi bien sur basaltes que sur CGulées boueuses avec des pluviosités de 700 mm

et des températures de 24°C.

d) On doit remarquer que dans les coupes où elles coexistent, les

accumulations calcaires sont superficielles et les accumulations siliceuses

plus profondes.

C - REGION DE SAINT LOUIS - LE TAMPON

1. L'altération des roches le long du profil topographique de la Plaine des------------------------------------------------------------------------Makes - Saint Louis

Le profil topographique de La Plaine des Makes - Saint Louis est

situé sur une pente sud du piton des Neiges (fig. 29). Les observations sont

effectuées sur toute la longueur de cette pente, le long de trois profils to

pographiques qui se succèdent dans le paysage (fig. 35). Le premier, orienté

NE-SW est situé entre les altitudes 1500 m et 800 m, le second orienté NNW-SSE

est situé entre les altitudes AOO m et 250 m, le troisième orienté NNE-SSW

est situé entre l'altitude 250 m et la plaine alluviale c6tière (fig. 35).

La pente de ces profils diminue régulièrement de l'amont vers l'aval, elle

passe de 10° sur le premier à 0° dans la plaine citière. La longueur totale

de ces trois profils topographiques est d'environ 15 km. Les roches qui affleu

rent dans cette région sont des basaltes, des beues oenglomératiques et des

alluvions. Les basaltes affleurent sur la presque totalité des trois profils

topographiques, c'est seulement dans la partie aval du troisième que les ba

saltes laissent la place aux boues conglomératiques. Les alluvions affleurent

dans la plaine c6tière. Les basaltes appartiennent à la phase III du piton

des Neiges, aux coulées récentes différenciées du Petit Bénard. Le climat se

modifie régulièrement le long de la pente. De l'amont vers l'aval, la pluvio

sité diminue de 2300 mm à 800 mm, la température augmente de 15 à 24°C, la

saison sèche s'allenge et devient de plus en plus marquée.

Les altérites de basaltes sont généralement de couleur beige, peu

épaisses, développées dans la roche massive, de part et d'autre des diaclases.

Parfois, ces altérites plengent en profondeur, sous la roche parfaitement sai

ne. Localement, les basaltes sont recouverts par un sol brun de 1 à 2 m d'é

paisseur qui semble dériver de scories basaltiques. La composition minéralo

gique des altérites de basaltes varie le long de la pente. On a, de l'amont

vers l'aval, la séquence suivante:

---_._---====::::::=~~--300m

S SE

NNE

100m

.--------------t-------f~~:\__I

30m

r--~-~-

PLAINE DES MAKES - SAINT lOUIS

IpIUY.: T

2300 15

:2300 17 ----

S SE

! 1500 20 ---- -

1100 21 Saint Louis

900 22-~

80 24 Om

T Temperature moyenne annuelle en ·C

Pluv. Pluviosit': moyenne annuelle en mm

0__-====5::i~0m

glbbslte

Imogollte

halloyslte

métahalloysite

produits amorphes

~ .p.l'

®\;l~' .

, "",,,-s..:

, ~~,

e0:"". .

~\iEJfI

couléesboueuses

...*: +' scories..:-: basal tiques...:

~ basaltes

NE

700m

8':rl ve

BER IVE - LA' CAFRINE

Pluv, T

La Cafrine1400 19 550m---

SW1300 20 ___300m

',f. ..."' ••,....... "960 23

...om .. rr:

Figure 35 Distribution des minéraux argileux et des concrétions siliceuses à l'aval de deux pentes sud.

- 115 -

halloysite + imogelite - halleysite - métahalloysite

altitudes 1500 à 1250 m 1250 à 250 m 250 à 100 m

Dans les btues conglomératiques, situées vers l'aval du troisième

profil topegraphique, on observe, à faible profondeur, plusieurs couches blan

ches horizontales, de quelques millimètres d'épaisseur chacune, séparées les

unes des autres par de la boue. Ces couches blanches sont constituées d'opale.

2~ ~~~!~~~~~!~~_~~!_~~~~!_!~_!!~g_~~_f~f!!_~!E!2!~f~!9~~_~!-~~!!!~_:

La Cafrine

Le profil tepographique de Bérive - La Cafrine est situé au Sud de

la Réunion, à l'aval d'une pente du massif du Piton de la Fournaise, entre

l'altitude 700 m et la mer (fig. 29). Leng de 7 km, orienté NE-SV, ce profil

traverse les ceulées non différenciées du cSne externe et les coulées de puys

adventifs strembeliens. Les roches qui affleurent sent des basaltes et des

scories basaltiques (fig. 35). Le climat assez humide et chaud se modifie le

long de la pente; de l'amont vers l'aval, la pluviesité diminue de 1400 mm

à 960 mm, la température augmente de 19- à 23-C.

Les basal tes se transforment en des argiles gris-rose qui ont cen

servé la structure de leur roche-mère, les scories basaltiques en argiles jau

nes. A l'aval de la pente, aux altitudes inférieures à 200 m, des blocs de

basaltes affleurent. Ils sent parfaitement sains dans leur partie supérieure,

partiellement altérés dans leur partie inférieure. Ils re~sent sur une cou

che d'altérites qui a conservé la structure du basalte. Dans les altérites

de basaltes, on a, de l'amont vers l'aval, la séquence suivante 1

halleysite + gibbsite - halloysite - halloysite + métahalloysite

altitudes 700 à 550 m 550 à 200 m 200 à 0 m

De leur c8té, les scories basaltiques, qui n'affleurent qu'à partir de 400 m

s'altèrent là en produits amorphes, puis à 300 m en halloysite. A cette sta

tion l'altération est donc la m~e pour les scories que peur les basaltes.

Les résultats obtenus par l'étude des altérites le long des deux

profils tepegraphiques de La Plaine des Makes - Saint Louis et de Bérive-

La Cafrine, sont pertés sur le tableau XXIX. Ces résultats se résument en

trois peints.

altitudes

m

1500

1200

700

550

400

300

250

200

120

0

- 116 -

climat Mx argileux concrét Ions

Pluv. T (sur basaltes) siliceuses

2300 14

H + 1

2300 15 1-

~I,.-

H

1000 21 -~

mH

960 22

C

700 24

climat Mx argileux

(sur scoriesPluy. T (sur basaltes) basaltiques)

1400 19

H + GI

~ -

A

,1300 20

HH

-H + mH

960 23

La Plaine des Makes - Saint Louis Bérive - La Cafrine

Mx argileux : minéraux argileuxCi gibbsiteH haÙoysitemH métahalloysiteA amorphesC concrétions situées dans des coulées boueuses

Pluv. : pluviosité moyenne annuelle en mmT température moyenne annuelle en Oc

TABLEAU XXIX- Composition minéralogique des altérites de basaltes, de scoriesbasaltiques et des concrétions observés le long des profils topographiques de La Plaine des Makes - Saint Louis et de Bérive La Cafrine.

- 117 -

a) Dans la partie la plus haute de ces régions qui dominent la cGte

de Saint Louis et de Saint Pierre. nous retrouvons les pluviosités importan

tes et les températures fratches de l'altitude et la séquence minéralogique

des parties orientales de l'tle 1

Imogolite + halloysite - halloysite - métahalloysite

b) A Bérive (1400 mm et 1geC). en raison d'un bon drainage local.

c'est la gibbsite qui accompagne l'halloysite. en tête de la même séquence

minéralogique.

c) En bas de séquence s'ajoutent les concrétions siliceuses. mais

seulement au pied du profil qui aboutit à Saint Louis où la pluviosité baisse

entre 900 et 700 mm. A la Cafrine. en bas du second profil. avec une pluvio

sité de 960 mm, ces concrétiens n'apparaissent pas.

III - CONCLUSIONS

L'altération des roches volcaniques sur les pentes des volcans de

l'tle de la Réunion a été étudiée depuis les sommets jusqu'au rivage et sur

les deux faces est et ouest de l'tle. la plus humide comme la plus sèche.

Les conclusions principales sont les suivantes.

- Dans les altérations. les minéraux argileux s'ordonnent en une

séquence minérale depuis les sommets jusqu'au rivage. Cette séquence générale

est la suivante :

tmogolite et gibbsite - halloysite - métahalleysite

montmor.illonite

- Les hauteurs fratches et toujours humides favorisent l'imogolite.

- Le bon drainage. qu'il tienne à la porosité des roches (scories

basaltiques). à un drainage souterrain (scories sous basaltes) ou à une pente

particulièrement rapide. favorise la gibbsite.

- En bas de séquence et seulement sur le flanc ouest de l'tle. la

séquence minéralogique se complète avec des concrétions purement siliceuses

en opale. accompagnées parfois de croates calcaires et de concrétions magné

siennes (océanites).

- Le flanc oriental s'oppose au flanc occidental. A l'Est. la sé

quence minérale est interrompue à l'aval 1 jamais de montmorillonite. Au con

traire à l'Ouest. la séquence minérale se prolonge volontiers à l'aval par

des concrétions siliceuses calcaires et magnésiennes (océanites).

CHAPITRE VII

ETUDE DETAILLEE DES ALTERITES D'OCEANITES

ET DES CONCRETIONNEMENTS

l - ALTERITES D'OCEANITES ET CONCRETIONS MAGNESIENNES

A - L'OCEANITE

1. ~~~=~_~!~!!!2~~e~!~~=~

LACROIX (1912b) décrit deux types de laves basaltiques provenant

du volcan actif de la Réunion.

Le premier type, basalte banal, contient peu de phénocristaux d'oli

vine, sans inclusions. La pâte vitreuse contient des microlites de labrador

et d'augite et de rares cristalites de ·péridot.

Le second type est beaucoup plus riche en gros phénocristaux d'oli

vine, qui contiennent des inclusions de magn~tite. La p3te est plus cristal

line et les petits microcristaux de péridot sont plus fréquents.

LACROIX donne 13 analyses chimiques de ces roches: 10 du premier

et 3 du second type (tableau XXX). Il désigne les laves du second type sous

le nom de picrite feldspathique. Il précise : "Elle diff~re du premier type

par la pr~d.minance considérable de la magnésie, la tr~s faible augmentation

du fer et la diminution corrélative de tous les autres éléments. Mais, sous

ces différences, se cachent des analogies remarquables ••• la picrite ne dif

f~re minéralogiquement du basalte que par l'addition d'une grande quantité

de péridot (40 peur cent au lieu de 6)". Deux hypeth~ses sent envisagées peur

expliquer les relations génétiques entre les deux types.

- Premi~re hypeth~se. "Le magma commun a pu devenir hétéreg~ne par suite de

la rencontre en profondeur et de l'assimilation d'une roche grenue à oli-

vine".

- Deuxi~me hypoth~se. "Les cristaux d'olivine se seraient formés dans le mag

ma à haute température, puis seraient tombés sous l'influence de la gravi

té dans le fond du réservoir souterrain, qui se serait progressivement en

richi en orthosilicates".

Si02

A120

3Fe

20

3FeO MgO CaO Na

20 (20 Ti0

2P

20

5P.F. Totaux

a 47,97 14,57 1,90 9,65 7,03 12,23 2,25 0,94 2,87 0,34 0,09 99,84

b 47,70 14,84 1,77 9,89 8,33 11,88 2,06 0,93 2,40 0,37 Il 100,17

c 48,52 14,28 2,06 9,60 7,03 12,54 2,40 0,80 2.71 0,29 .. 100,23

d 48,26 14,74 2,49 8,95 6,76 12,39 2,38 0,90 2,81 0,44 0,15 100,27

e 47,63 14,83 3,13 8,48 6,77 13,04 2,26 1,04 2,81 0,28 0,08 100,35

f 48,64 14,13 3,01 8,92 7,01 12,34 2,25 0,81 2,61 0,35 0,08 100,15

g 48,41 14,82 1,72 9,83 7,11 12,02 2,16 0,85 2,87 0,39 Il 100,18

h 48,68 15,70 1,81 9,75 6,08 11,64 2,32 0,88 2,68 0,46 0,10 100,10

i 46,91 13,30 2,14 9,56 9,19 11,39 1,84 0,92 2,75 0,36 1,44 99,80

j 48,22 14,74 2,24 9,38 7,01 12,26 2,23 0,89 2,72 0,36 0,06 100,11 ~

1\)

0le 43,82 10,10 2,98 10,44 20,89 7,66 1,44 0,62 2,07 0,21 0,02 100,25 1

1 44,10 9,59 3,11 10,36 20,51 8,21 1,52 0,62 2,07 0,26 .. 100,35

m 43,96 9,84 3,04 10,40 20,70 7,93 1,48 0,62 2,07 0,23 0,01 100,28

- laves du premier type (normal), êchantillens a à j,- laves du deuxième type (très riche en olivine), êchantillons le à m.

TABLEAU XXX - Composition chimique de laves basaltiques du volcan actifde la Réunion (d'après LACROIX, 1912b).

- 121 -

Ultérieurement, LACROIX (1936) donna à cette picrite feldspathique le nom

d'océanite car ce type pétrographique spécial est fréquent dans les tles de

l'Océan Pacifique. LACROIX (1939) analyse trois échantillons d'océanites pré

levés sur des coulées qui se sont mises en place du 7 décembre 1938 au

11 janvier 1939. Ces analyses sent portées sur le tableau XXXI. Il précise

que ces roches sont des types mélanocrates riches en olivine.

:éCh.: Si02:A1203:Fe203: FeO : MnO : MgO : CaO: Na20: K20 : Ti02: P205: H20+: H20-:totaux:. . . . . . . . . . . . . . . .---- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ------4 :44 56: 8 90: 3 86: 9 18: 0 14:21 5B: 7 60: 1 ~9: 0 55: 2,22·.·traceJ. 0,24:. 0 11:100 23:.'.'.'. t.'.'.'.'.'. '.'.. . . . . . . . . . . . . . .5

6 :44 42: 7 72: 6 44: 7 25: 0 12:24 41: 6 44: 0 80: 0 66: 1 66:t : 0 31: 0 06:100 29:: ' : ' : ' : ' : ' : ' : ' : ' : ' : ' : races: ' : ' : ' :

TABLEAU XXXI - Composition chimique de trois échantillons d'ccéaniteappartenant aux coulées du Piton de la Fournaise, mises en place du 7 décembre 1938 au 11 janvier 1939(d'après LACROIX, 1939).

BlffiSIERE (1958) classe les océanites dans les laves mélanocrates qui groupent

aussi les ankarimites. Dans ces dernières, le pyroxène est plus abondant que

l'olivine; dans les océanites, c'est l'inverse.

L'Qcéanite de la région de la Possession se présente comme un ba

salte très riche en phénocristaux d'olivine de grande taille(jusqu'à 5 mm).

En plaque mince, on observe de nombreux cristaux d'olivine automorphes eu

arrondis au milieu d'une pâte finement microlitique qui contient des minéraux

opaques et de nombreux grains d'olivine de petite taille. L'analyse chimique

de 3 échantillons d'ecéanite saine prélevés dans 3 coupes différentes a été

effectuée. Les résultats sont présentés dans le tableau XXXII.

: :.: : : : : :.: : : perte: ::ech.: S102:A1203: MgO : CaO IFe203:Mn304: T102: Na20: K20: à : somme:

: : : : 1 : : : : : 1 .000:---- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----:.9330:. 44 7: 7 3 :21 63 1 5,9 : 13 2:0 200: 1 37: 1 101 0 36: 0 38:96 20:• • ':':' l ':':':':':':' 1

:9337: 44,5: 6,2 :~5i32' 5,2 : 14,5:0,210: 1,10: 0,82: 0,18: 0,58:98,75:

:9342: 44 8: 8,3 t2~.ti8: 5,6 14 0:0 200: 1 53: 0 97: 0 18: 1 41:99 10:: : t l 1 1 ':':':' 1 t:':'::mey.: 44,6: 7,2 :23,0 : 5,6 13,9:0,203: 1,30: 0,96: 0,24: 0,79:98,01:

: : 2:;

TABLEAU XXXII A - Composition chimique de l'océanite. Constituantsmajeurs exprimés en pourcentages.

- 122 -

: éch.: Sr : Ba: V : Ni Co Cr B Zn Ga Cu Pb Sn: : : : : : : : : : : : : :---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----:9330: 108: 61: 144:1230: 115: S : 0 : 268: 12: 184:: 0 : 7 :: :: ::: : ::9337: 77 45 109:1500:128: S 0 299: 9 199: 0 0:

~9342~94 64137:1200:116: S 0122:1077: 0 0

:moy.: 93 56 130:1310: 120: S 0: 230: 10: 153: 0 2

TABLBAU XXXII B - Composition chimique de l'océanite. Eléments tracesexprim~s en p.p.m.

La c~mparaison des tableaux XXX, XXXI et XXXII montre que la composition chi

mique moyenne de l'océanite de la région de La Possessien est voisine des com

positions chimiques des océanites étudiées par LACROIX et spécialement de cel

les des coulées de 1938-1939.

B - LES ALTERITES D'OCEANITE ET LES CONCRETIONS MAGNESIENNES

Les altérites d'océanite ont été observées à l'aval de la pente de la

Ravine de la Grande Chaloupe à la Possession, entre l'altitude 400 et la mer

(chapitre VI, figure 32). Les altérites qui ont conservé la structure de l'océ

anite se présentent sous deux faciès: l'un vert, l'autre rouge. Le premier con

tient des concrétions magnésiennes lorsqu'il est situé aux altitudes inférieu

res à 200 m, le second n'en contient jamais (tableau XXXIII). Ces altérites, à

structure d'océanite, sont traversées par des diaclases remplies d'une argile

rouge sans structure particulière. Les altérites situées aux altitudes infé

rieures à 150 m, et qui ne contiennent pas de concrétions magnésiennes, sont

parfois recoupées par des couches siliceuses (opale) disposées plus ou moins

parallèlement à la surface topographique. Lorsqu'on observe dans une même cou

pe les deux faciès d'altération à structure conservée, le vert et le rouge, le

premier est toujours situé au-dessus du second, à proximité de la surface topo

graphique. Les concrétions magnésiennes s'observent uniquement dans les alté

rites d'océanites, jamais dans les altérites de basalte.

2. ~~E~~~~~~_~~!_~!~~~~~~~

Toutes les analyses ont été effectuées sur la fraction inférieure

- 123 -

++++C.M.S.C. vert: 57370: 190 1

1 1: composition minéralogique: ~ch. :alt.:faciès d'altérationlconcrétions:de la fraction iniérieure à 2

: m : ::--ir --:-mi-:--ï:--:--O--:-GO-e--:---------- ------------------- ----------- ----- -~--- ----- ----- ------: : ::: : : : 1

1

: 573711 190 1 S.C. vert C.M. + + +

: 57372: 190: S..C. rouge : + + +

: 57376: 190 1

1

: 57377: 190:

S.C. vert

A.D. rouge

C.M. +

+ +

+

: 573781 19011

:57379119011 1

: 573801 160 11

: 573811 160 11

: 57382: 160:1

: 57383: 160::157374: 100 1

S.C. vert

S.C. vert

S.C. rouge

S.C. vert

A.D. rouge

A.D. rouge

S.C. vert

1

1

:

1

::1

:

C.M.

C.M.

C.M.

C.M.

+

+

+

+

+ ..+ :

:+ 1

+1

1 +:

+

1

1

: +

+

+

+

+

+

: 573851 70:1

: 573751 60:1

S.C. vert

S.C. rouge C.S.

:+ :

1

+ :1

:1

1

+

+

M : montmorillonite ; mH 1 métahalloysite ; L labrador, 0 olivineGoe 1 goethite.

alto 1 altitudes auxquelles les ~chantillons ont été prélevés ;C.M. concrétion magnésienneC.S. 1 concrétion siliceuse.

TABLEAU XXXIII - Localisation des ~chantillons prélevés dansles altérites à structure conservée (S.C.)vertes et rouges et les argiles rouges desdiaclases (A.D.), concrétions et compositionminéralogique de la fraction inférieure à 2~.

- 124 -

a) Minéralogie

Les échantillons ont été étudiés par

• diffraction des rayons X,

• analyse thermique différentielle,

identification par diffraction des rayons X des produits de recris

tallisation après chauffage de 2H à 1250oC,

• microscopie électronique.

- Les résultats obtenus par diffraction des rayons X sur les pâtes orientées

sont les suivants. Pour tous les échantillons, on obtient, sur les diffrac

togrammes "p8.tes normales" un pic à 15A, sur les "pâtes glycolées" un pic

à nA, sur les''p8.tes chauffées" un pic à 10A. Deux échantillons appartenant

aux faciès rouges, présentent sur les "pâtes normales", en plus du pic à

15Â, un pic de petite taille situé vers 7,3A. Ce pic non déplacé au glyco

lage, disparaît au chauffage. Ces analyses montrent que la plus grande par

tie des argiles des altérites d'océanite appartient à la famille de la mont

morillonite, mais que certains échantillons contiennent, en plus des montmo

rillonites, une petite quantité d'un minéral de la famille de la kaolinite.

- La diffraction des rayons X sur les poudres désorientées montre que la frac

tion inférieure à 2~des échantillons n'est jamais uniquement constituée de

montmorillonites (tableau XXXIII). Cette fraction contient toujours, en plus

de la montmorillonite, l'un des minéraux suivants: labrador, olivine, goe

thite. A ces minéraux s'ajoutent parfois, comme nous l'avons vu précédemment,

une petite quantité d'un minéral de la famille de la kaolinite. L'olivine

et la goethite sont toujours présentes en petite quantité ; par contre, le

labrador peut être présent en assez grande quantité. Le tablèau XXXIII montre

qu'il existe:

• du labrador dans tous les échantillons du faciès vert (pas de labrador

dans les faciès rouges),

• de l'olivine dans quelques échantillons du faciès vert,

• de la goethite dans de nombreux échantillons appartenant aux différents

faciès,

• le minéral de la famille de la kaolinite dans deux des échantillons des

faciès rouges.

On note que les minéraux primaires, labrador et olivine, s'observent unique

ment dans les altérites vertes.

57371

57372

51373

- '25 -

57374

',&08

57378

&7378

57379

6738'

&7:J83

Figure 36 Rai. (060) de 9 echantlllons -

- La raie (060) des diffractogrammes de rayons X de poudres désorientées a été"

spécialement étudiée dans le but de préciser le caractère dioctaédrique ou

trioctaédrique des montmorillonites. En effet, les montmorillonites dioctaé-o

driques ont une raie (060) située vers '.50A. les montmorillonites trioctaé-

Jriques Qne raie (060) située vers ,,52Â. Comme le montre la figure 36. les

raies (GhO) obtenues sur différents échantillons sont larges et ne permettent

pas de priciser le caractère dioctaédrique ou trioctaédrique des montmerillo

nites contenues dans ceux-ci.

- 126 -

- Les courbes d'analyse thermique diff~rentie11e obtenues sur les diff~rents

~chanti11ons peuvent être regroupées, à la suite des travaux de CHANTRET et

al. (1971) et de TRAUTH (1974), en 3 types (figure 37).

• 1er type. Après un crochet endothermique intense situ~ vers 14·C, il se

produit une seule réaction endothermique peu importante vers 850·C. Ce

type s'apparente au groupe Mb (saponite magn~sienne) des auteurs cités.

Les échantillons présentant ce type de courbe appartiennent au faciès

vert.

• 2ème type. Après un crochet endothermique intense situé vers 150·C, il

se produ1t deux r~actions endothermiques faibles mais marquées, l'une

vers 500·C, l'autre vers 830·C. Ce type de courbe s'apparente au groupe

Mc-Md (saponite ferro-magn~sienne et saponite a1umino-magn~sienne) d~crit

par CHANTRET et al. (1971). Les échantillons présentant ce type de courbe

appartiennent aussi au faciès vert.

• 3ème type. Après un crochet endothermique intense situ~ vers 150·C, il se

produit deux réactions endothermiques, l'une vers 500·C forte, l'autre

vers 830·C moins importante. La r~action endothermique située vers 500·C

s'amplifie par rapport au type pr~c~dent. Ce type de courbe pourrait

s'apparenter au type Ac de CHANTRET et al. (1971). Mais, vu que tous les

~chant111ons des faciès rouges présentent ce type de courbe et que deux

de ces échantillons contiennent une petite quantit~ d'un min~ra1 de la

famille de la kao1inite, il n'est pas impossible que tous les échantillons

appartenant à ces faciès contiennent également ce minéral en plus de la

montmori1lonite. Dans ce cas le 3ème type de courbe ne correspondrait pas

au type Ac, mais au mélange montmori11onite-min~ra1 de la famille de la

lcao1in1te.

- Les minéraux de recrista11isation obtenus sur les échantillons pr~sentant

une courbe d'ATD du 1er type (groupe Mb de CHANTRET et al.) sont: cristo

ba1ite, enstatite .~ h~atite. Pour le groupe Mb, les auteurs n'ont pas

déterminé l'h~matite. Les min~raux de recrista11isation obtenus sur les

échantillons présentant une courbe d'ATD du 2ème type (groupe Mc-Md des

auteurs) sont : cristoba1ite, enstatite, hématite. Pour ces groupes, les

auteurs ont identifié ces minéraux, mais ils ont trouv~ en plus : spinelle

et cordiérite. Enfin, les minéraux de recristallisation obtenus sur les

~chanti11ons présentant une courbe d'ATD du 3ème type (groupe Ac des auteurs

ou m~lange montmori11onite-minéral de la famille de la lcao1inite) sont :

cristoba1ite, spinelle, enstatite et hématite. Pour le groupe Ac, les au

teurs ont obtenu: cristoba1ite, spinelle et mullite. On constate que les

miné~aux de recristal1isation obtenus sur les échantillons pr~sentant une

courbe d'ATD appartenant aux types 2 et 3 sont assez différents de ceux

obtenus par CHANTRET et al. sur des montmorillonites des groupes Mc-Md et

- 127 -

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 C

Type 1

1

1

-.....r--, ~

1 i ) -rv -: cristoballte

1

11

1

1

1

i enstat Ite

!hématite

1

11 1i1

i

1

(facies vert)!,1

1

! 11 Type 21 \jr--" Vir'-~- r--1 """1

11

1

/ crlstobal ite

enstatlte

1

1 hématite

i~1

1

(facies vert),

r

1

11 Type 31

1 ....--

'\1 If N ---V - --1 -1

~I-

cristoba lite

1enstatlte

1

hématite

I~ - spinelle

(facies rouges)..Figure 37 Types de courbes d'analyse thermique dlff~r"ntlelle et mlne'raux de

recr i stallisat ion ( 1250 ·c )

- 128 -

Ac. Seuls les échantillons du 1er ty~e s'apparentent à un groupe des auteurs,

Sl on fait exception de l'hématite (groupe Mb).

- La microscopie électronique donne les résultats suivants.

• Les échantillons du faciès vert sont constitués de montmori110nites présen

tant le faciès "voile plissé", de labrador et d-'olivines altérées.

• Les échantillons des faclès rouges sont constitués de montmori110nites

présentant aussi le faciès "voile plissé" et d'ha110ysite ou métaha110ysite

présentant les faciès glomérule et tube. L'ha110ysite ou métaha110ysite

existe en quantité relativement importante.

• Le fer amorphe n'a été reconnu dans aucun des échantillons des différents

faciès.

En résumé, la fraction inférieure à 2~ du faciès vert est constituée

par un mélange de montmori110nite, labrador, olivine et goethite. D'après l'ana

lyse thermique différentielle la montmori110nite pourrait être une montmori110

nite magnésienne; cependant la pr~sence d'hématite en quantité importante dans

les produits de recrista11isation, alors que les échantillons ne contiennent

pas de fer amorphe et seulement une petite quantité de goethite, pourrait indi

quer qu'une partie du fer est dans les montmori110nites. Il peut s'agir, soit

d'une montmori110nite trioctaédrique magnésienne et ferrifère, soit d'un mé

lange de deux montmori110nites, l'une magnésienne, l'autre ferrifère.

Les faciès rouges sont constitués par un mélange de montmori110nites

et de métaha110ysite ; ces montmqri110nites peuvent être semblables à celles

du faciès vert.

b) Chimie

La fraction" inférieure à 2.Lf de tous les échantillons a été analysée

(tableau XXXV). Etant donné que cette fraction contient, en plus des montmo

ri110nites, un ou plusieurs des minéraux suivants: labrador, olivine, goe

thite et métaha11oysite, il n'est pas possible d'attribuer sa composition

chimique aux montmori110nites et par conséquent de calculer les formules struc

turales de celles-ci.

L'analyse des montmori11onites par microsonde électronique montre

qu'elles contiennent du fer en grande quantité, du magnésium en quanti~é

beaucoup moins importante et de l'aluminium en faible quantité.~

Le fer ferreux a été dosé dans les échantillons des différents faciès.

Ces échantillons n'en ,contiennent pas ou en contiennent en très faible quan

tité, généralement moins de 0,4 %. Etant donné que la fraction inférieure à

2 ~ des échantillons contient de 10 à 19 % de Fe203

, que ceux-ci contiennent

des quantités assez faibles de goethite et d'olivine et ne contiennent pas

de fer amorphe, il est probable qu'une grande partie de ce fer ferrique entre

dans le réseau des montmori110nites. Les échantillons contiendraient, ~onc des

- 129 -

- consu:ituantç maj~urs exprim~s en pour.centag.es._

somme: : perte

:, éch, .,: Si02 :"A1203:,' MgO : CaO :Fe20 3 :Mn304 : Ti02 : Na20: 1:2°: à: : : : : : : 1000----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----

: : : : : : : : 1 :

:57370: 49,5: 11,6: 12,1: 5,4 12,0 :0,243: 0,71: 1,93: 0,89: 3,61: 97,98::

:57371: 53,8' 6,2: 9,66: 2,5 17,3 :0,199: 0,41: 0,83: 0,39: 6,73: 98,01:

: 57372: 52,4 : 14,6 : 7,21 : 0,9 11 ,5 : 0, 1!l0: 0,78 : 0,43 : 0, 34 : 9,72: 98,06:

:57376: 54,4 : 7,2 : 9,43 : 2,3 17,4 :0,241: 0,48 : 0,88: 0,43 : 6,01 : 98,77:

: '57377: 50,7 : 19. r : 3,76 : 0,3 11,4 :0,142: 0,91 : 0, 12 : 0, 08 : 11 , 78: 98,69::

: 57378: 53,0 : 7,7 : 10,5 : 2,9 17,3 :0,276: 0,51 : 0,99: 0,42 : 5,58: 99,17:: :

: 57379: 53,8 : 6,2 : 10,4 : 2,2 19,4 :0,279: 0,44: 0,73: 0,'32: 6,21: 99,98::

: 57380: 53,6 : 9,2 : 11 ,3 : 0,8 14,7 :0,373: 0,48: 0,31 : 0,27 : 8,35: 99,38::

:57381: 52,1: 10,7 : 11 ,6 : 3,1 14,7 :0,262: 0,65 : 1,11 : 0,45 : 5,54:100,21::

: 57382: 52,4 : 16,7 : 7,24 : 0,4 10,6 :0,174: 0,85 : 0,22: 0,12: 10,21: 98,91::

: 57383: 55,6 : 13,7:4,65: 0,3 13,11 :0,157: 0,89: 0,15: 0,09 : 9,09: 98,43::

:57374: 53,7: 10,2: 7,39: 3,3 16 , 2 : 0, 265: 0, 69 : 1, 30 : 0, 51 : 5,64: 99,19:: :

: 57385: 52,4 : 12,4: 6,25: 0,3 18,1 :0,270: 1,34: 0,15: 0,06: 9,17:100,44::

:57375: 51,4 : 9,8: 7,5Cl: 1,0 : 17,9 :0, 1Cl6: 2,02: 0,20: 0,20: 8,30: 98,51:: :

- éléments traces exprimés en p.p.m,

o

°

20

28

10

24 :

13

18

8

7

6

°

11

11 : 12

10

"

°

a :

°°

a

o

o

o

a

o9

10 1

11 R1

:691

1120,

98: 17

104: 27

69: 32:

116: 22

120: 19

96: 281

112: 23

1041 341

HI 18:

111: 24:

1351 34

1,JOC 16

o

a

o

o

a

°°

a

o

o

o

°

o

236-:

409::

361 ::

466:

447:1

354:

3BS:

478::

351:

671 301::

92: 3511:

:!l6:

1

134::

491:

166::

163::

1931

146: 445:

12811

111 1

:18:

43:2360: 115: 444:. ,56: 1580:

43: 2360:

97: 1960:1

'52:2750:

50:2750::

38:2750:

')A:23601:

75:236011

76:158011

78: 19601: 1

1'331158ô:: 1

fl4:15801

60:

51 :

23:

49:

371

60:

2611

0:

79:

42:

70:

73:

15 ::

01

:16:

:108:

21::

136:

159: 104:: 1

14: ;f'):

:, éch. • Sr • Ba V: Ni : Co .: Cr ,,: B : Zn : Ga : Cu : Pb Sn Li Rb•• : :: ::: 1: : :----- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----: : : : : : : : : : 1 : 1 t

: 57370: 368: 274: R6: 1580: 141: 502: ° 104: 24 115: 9 a °:

124: 1R : 102: 3:

47: 5: °:

1071 °:

651 31

1221 6: °:

99: 0: °1

371 31

761 8:

521 19:

31: 41

:57371::

: 57372::

:57376:: ::57377:: ::5737R:: ::57379:: ::57390:::57381:: :1';738211 :157'38311 ::573741. :15738 l}:: 1'57~7'31

TABLEAU XXXV Composition chimique de la .fraction iDférieure à 21desaltérites d'océanites.

- 130 -

montmorillonites dioctaédriques ferrifères.

c) Types de montmorillonites

L'analyse minéralogique nous a conduit à considérer deux possibilités:

- les échantillons contiennent une seule espèce de montmorillonite trioctaédrique

magnésienne et ferrifère,

- les échantillons contiennent deux espèces de montmorillonites, l'une magnésienne,

l'autre ferrifère.

L'étude chimique semble indiquer que les échantillons contiennent des

montmorillonites dioctaédriques ferrifères.

On est donc amené à choisir la seconde possibilité, les échantillons

contiennent deux espèces de montmorillonites :

- des montmorillonites magnésiennes (saponites),

- et des montmorillonites dioctaédriques ferrifères (nontronites).

Enfin, on peut supposer que dans les échantillons, les saponites et

les nontronites sont associées dans les mêmes particules car la microsonde

électronique montre qu'un même "voile" de montmorillonite contient à la fois

du fer, de l'aluminium et du magnésium.

3. ~~E!~~!~~_~~~_~~~~!~!~~~~_~~~~~~~~~~~

Les concrétions magnésiennes se présentent dans les profils d'alté

ration, sous la forme de rognons allongés, longs de 5 à 10 cm, épais de 1 à 3 cm,

blancs et durs. Ces rognons sent disposés dans les diaclases de l'océanite alté

rée, leur allongement dans la direction des diaclases. Ils sont parfois accompa

gnés de veinules blanches magnésiennes.

En lame mince, ces concrétions présentent un aspect homogène, sans

cristallisation apparente-et parfois des fissures ou des vacuoles peu nombreu

ses, dont les parois sont tapissées de cristallites biréfringents. Ce fond

homogène ne contient pas d'enclaves d'océanite saine ou altérée. Aux rayons X,

la magnésite se révèle être le constituant cardinal accompagné parFois ~e dolo

mite ou de montmorillonite ou des deux.

La composition chimique (tableau XXXVI) ceft!irme l'examen optique:

41 à 45 %de magnésie, 1 à 2 %de cnaux, 0,5 à 3 %de silice. Le nickel et le

titan~ sont les éléments traces les mieux représentés.

- 131 -

- constituants majeurs exprimés en pourcentages.

somme:: perte:

:éch.: Si02 :.A1 203

:.· MgO CaO :Fe20 3:Mn303

: Ti02 : Na20:. K20 à: :::::: 1000 :---- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ------

~9299~ 1,5 : 0,3 :43,70~ 4,9 : 0,4: 0 : 0 : 0 : 0 :50,29~101,22~

:9303: 0,3 0 :42,20: 1,5 0 0 0 0 0 :51,91: 95,95:

:9309~ 3,2 0 :45,30~ 1,4 0,1 0 0 0 0 :50,21:100,26:

:9334: 1,0 0 :41,40: 1,6 0,3 0 0 0 0 :51,34: 95,64:

~9336~ 2,5 0 ~44,60~ 1,1 0,2 0 0 0 0 :50,70: 99,22~

:9344: 0,6 0 :41,90: 1,6 1,0 0 0 0 0 :51,84: 96,09:

~moy.~ 1,5 0 ~43,1Fl~ 2,0 0,3' 0 0 0 0 ~50,71: 97,38~

- éléments traces exprimés en ppm.

:éch.: Sr Ba v Ni Co Cr B Mn Ti Zn Ga Cu Pb

:----:----:----:----:---~:----:----:----:----:----:----:----:----:--~-:

o :1120:

70 : 220 :· .· .o 0:

38

35

25

46

20

32

33

8

8

8

10

4

2

6

13

9

11

15

7

12

11

130 :..188 :

(;

50 540: 46

o : 120: 42· .· .50

72

58

28

4920

30.: 29

12 39

16 31

36 31

15 0

o 35

18 27

186: 9

229 ~ 5

265: 8

242: 12

283: 2

224: 5:238: 6

20

12

10

13

o12

11

ooooooo

:9299: 70

:930 3: 15· .:9309: 60

: 9334: 15· .· .:9336: 0

: 9344: 0· .· .:moy.: 26

TABLEAU XXXVI - Composition chimique des concrétions magnésiennes.

4. Formation des profils d'altération et des concrétions magnésiennes------------------------------------------------------------------L'altération de l'océanite libère la plus grande partie du magnésium

contenue dans cette roche (23 % de M90). Du fait de l'évaporation, la concen

tration des solutions, en .particulier en magnésium, est forte près de la sur

face topographique: il se forme des montmorillonites et des concrétions ma

gnésiennes (le magnésium qui n'entre pas dans les montmorillonites magnésien

nes se carbonate et précipite). En profondeur, où les solutions sont moins

concentrées, il se forme des montmorillonites et de la métahalloysite. Tou

jours près de la surface topographique, dans le faciès vert, en milieu très

concentré, l'altération progresse lentement: le labrador et l'olivine sont

partiellement conservés; en profondeur, dans les faciès rouges, là où les

- 132 -

solutions sont moins concentrées, l'altération progresse plus rapidement

le labrador et l'olivine ont disparu.

L'hypothèse selon laquelle les concrétions magnésiennes seraient

dues à des phénomènes hydrethermaux n'a pas été envisagée car, comme nous

l'avons vu précédemment, ces c0ncrétions existent exclusivement dans la

partie supérieure des profils d'altération.

II - LES ACCUMULATIONS CALCAIRES

A - DEFINITIONS

RUELLAN (1971) étudie la distribution du calcaire dans les formations

alluviales colluviales et les sols. Il distingue, les distributions diffuses,

les concentrations discontinues, et les concentrations continues. A propos

des concentrations continues, il précise que lorsque la concentration du cal

caire fait dispara1tre la couleur habituelle des horizons de sols ou des dé

pets, on donne à l'horizon le nom d'encrofttement calcaire. Parmi les encroft

tements calcaires, il distingue, les encrofttements non feuilletés, les encroft

tements feuilletés et les encrofttements lamellaires ou pellicules rubanées.

Parmi les encroQtements non feuilletés, il définit deux types:

- les encrofttements massifs d'aspect crayeux ou tuffeux, de couleur claire,

à structure gén~ralement massive et à dureté variable,

- les encrofttements nodulaires, essentiellement constitués de nodules, pris

dans une gangue très calcaire.

Parmi les encroQtements feuilletés, il distingue,

- les croates, constituées par la superposition de feuillets d'encroûtement

durci mais non pétrifié, dans lesquels les teneurs en calcaire peuvent va

rier de 60 à plus de 90 %,

o 840 24

Mxclimat argileux

(surPluv, T basalte)

1300 20

H

1

11

1 1

i,1

H·mH

960 23

Mx concre'-climat argileux

tlons(sur

siliceusesPluv. T basalte)

1

1

1

, : i 11

, 1

mH900 22

C

700 24

B

Mx.

concre_ accumu-climat argileux

tlons latlons(sur

siliceuses calcairesPluv. T basalte)

950 20

900 21

H-mH ,

800 21--

11 1

1 ,

i ,i 1

1

1

-M-

B700 24

- -1----______

Mx,

conc re- accumu-climat argileux tlons lat IonsiP1r v•

(sursiliceuses calcairesT basalte)

1

1

1

i

1

:

1

1

1

1 700H-mH

23 1

, 1

, ~._-

1

1660 '24

C

C

570 24 B B

1,--B

mH

1 1r----- .

900 24

-

700 24

Mx.

concre-climat arg lieux tions

(surPI uv. T basalte) siliceuses

.

H-mHQ40 22

1

.V 1 1

1 1,

-1--- - -'_.;

..v

, 1 M1

800 23

1 800 23

Mxclimat argileux

(surPluv. T basalte)

H1200 21

-

J.o

H-mH

11 :

11

i

1

oo

.~----

Mx concré_ concré-c" m at argileux tlons tlons

(sur siliceuses magné-Pluv. T oceanlte siennes

11

1

1200 22 1

1

1

1 , !: M

:

25

100

180

150

ait.

500

440

360

300

220

200 •

, 130 ;

FI

Ravine de la Grande Chaloupe - La

Possessl"n

Bras Sainte Suzanne Bellemene - Saint Paul

-Dos D'Ane -Le Port

Saint Gilles les Hauts -Saint les Bains La Saline - La Grande Ravine La Plaine des Makes

Saint Louis

Berlve - La Cafrlne

ait. altitude en m

Pluv. plUvloslt~ moyenne annuelle en mm

T température moyenne annUltlJe en Oc

H halloysl te

m H métahalloysite

M montmorlllonite

Mx mineraux o concrétions situées dans les altérites d'oce'anite

B concrétions ou accumulations situées dans les diaclases du basalte massif sain

C concret ions 'lu accumulat Ions situées dans des coulées boueuses

Tableau xXXvrr -Composition minéralogiq ue des altérites d 'océanite et de basalte et nature des concrétions et accu mulations 1al'aval des pentes de la region la

plus séche de la Reunion (Ouest et Sud Ouest).

- 133 -

- les dalles compactes, constituées par un ou plusieurs feuillets de calcaire,

extrêmement durs.

Enfin, les encro~tements lamellaires ou pellicules rubanées, sont des forma

tions très dures et très calcaires, nettement stratifiées, qui recouvrent les

autres faciès à leur partie supérieure.

Les accumulations calcaires observées à la Réunion sont, selon la

terminologie de RUELLAN, généralement des encroUtements massifs, parfois des

cro~tes.

B - LOCALISATION GEOGRAPHIQUE, TOPOGRAPHIQUE ET CLIMATIQUE DES ACCUMULATIONS

CALCAIRES

Le tableau XXXVII résume les observations faites le long des 7 pro

fils topographiques étudiés dans les r~gions les plus sèches de la Réunion

(Ouest et Sud-Ouest). Dans chaque profil topographique, on y indique, en fonc

tion des altitudes, le climat, la nature des altérites, les concrétions et

les roches sur lesquelles celles-ci se sont déposées. On constate que des ac

cumulations calcaires existent à l'aval de 2 sur 6 des profils. D'abord à l'a

val du profil Saint-Gilles-Ies-Hauts - Saint-Gilles-Ies-Bains, aux altitudes

inférieures à 180 m avec 700 à 570 mm de pluie et 24 à 23°C. Ensuite à l'aval

du profil La Saline - La Grande Ravine, aux altitudes inférieures à 25 m avec

700 mm de pluie et 24°C. De plus, en bord de mer, entre le Cap La Houssaye

et Saint-Gilles-Ies-Bains, les accumulations calcaires sont présentes avec

un climat analogue ou encore plus sec. C'est donc dans cette région la plus

sèche, avec 75 ~ des pluies qui tombent entre Décembre et Mars, que les accu

mulations calcaires se développent.

C - PROPRIETES DES ACCUMULATIONS CALCAIRES

Les accumulations calcaires, lorsqu'èlles apparaissent sur les pen

tes, sont peu épaisses. ~lles sont constituées par des dépSts blanchâtres de

1 à 3 mm d'épaisseur, situés dans les fissures les plus superficielles des

coulées boueuses, ou des basaltes massifs sains. Vers l'aval, l'épaisseur des

dépSts augmente, et les accumulations calcaires gagnent en profondeur. C'est

seulement à l'extrémité aval des pentes que ces accumulations Calcaires pren

nent les faciès d'encro~tementsmassifs et de croUtes. Les encro~tements et

les cro~tes calcaires occupent toujours la partie supérieure des coupes. Les

encr.~tements constituent une sorte de réseau blanchâtre qui renferme dans

ses mailles, soit des "il8ts" de boue, soit des galets, s0it des morceaux de

- 134 -

basalte sain ou altéré. Vers la profondeur, le réseau calcaire devient de moins

en moins serré et finalement se limite au remplissage des plus grandes diacla

ses au fissures. L'épaisseur des encrontements varie d'une coupe à l'autre,

elle peut atteindre 5 à 6 m. Les crontes calcaires sent assez rares, elles

ont une épaisseur de 10 à 20 cm, et sont constituées de feuillets.

Les lames minces taillées dans les encrontements calcaires montrent

qu'ils sont microcrista11ins et qu'ils contiennent toujours des morceaux de

basaltes sains ou partiellement altérés. Ces encrentements calcaires sent gé

néralement vacuolaires et traversés par de nombreuses fissures. Sur les pareis

des vacuoles et des fissures, de grands cristaux de calcite se sent déve1ep

pés perpendiculairement à celles-ci. Les vaCQ81es sent teujours vides. La plte

micrecrista11ine ne présente généralement pas d'erganisation particulière,

sauf dans un échanti11en où l'en a observé un réseau pe1ygona1 censtitué de

grands cristaux de calcite. Les mailles du réseau polygonal sont remplies par

des cristaux de très petite taille. La diffractométrie des rayons X révèle

la présence, dans les encrentements et crontes calcaires, de calcite en grande

quantité, de p1agiec1ases et de minéraux argileux (mentmeri11enite et méta

ha11oysite) en quantités variables. La montmeri11enite et la métaha11eysite

sont très probablement héritées des a1térites de basaltes eu des coulées bou

euses. Les encrontements calcaires contiennent enviren 30 % de CaO, 0,8 % de

Mn304 , 200 à 300 ppm de Sr.

D - FORMATION DES ACCUMULATIONS CALCAIRES

1. ~~~~~~_~!~~!~~~f~!9~~~

RUELLAN (1967, 1971) montre que la formation des crontes calcaires

du Maroc, ne peut s'expliquer que par une redistribution latérale du calcium,

par migration oblique des solutions du sol, en climat méditerranéen aride à

semi-aride, avec précipitations concentrées en hiver. NAHON et RUELLAN (1972)

montrent, au Sénégal, que les crontes calcaires se forment également, si les

précipitations sont concentrées en été (500 à 700 mm de juin à septembre).

2. Formation

A la Réunion, les encrontements et croates calcaires se situent à

l'extrémité aval des pentes ouest du massif du Piton des Neiges. Ces pentes

sont recouvertes, sur leur plus grande partie, d'argi1es';kao1iniques formées

aux dépens de roches volcaniques basiques contenant de 6 à 8 % de CaO. On sait

que la transformation des roches volcaniques basiques en argiles kao1iniques

provoque le lessivage de la totalité du calcium. Le calcium libéré, en solu

tion dans les eaux des sols, est entraîné vers l'aval des pentes. Ces eaux,

- 135 -

lorsqu'elles parviennent à l'extrémité aval des pentes, rencontrent un climat

chaud, peu humide et à saisons très contrastées. Le calcium précipite seus

forme de calcite dans la partie superficielle des ceulées boueuses et des af

fleurements de basaltes massifs érodés. Ainsi, les creÜtes calcaires de la

Réunion, comme celles du Maroc et du Sénégal, se forment à partir du calcium

en voie de migration latérale. Au Maroc et au Sénégal, le calcium provient

de roches calcaires, à la Réunion, il provient d'altérites de roches volca

niques basiques formées sous un climat humide.

III - LES SILICIFICATIONS

Au chap1tre VI, consacré à l'étude des altérites développées le long

des pentes des volcans de la Réunion, des "s ilicifications" ont été décrites.

Ces "silicifications" sont étudiées en détail ici.

A - LOCALISATION GEOGRAPHIQUE, TOPOGRAPHIQUE ET CLIMATIQUE DES SILICIFICATIONS

La place des silicifications dans les 7 profils topographiques des

régions sèches de l'~lè est également portée sur le tableau XXXVII. Ces silici

fications apparaissent, toujours à l'aval des pentes entre une altitude varia

ble selon les profils (entre 300 et 100 m) et le niveau de la mer. Elles se

présentent toujours dans les m@mes conditions climatiques: pluviosité de 600

à 900 mm, température de 21 à 23·C et longue saison sèche (75 %des précipita

tions en 4 mois, de décembre à mars). Deux pentes ne présentent pas de silici

fications la pente de Bras Sainte Suzanne - Dos diAne - Le Port et la pente

de Bérive - La Cafrine, cette dernière bénéficie d'un climat un peu plus humide

que les 6 autres t960 mm à son extrémité aval). Les silicifications ne s'ob

servent jamais sur les pentes les plus humides de la Réunion. Ainsi c'est seu

lement entre le Cap de la Houssaye et Saint Louis, sur le pied des pentes occi

dentales du Piton des Neiges, que les climats sont assez secs pour permettre

ces accumulations siliceuses : climats à pluviosité inférieure à 900 mm, à

23-21·C de température moyenne et à longue saison sèche.

- 136 -

B ~ CARACTERISTIQUES DES SILICIFICATIONS

~. Relations des silicifications avec les altérites et les roches--------------------------------------------------------------Les silicifications ont été observées dans des altérites d'océanites

à structure conservée, des coulées boueuses et des diaclases de basaltes massifs

et sains.

Dans les altérites d'océanites à structure conservée, les silicifi

cations se prpsentent dans la partie supérieure des coupes (vers 1 m de profon

deur), en petites couches de couleur beige, dures, peu épaisses (quelques mil

limètres à quelques centimètres) et parallèles entre elles. Ces couches sili

Ceuses recoupent les altérites, elles peuvent être parallèles à la surface

topographique ou présenter une pente plus forte que celle-ci. Les altérites

d'océanites peuvent contenir aussi des concrétions magnésiennes; celles-ci

ne s'observent jamais dans les mêmes coupes que les silicifications.

Dans les coulées boueuses, les silicifications se disposent dans

les profils topographiques de la façon suivante :

- Sur le profil de Saint Gilles-les-Hauts à Saint Gilles-Ies-Bains, les sili

cifications apparaissent à l'altitude 130 m, juste à l'amont d'un replat.

Elles se présentent à l'intérieur de la coulée boueuse, à faible profondeur

(20 à 30 cm) en petites couches horizontales, qui augmentent d'épaisseur vers

l'aval: 1 cm à l'altitude de 130 m, 15 cm à l'altitude de 100 m. Cette cou

che siliceuse est formée de couches élémentaires millimétriques, séparées

les unes des autres par des couches d'argile de même épaisseur.

- Sur la pente de la Plaine des Makes à Saint Louis, la disposition est la

même: région basse, partie supérieure de la coulée, faible épaisseur.

Dans les diaclases des basaltes massifs et sains, les silicifications ont

la disposition suivante:

- Sur la pente de Bellemène à Saint Paul, les silicifications sont présentes

à partir de l'altitude 300 m dans les diaclases du basàlte situé sous les

altérites en place à métahalloysite, mais aussi dans les diaclases du ba

salte ayant perdu ses altérites.

- Sur la pente de La Saline à la Grande Ravine, les silicificat10ns, qui com

mencent à l'altitude 130 m, existent seulement dans les diaclases du basalte

décapé de ses altérites.

- Dans les deux cas, l'épaisseur des silicifications croît depuis leur naissance

jusqu'au niveau de la mer. Au bord de la mer, plusieurs coupes montrent la co

existence des encroUtements calcaires et des silicifications, les premiers près

de la surface, les seconds plus profonds.

- 137 -

- Constituants majeurs exprimés en pourcentages.

: perte:écho Si02 ~A1203~ MgC CaO :F'e203:Mn~04: Ti02 : Na20: [20 à somme:

0 0 : : ~: : : : 1000·C:0 0------ ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ------ ------: . 0 0 . 0 0 . 0 . 00 0 0 . . . 0 . . 0

9312 74,9 : 9,6 : 0,43 : 0,5 4,1 0,30: 1,27 : 0,45: 0,34 : 8,11 99,76:

9313 'la, Q : 5,9 0,57 : 0,8 3,9 0,50: 0,80: 0,66: 0,37 : 5,50 99,32:

9345 84,1 : 5,6 1,33 : 1 ,1 2,5 : 0, 05 : 0, 5a : 1-, 23 : 0, 59 : 3,23 :100,17:

9315 83,4 : 4,0 : 0,67 : 1 ,5 3,5 : 0,60: 0,80: 0,88: 0,35 : 3,31 98,41:

9316 75,8 : R,3 : 0,78: 1,5 : 4,3 : 0,60: 0,91 : 1,55: 0,73: 5,23 99,22:

9328 74,4 : 7,5 1 ,47 : 2,1 6,6 : 0,10 : 1,38 : 1,58: 0,69: 3,84 99,62:

moy. 79,2 : 6,8 o, 87 : 1, 25 : 4, 15 : 0, 35 : 0, 94 : 1,06 : 0,51 4,87 99,41:

- Elpments traces exprimés en pop.m.

éCho Sr Ba V Ni Co Cr B ~n Ga Cu Db0

Sn0 · · . 0 0 · 0 : 0 :0 · · 0 · . · · 0 .------ ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----0 0 · 0 · 0 · · . . 0 00 · 0 . · 0 · · . 0 0 0

1 9312 23 25 83 9 2 a a 27 10 44 a 0

9313 ;'l6 43 69 5 7 a 0 28 4 94 0 0

9345 56 53 29 14 0 0 a 13 2 15 0 a

9315 53 33 41 a 0 0 0 35 0 36 0 0

9316 95 66 48 3 a 0 0 41 7 32 0 0

9328 148 : 106 : 59 7 11 a a 58 11 25 a 0

moyo 70 54 55 6 3 0 0 33 6 61 0 a

TABLEAU XXXVIII - Composition chimique des concrétions siliceuses.

- 139 -

En résumé, les silicifications se présentent dans des faciès divers

altérites d'océanites, coulées boueuses, diaclases des basaltes massifs. Dans

les deux premiers cas elles forment des petites couches subhorizontales, à fai

ble pente vers la mer, et à faible profondeur. Dans les basaltes, elles occu

pent les diaclases. Dans tous les cas leur épaisseur augmente de l'amont vers

l'aval.

L'observation, au microscope polarisant, de lames minces taillées dans

différents échantillons de "dép8ts siliceux" montre que ceux-ci sont très po

reux, qu'11s contiennent souvent des morceaux de basaltes sains ou partielle

ment altérés et qu'ils ne présentent aucune organisation particulière. Ces

"dépôts slliceux" sont généralement isotropes ; toutefois, ils présentent par

fois, sur les parois des pores, dans les fissures, ou au contact dépôt siliceux

basalte, des f1bres microcristallines à extinction roulante. Ils contiennent

aussi quelques organismes dont la taille est comprise entre 0,5 et 1,5 mm, et

qui ressemblent à des algues. L'analyse par diffraction des rayons X ne donne

pas les raies caractéristiques des formes cristallines de la silice, quartz,o

cristobalite, tridymite. Mais un "dame" axé sur une équidistance à 4 A qui ca-

ractérise nombre d'opales. On note aussi de petites quantités de kaolinite et

de plagioclases. Les analyses chimiques de 6 échantillons sont présentées sur

le tableau XXXVIII. Ces échantillons contiennent près de 80 %de silice. Ils con

tiennent aussi d'autres oxydes que l'on doit attribuer aux morceaux de basal-

tes partiellement altérés en kaolinite.

En résumé, les concrétions siliceuses de l'Ouest de l'île de la

Réunion, sont constituées d'opale et se développent uniquement à l'aval des

pentes des régions les plus sèches et d'une manière croissante de l'amont vers

l'aval.

c - PORMATION DES SILICIFICATIONS

1. ~~~~~~~_~~~!~~2~~~~~~~~~

Le problème de la genèse des silicifications a fait l'objet d'une

mise au point de MILLOT (1964) s'appuyant sur des travaux antérieurs et pro

posant une interprétation du mécanisme des silicifications par croissance des

cristaux régulière ou contrariée (MILLOT, RADIER, MULLER, FEUGA, DEFOSSEZ et

WEYl 1959 ; ~ILLOT, 1960). Ce qui intéresse le plus le cas de la Réunion est

la mise au point sur ce qu'on appelle les "silicifications Climatiques",

c'est-à-dire sur les silicifications proches de la surface et en relation avec

les phénomènes d'altération et de pédogenèse. Il apparatt que les silicifi

cations qui atteignent les sables ou les grès des hauteurs, buttes et som

mets de falaise, s'effectuent sous forme de quartzification. Les grains de

sable se "nourrissent ll et s'entourent d'une auréole de quartz limpide,

jusqu'à s'engrener les uns dans les autres et donner une quartzite en mo

sa1que. Au contraire, les silicifications qui se développement dans les

cuvettes et dans les nappes engendrent les formes cristallines moins or

données de la silice : calcédoine et opale. En-dehors de ce point de vue

de situation la question des roches hôtes n'est pas indifférente car les

carbonates préfèrent la silicification en calcédoine et les argiles don

nent fréquemment la silicification en opale. L'interprétation donnée par

MILLOT (1960-1964) tient au mode de croissance des cristaux. Dans des so

lutions très diluées, pures, dépourvues de cations parasites, la croissance

régulière des macrocristaux de quartz est assurée. Dans des solutions plus

aval contenant des cations ou des impuretés, la croissance cristalline sera

contrariée, soit pour donner la calcédoine, croissance microcristalline,

soit pour donner l'ensemble des opales, croissance cryptocristalline très

contrariée et imparfaite. Par ailleurs, les solutions très enrichies en si

lice peuvent se polymériser et donner de véritables gels, correspondant aux

opales amorphes. Enfin il est montré que si les solutions siliceuses pré

cipitent dans un milieu où les cations octaédriques Mg, Al, Fe, sont dispo

nibles, ce sont des minéraux argileux qui se forment et qu'au contraire

c'est quand les solutions sont presqu'exclusivement siliceuses que la néo

formation est elle-même siliceuse. Ce point a été repris dans un travail

ultérieur de MILLOT et FAUCK (1971) sur l'origine de la silice des sili

cifications climatiques à partir des sols rouges ferrallitiques tropicaux

sur sables et grès.

Il est nécessaire de voir comment ces données peuvent s'appliquer

aux silicifications de la Réunion, qui elles habitent les altérites ou les

joints de roches volcaniques basiques.

2. Genèse des silicifications de la côte ouest de la Réunion

La genèse des silicifications de l'tle de la Réunion peut ~tre

examinée selon deux grandes possibilités.

Première possibilité. Les silicifications seraient dues à des phé

nomènes hydrothermaux liés au volcanisme. Cette hypothèse explique le fait

que les silicifications soient toutes situées sur les pentes du même volcan

(Piton des Neiges). Par contre, elle n'explique pas que les silicifications

existent :

- 1~~ -

- seulement dans la région la plus sèche de l'11e,

- à l'aval des pentes uniquement,

- en couches horizontales, dans la partie superficielle des a1térites à struc-

ture conservée et des coulées boueuses.

Deuxième possibilité. Les si1icifications de la Réunion seraient des

si1icifications climatiques. Dans cette hypothèse l'origine de la silice rési

derait dans l'altération des roches volcaniques basiques. Or la transformation

générale de ces laves engendre les min~raux de la famille de la Kao1inite et

cette altération correspond à la libération de 75 % de la silice constitutive

de ces roches. Cette silice est généralement évacuée avec les eaux de ruissel

lement et d'infiltration jusqu'aux ruisseaux, torrents et finalement jusqu'à

la mer. Or ici, dans la région ouest de l'île, les solutions naturelles quand

elles parviennent dans la partie aval des pentes rencontrent le climat le plus

sec et le plus chaud èe l'11e, avec une saison sèche prolongée de huit mois

environ. Ce serait dans ces conditions que les solutions seraient concentrées

jusqu'à permettre des néofarmations siliceuses, dans les joints subhorizontaux

des a1térites et des coulées boueuses et dans les diaclases des basaltes sains.

On peut préciser encore un peu les conditions de formation de ces

accumulations siliceuses. En effet, le sort normal de la silice en présence

des cations communs que sont Al, Fe et Mg est de donner des minéraux argileux.

Il faut les avoir épuisés pour que les solutions engendrent des néoformations

purement siliceuses. Tel semble bien être le cas pour les océanites. Les mont

mori11onites, en se formant, reti~nnent Al Fe et une partie de Mg. Le reste

du magnésium se carbonate et donne les concrétions de magnésite. Lorsque les

solutions ne contiennent plus que de la silice, celle-ci précipite. Dans le

cas des basaltes, beaucoup moins riches en magnésie, le problème est plus sim

ple. Al est retenu dans les a1térites les mieux drainées dans les minéraux de

la famille de la Kao1inite, Fe reste sur place. Dans les parties plus confinées

les montmoril1onites piègent à la fois Al, Fe et Mg. Ce sont des solutions es

sentiellement riches en silice qui néoforment les concrétions siliceuses dans

les joints des alt~rites et des produits basaltiques.

Sans exclure la possibilité de si1icifications hydrotherma1es à la

Réunion, il est possible d'interpréter les si1icifications de la partie la

plus sèche et la plus occidentale de l'11e, comme des si1icifications clima

tiques. Mais ces silicifications climatiques seraient le résultat final de

l'hydrolyse des minéraux et des verres des roches volcaniques basiques. Les

- 1~1 -

solutions, après avoir néoformé les minéraux de la famille de la Kaolinite,

éventuellement ceux de la famille des montmorillonites et les concrétions de

magnésite, déposeraient les opales des accumulations siliceuses. C'est la

proximité des lieux d'hydrolyse bien arrosés et des lieux de concentration

des solutions à l'aval des pentes qui rapproche ainsi les altérites tropi

cales des concentrations siliceuses semi-arides. Le cas est assez rare pour

être souligné.

CHAPITRE VIII

INTERPRETATIONS ET CONCLUSIONS

Les altérations des roches volcaniques de l'Ile de la Réunion ont

~t~ étudiées. Ces roches volcaniques sont des basaltes, des roches pyroclas

tiques riches en scories basaltiques et des océanites. L'étude a été faite

le long de 10 pentes choisies dans les différentes régions climatiques de

l'tle (Chap. VI). Et la nature des produits d'altération: minéraux argileux,

concrétions carbonatées et siliceuses a été déterminée. Les résultats sont

présentés en 10 petites tableaux regroupés en deux grands tableaux: le pre

mier, le tableau XXXIX, concerne les pentes orientales les plus humides de

l'tle, le second, le tableau XXXX, intéresse les pentes occidentales, les

moins humides. On présentera dans ce dernier chapitre, la vue d'ensemble

sur les conditions de formation des minéraux argileux d'abord et des concré

tions carbonatées et siliceuses, ensuite. Enfin, on examinera le raIe des

grands facteurs de l'altération: topographie, climat et roche-mère.

l - LA GENESE DES ARGILES D'ALTERATION

A - REPARTITION DES MINERAUX ARGILEUX

Les tableaux XXXIX et XXXX montrent qu'il existe dans les altérites

de roches volcaniques basiques, le long des pentes, et en fonction des cli

mats, différentes séquences de minéraux argileux.

1. ~~~~~=~~_~~_~!~~!~~~_~~!!=~~_~~~~_!=~_~!!~!!!~~_~~_~~~~!!~~

Dans les altérites de basaltes, cinq séquences de minéraux argileux

ont été déterminées, deux de l'amont à l'aval de pentes, trois de la mi-pente

à l'aval.

a) Séquences formées, de la mi-pente à l'aval

La première

halloysite + imogolite - halloysite - métahalloysite

1500

2300

climat Mx argileux

Pluv. 1 T (sur basaltes)1 (sur scories)topographie

2600_~

Î G 111 Gi. 1. H

1 Ll • 1 ml- pente11

1 1 GI. H1

11 ~ -- 1

i 1 -- --

( p en te

moyenne)

G 1 • H

~

!

TABLEAU XXXIX - Les argiles des altéritl's des rél~ions orientales dela Réunion.

1 1 1 'I,! [J~1 3009JL-'2"'3<....:...1 H.m~ ..e---=a....o'l....oac;.I_--'

~-----

climat Mx argileux sur basaltes Mx argileuxformés for~éa

topographiePlu'l. 1 T en surface ~'pro on eur (sur scories)

3700 !12.-

G 1 • 1amont

F'-1 1 GI. 1-!; H1 i

1

-J., -(pente

, I-J1 forte)

H :

,1,

1 1

1 8060~~ ~~

1

,1, -'- ml-pentePente

de s

Grande

Montée

'St Benoit

de la 1

: Plaine 1

(dU Nez1

a'lal

Rampe

mi-pente de la ,

H

G 1 • a'lal--~=am~onTt~---

1 1

~I~1 t 1 1

mi-pente Ide Boeuf1

GI • 1 1

ou 1 1

___~ .aval_.1_~7e: raglon horizontale

GI. H

P. A.

du :27e-~ontl PenhH • GI GI. 1

___- .L. de la1---,,1 l

1 HmH • GI1

1700

1900 [1;)1_1 1

3600 i13 i

climat Mx argileux ~BUr basaltes (sur scories)

topographiePluy. T1700 [Inf.

1 'lp~-r13• ! P. A. Pente 1

:

!: 3800 i 16

1

1

i i , 1

i 1 1 1i 300o.LL__~o

700

800

250

1100

altitudesm

2000

11

1900

;

1600 1

1

1

1600 1

1500 i1400

1

Nez de Boeuf - 27e Col de Bellevue - St Benoît Takamaka-Saint Benoît Plaine des Fougères - Gillot

Plaine des Mak~s St Louis

1500

1300

altitudesm

H- mH23

c limat x argllelb.

P T (sur basaltes)

700

St Gilles-les-HautsSt Gilles-les-nains

La Saline -La Grande Ravine

climat Mx argileux

Pluv. T sur basaltes

950 20.H

mH

800 21

,1,~'-

M

700 24

Bellemene - St Paul

climat Mx argileux

Pluv. T (sur basaltes)

H-mH950· 22 -

-

V

mH

900 24

climat Mx argileux

Pluv. T (sur basaltes) (sur scories)

1400 19

H + GI

--.-

1300 20P. A.

H,

H

..

J---'If'-H + mH

960

Bérive - La Cafrine

Ll's:.! pr"mil'rs Ilrufils topllgrallhiques, La Plaine des Makes - St Louis t:'t Bras Ste Suzanne - Dos d'Ane,

vont dL' j'amlll1t jusqu'à l '_lval ; par co~tre, les 5 autres profils débutent à mi-pente.

T,\RLEAt: xxxx - Lt:'s argill's des altéritt:'s des régions occidentales Ùl" la Réunion.

Ravine de la Grande ChaloupeLa Possession

climat Mx argileux

Pluv. T (sur basaltes) (sur océani~

1700 20

H - mH

Kd

1200 22

M

1000 22

M

+concretionsMg

M

+ concretions

Mg ou Si

.840 24

Bras Ste Suzanne Dos d'Ane - Le Port

" Iimat Mx argileux

Pluv. T sur basaltes) (sur scories')

H+Gi

1500 16 - Gl

1500 17 ,IIH

1200 21

ü,

H+

mH

MO 24 l-M

800 24

,cl îmat Mx argileux

Pluv. T (sur basaltes)

,,

H + 1

11

11

2300 1 15 -!:,i1

\" i1

H

1000 21

·11

mH

900 22

800 24

1200 J1

;

1000

700

650

500

400

300

250

200

150

120

80

_ 1~~ _

s'observe, sous des pluviosités qui diminuent de 2300 à 900 mm et des

températures qui augmentent de 14 à 24°C.

La seconde

halloysite + gibbsite - halloysite - halloysite + métahalloysite

montmorillonites

s'observe sous des pluviosités qui diminuent de 1500 mm à 800 mm, et

des températures qui augmentent de 16 à 23°C.

b) Séquences formées, de la mi-pente à l'aval

La première

gibbsite + halloysite - halloysite + métahalloysite + gibbsite

s'observe sous des pluviosités qui diminuent de 8000 à 3000 mm et


la seconde

gibbsite + imogolite + halloysite - gibbsite + halloysite - halloysite

halloysite + métahalloysite + kaolinite désordonnée

s'observe sous des pluviosités qui diminuent de 2600 mm à 1500 mm et

des temperatures qui augmentent de 19° à 24°C.

La troisième

halloysite + gibbsite - halloysite - halloysite + métahalloysite


des temppratures qui augmentent de 19 à 23°C.

2. Séquence de minéraux argileux dans les altérites d'oc~anites------------------------------------------------------------Dans les altprites d'océanites, la séquence:

montmor11lonites - montmorillonites + concrétions magnésiennes - mont

morillonites + concrétions magnésiennes + concr~tions siliceuses

s'observe de la mi-pente à l'aval, sous des pluviosités qui diminuent

de 1200 à 800 mm et des températures qui augmentent de 20 à 24°C.

Dans les altprites de scories basaltiques, cinq séquences différentes

ont été déterminées, une de l'amont à l'aval d'une pente, une de l'amont à la

mi-pente, trois de la mi-pente à l'aval.

a) Séquence formée de l'amont à l'aval d'une pente

La séquence

produits amorphes - gibbsite + imogolite (ou irnogolite)

s'observe sous des pluviosités de 1700 à 1900 mm et des températures

voisi~es de 13°C.

b) Séquences formées de l'amont à la mi-pente

La première :

gibbsite + imogolite - halloysite

s'observe sous des pluviosités de 3600 mm et une température de 13 à 14°C.

- 146 -

La seconde

halloysite - gibbsite + imogolite

s'observe sous des pluviosités de 3700-3800 mm et des températures

de 14 à 16°C. Dans ce cas particulier, le drainage augmente de la

mi-pente vers l'aval, du fait de l'érosion régressive qui commence

à attaquer l'aval de la pente.

La troisième :

gibbsite + imogolite - halloysite - halloysite + métahalloysite

kaolinite désordonn~e



la quatrième :

produits amorphes - halloysite

s'observe sous des pluviosités de 1200 à 1300 mm et des températures

voisines de 21°C.

4, ~~S~~~~~_~~~:~~!~g~S~~_g~~~~~!~

a) Si l'on exemaine l'ensemble de ces séquences, on voit que leurs termes sont

toujours ordonnés dans le même sens, depuis les hauteurs des pentes jusque

vers les parties aval.

Il est donc légitime d'écrire une séquence des minéraux argileux qui

est la suivante :

- gibbsite et imogolite

- halloysite

- métahalloysite

- montmorillonite

b) Cette séquence générale montre d'une manière claire que les minéraux sont

enchaînés, les plus alumineux à l'amont, les plus siliceux à l'aval, où

l'on trouvera, de plus, les concrétions siliceuses en opale.

c) On remarquera dès maintenant que, dans les régions les plus humides, la

s~quence générale est amputée de ses termes les plus siliceux.

B - CONDITIONS DE PORMATION DES MINERAUX ARGILEUX

1. ~~~~~g~!~~~_~!_!~_g~~~~!!~

L'imogolite et la gibbsite sont très souvent associées dans les al

térites des basaltes et des scories basaltiques.

L'imogolite existe uniquement en altitude, vers l'amont des pentes

et plus généralement sur scories basaltiques que sur basaltes. Dans les hau-

- 147 -

teurs, les températures sont faibles, de 13 à 17°C, et les pluviosités im

portantes, supérieures à 1500 mm. De plus, le climat est humide en permanence

le profil reste toujours imprégné d'eau. Les conditions favorables à la ge

nèse de l'imogolite sont donc la fraîcheur, une pluviosité importante, une

humidité permanente.

La gibbsite existe aussi le plus souvent vers l'amont des pentes,

mais parfois, dans les zones aval quand la pluviosité est plus élevée (3000

à 4000 mm). La condition essentielle revient à un bon drainage qui dépend

tout à la fois, de l'intensité des pluies, de la position dans le paysage et

de la porosité de la roche mère, qu'elle soit fracturée, drainée souterrai

nement, ou naturellement très poreuse. Ainsi vers l'amont, avec un bon drai

nage, 1400 mm de pluie sont suffisants j à l'aval avec un drainage médiocre,

3000 mm de pluie sont nécessaires. Les différentes températures jouent un rôle

plus discret puisque la gibbsite se forme à toutes les températures de la

~éunion, de 13 à 23°C.

La coexistence de l'imogolite et de la gibbsite est fréquente comme

en témoignent les tableaux. Ceci avait déjà été montré et étudié par SIEFFERMANN

(1969) et SIEFPERMA~m et MILLOT (1969). Deux possiblit~s peuvent être invoquées

pour rendre compte de cette coexistence. La première consiste à assurer la

genèse de la gibbsite à partir des imogolites et des allophanes, par désatu

ration et évacuation des cations et de la silice. La seconde est de considérer

que la gibbsite naît directement à partir des plagioclases de la roche volca

nique par lessivage de la silice. Pendant ce temps, la pâte des roches volca

niques vitreuse ou très finement cristallisée engendre les allophanes et l'imo

golite. Les deux possibilités peuvent jouer ensemble.

ne toutes façons, l'altération dans les hauteurs bien arrosées et

bien drainées donnent des altérites où imogolite et gibbsite sont associées.

La première est favorisée par la fraîcheur de l'altitude, la permanence de

l'humidité et l'abondance des phases vitreuses; la seconde est favorisée

par le bon drainage entraînant des désaturations ponctuelles en silice.

2. Les minéraux de la famille de la kaolinite

Si l'on descend des hauteurs et des lieux les mieux drainés, les

minéraux de beaucoup les plus fréquents sont les minéraux de la famille de

la kaolinite. La gibbsite bien cristallisée était purement alumineuse, l'imo

golite, encore non cristallisée était issue des allophanes, produits de

l'hydrolyse des verres avec des compositions variées. Ici nous trouvons de

vrais minéraux argileux cristallis~s avec des proportions d'eau décroissan

tes et donc le rapport SiO~A1203 voisine de deux. Ce sont l'halloysite, la

mptahalloysite et parfois les kaolinites désordonnées. Ces minéraux de la

famille de la kaolinite se forment dans une gamme large de climats, avec ou

sans saison sèche, sous des pluviosités de 8000 à 800 mm et des températures

de 13 à 24°C. Leur répartition est ici exami~ée en fonction des roches mères

et des stations.

l'halloysite est le minéral argileux le plus fréquent de la fa

mille: elle reprpsente la totalité de la fraction argileuse de nombreuses

altérites. Dans les altérites de basaltes, elle est présente dans toutes les

pentes étudiées. En amont, elle est toujours accompagnée de gibbsite ou d'imo

golite i à mi-pente, elle est généralement seule i à l'aval, elle est accom

pagnée ou remplacée par la métahalloysite. Dans les altérites de scories basal

tiques, l'halloysite n'existe jamais à l'amont, elle commence à se former à

mi-pente, où elle remplace progressivement la gibbsite et l'imogolite. Ceci

nous montre que la séquence minérale est décalée vers l'aval sur les scories

basaltiques plus perméaQles et mieux drainantp~.

La métahalloysite est, plus rarement, le composant exclusif des

altérites. Le plus souvent, elle relaie l'halloysite en allant vers l'aval,

parfois elle la remplace.

Ainsi se développe, au long des pentes, particulièrement des pentes

occidentales, une suite minérale à l'intérieur de la famille de la kaoli-

nite, qui donne successivement l'halloysite et la métahalloysite. Le méca

nisme proposé par de nombreux auteurs et en particulier par SIEFF~MANN (1969),

pour expliquer la formation de la métahalloysite dans les horizons supérieurs

des sols, à savoir: la deshydratation naturelle de l'halloysite, peut s'ap

pliquer à la métahalloysite accompagnée d'halloysite. Mais, lorsque la méta

halloysite devient le constituant argileux unique des altérites, comme à

l'aval de certaines pentes occidentales, celle-ci ne peut provenir de la

deshydratation de l'halloysite : elle se forme par altération directe des

basaltes, sans stade intermédiaire halloysite. Dans les deux cas, transfor

mation de l'halloysite ou genèse directe à partir des basaltes, la formation

de la métahalloysite est due à une hydratation faible du milieu d'altération.

Si le milieu est peu hydraté en permanence, la métahalloysite se forme direc

tement par transformation du basalte, si le milieu est périodiquement deshy

draté (saison sèche), ce minéral se forme par déshydratation de l'halloysite.

A l'aval des pentes occidentales, lorsqu'on descend vers la mer, en même temps

que la pluviosité diminue, on passe de la métahalloysite formée par deshydra

tation de l'halloysite à la métahalloysite formée directement par altération

de basalte.

- 149 -

La kaolinite désordonnée ayant été reconnue sur deux pentes seule

ment (10 pentes étudiées), en petite quantité et toujours associée à l'hal

loysite, il est difficile de préciser ses conditions de formation. Toutefois,

on peut supposer que sur ces deux pentes, dans des conditions particulières,

les altérites se trouvent suffisamment désaturées pour permettre la synthèse,

à côté de l'halloysite, d'une petite quantité de kaolinite désordonnée.

3. Les montmorillonites

Les montmorillonites existent, comme composant des altérites de

basaltes, uniquement à l'extrémité aval des pentes les plus sèches. Les climats

sont ici caractérisés par des pluviosités de 700 à 800 mm et des températures

de 23 à 24°C, avec une longue saison sèche. Le même phénomène se produit sur

les océanites, dans les mêmes conditions, mais avec des pluviosités plus éle

vées, qui peuvent atteindre 1200 mm. On se trouve ici dans les conditions du

climat tropical subhumide à saisons contrastées, où les montmorillonites ma

gnésiennes et ferrifères se développent selon les modalités et les mécanismes

longuement étudiés par PAQUET (1969). Les produits de l'hydrolyse engendrent

des solutions assez riches en silice et en magnésium et fer pour permettre les

néoformations de ces montmorillonites. On vérifie que, sur les océanites beau

coup plus riches en magnésie (23 % au lieu de 7 %), le milieu favorable aux

néoformations se réalise plus tôt, c'est-à-dire sous une pluviosité plus élevée.

Dans tous les cas on voit succéder à la gibbsite, et aux minéraux

de la famille de la kaolinite, les montmorillonites ferrifères et magnésiennes.

r - LA SEQUE~~E DES MINERAUX ARGILEUX DANS LE PAYSAGE

La sé~uence minéralogique générale des minéraux argileux se place

aisément dans les paysages de l'Ile de la Réunion, depuis les sommets jusqu'aux

rivages et, en particulier, jusqu'aux rivages de la côte ouest, habités par les

climats les plus secs.

La reconstitution des milieux géochimiques dans ces paysages sera

faite ici des hauteurs vers les rivages, en utilisant le jeu des deux grands

itinéraires de l'évolution superficielle des silicates, tels qu'ils ont été

définis par ~ILLOT (1964). On distingue le milieu lessivé (ou lessivant,

TARDY, 1Q69) évoluant par soustraction et le milieu confiné ou confinant évo

luant par addition.

- 150 -

Dans les hautes altitudes où la température est relativement fra!che

puisqu'elle ne dépasse pas 13°C en moyenne annuelle, les roches volcaniques

sont hydrolysées et altérées. Roche mère et conditions d'altération favorisent

les produits amorphes, ou allophanes, dont l'imogolite est un faciès reconnais

sable. Le milieu évolue par soustraction et une part des produits d'hydrolyse

est évacuée, mais les cations retenus par les gels empêchent les néoformations

de minéraux bien cristallisés, telle que la kaolinite.

Dans ces hauteurs, et d'autant mieux que le drainage est mieux assu-

ré, la gibbsite appara!t, à cSté de l'imogolite. Que ce soit par altération di

recte des plagioclases des laves, ou que ce soit par désaturation des allopha-

nes ou imogolite en des points bien lessivés, cations et silice sont soustraits

au milieu et l'alumine reste seule. Elle cristallise en gibbsite. Parallèlement,

si la désaturation en cations solubles est suffisante, sans soustraction de la

silice, les allophanes ou imogolite, synthétisent l'halloysite, édifice cris

tallin de la famille de la kaolinite, encore riche en couches d'eau interfoliaires.

Dans les altitudes moyennes, une pluviosité accrue, une température

plus élevée accentue la désaturation en cations et la néoformation de l'halloy

site se gén~ralise. On voit que l'imogolite cède le pas à l'halloysite qui peut

souvent devenir le minéral exclusif des altérites. Si l'on continue à descendre

dans le paysage, que les températures s'élèvent alors que la pluviosité faiblit

vers 1200 ou 1000 mm, tout en restant supérieure à 700-800 mm, il est fréquent

de voir la métahalloysite s'ajouter à l'halloysite, et la relayer, accompagnée

parfois de kaolinites désordonnées. On se trouve toujours dans la zone de néo

formation par soustraction de la kaolinite.

Enfin à l'aval des pentes, so~ des pluviosités inférieures à 700 ou

800 mm avec des températures de 22 à 24°C et des saisons sèchèes qui se marquent

progressivement, on parvient dans des milieux qui vont fonctionner par addition

de la silice et de la magnésie. Ce sont les minéraux de la famille des montmo

rillonites qui prennent naissance, minéraux plus riches en silice, et conte

nant dans leur réseau, outre l'alumine, des teneurs importantes en fer et en

magnésie correspondant à ces milieux confinants de base. Cette apparition des

montmorillonites se produit d'ailleurs plus t6t, c'est-à-dire à partir de

1200 mm de pluviosité, pour les océanites en raison des fortes teneurs en

magnésie de ces laves.

On ajoutera plus loin à cette succession de paysages celui qui en

gendre les concrétions d'opale. On voit ici se relayer, aux flancs des mêmes

volcans, et dans un unique paysage, toute une scène d'équilibres minéralo

giques, c'est-à-dire de milieux géochimiques. Ces milieux sont intermédiaires

- 151 -

entre le milieu aux soustractions générales qui ne laisse en place que l'alu

mine et qui donne la gibbsite, et un milieu où s'additionnent nombre de ca

tions, ?our donner les montmorillonites.

II - LA GENESE DES CARBONATES ET DES OPALES

Les conditions de formation des carbonates et de l'opale Qnt été

examinées au chapitre VII. Elles sont ici résumées pour venir s'intégrer à

la séquence et au paysage géochimique.

A - CONCRETIONS MAGNESIENNES

Les concrétions magnésiennes, généralement constituées de magnésite,

parfois de magnésite et de dolomite, se forment uniquement sur océanites, ro

ches très riches en magnésium (23 % de MgO), à l'aval des versants les plus

secs de la Rpunion. Au cours de l'altération des océanites, le magnésium que

contiennent ces roches est libéré. Une partie de ce magnésium reste sur pla

Ce en entrant dans les structures des montmorillonites, le reste circule en

solution, avant de réagir avec le gaz carbonique de l'air et de précipiter

dans les diaclases et les fissures des altérites, sous forme de magnésite ou

de dolomite.

B - ACCUMULATIONS CALCAIRES

Les accumulations calcaires, constituées de calcite, existent uni

quement à l'extr~mité aval des pentes les plus sèches de l'île, dans la partie

superficielle des coulées boueuses, des altérites et des basaltes sains. Les

pentes, à l'amont des accumulations calcaires, sont recouvertes d'altérites

de roches volcaniques basiques, gpnéralement constituées de minéraux de la

famille de la kaolinite. La transformation des roches volcaniques basiques

en argiles kaoliniques provoque le lessivage de la totalité du calcium con

tenu dans les roches saines (6 à 8 % de CaO). Le calcium libéré à l'amont,

en solution dans les eaux des sols, migre vers l'aval des pentes, où il pré

cipite sous forme de calcite, sous l'effet du climat chaud et sec.

~ 152 -

C - LES OPALES

Les opales, comme les accumulations calcaires, s'observent uniquement

à l'aval des pentes les plus sèches. Elles se présentent en couches horizonta

les peu épaisses, dans la partie superficielle des coulées boueuses et des al

térites, ou dans les diaclases des basaltes sains. L'hypothèse hydrothermale

qui peut toujours expliquer diverses silicifications en pays volcaniques, ne

peut rendre compte de la localisation de ces concrétions siliceuses dans le

secteur le plus sec de l'île, ni de la disposition des petits niveaux sub

horizontaux dans les faciès pyroclastiques.

Ces concrétions siliceuses en opale, sont beaucoup mieux interpré

tées comme des formations climatiques. L'altération des laves se fait avec

une énorme libération de silice. Une première part de cette silice est réu

tilisée sur place pour assurer la synthèse des minéraux de la famille de la

kaolinite en milieu lessivé et de la montmorillonite en milieu confiné. Le

surplus, à l'extrémité aval des pentes, là où l'évaporation est maximale,

engendre la concentration des solutions et les concrétions siliceuses. Les

néoformations en milieu confiné sont contrariées et donnent les opales.

D - PROLONGEMENT DE LA SEQUENCE MINERALOGIQUE GE~~RALE

Il n'est pas indifférent de noter que si les concrétions carbonatées

et les concrétions siliceuses se forment tout à l'aval des pentes les plus sè

ches, elles ne sont pas simultanées. En effet, sur les océanites, les concré

tions magnésiennes n'apparaissent qu'en-dessous de 200 m d'altitude, tandis

que les concrétions siliceuses ne se forment qu'en-dessous de 150 m. Sur ro

ches basaltiques, nombre de coupes présentent 'la fois des encroOtements cal

caires et siliceux mais les encroOtements calcaires sont toujours voisins de

la surface et les concrétionnements siliceux à une certaine profondeur.

Ainsi la séquence minérale générale de l'île de la Réunion doit être

prolongée d'abord par les carbonates, magnésite, dolomite ou calcite selon le

cas, et ensuite seulement par les opales.

III - CONCLUSIONS

La répartition et la genèse des altérites des roches volcaniques de

l'Ile de la Réunion ont été étudiées. Les conclusions suivantes apparaissent.

- 153 -

A - UNE SEQUENCE MINERALE GENERALE

Depuis les hauteurs jusqu'aux plaines littorales de l'ensemble des

régions de la Réunion, les altérites sont constituées de minéraux qui n'ap

paraissent pas en d~sordre mais sont ordonnés en une séquence minérale géné

rale. Cette séquence est la suivante

Produits amorphes (allophanes dont l'imogolite) - Gibbsite

Halloysite - métahalloysite - montmorillonite - carbonates

(magnésite, dolomite ou calcite) - opales.

B - ZONALITE CLIMATIQUE

La première moitié de cette séquence caractérise le climat tropi

cal humide s'appliquant aux roches volcaniques basiques. On y retrouve les

produits amorphes et l'imogolite dans les hauteurs fratches et toujours hu

mides ; la gibbsite en milieu très bien drainé; la suite des minéraux de la

famille de la kaolinite, halloysite, métahalloysite, dans les milieux humides

et chauds, convenablement drainés.

La deuxième moitié de cette séquence caractérise les climats tropi

caux ou subtropicaux à saison sèche marquée. Les produits d'hydrolyse engendrent

les montmorillonites et à l'aval dans les lleux les plus secs surviennent ~es ac

cumulations carbonatées et siliceuses. Dans ce terme extr~e il est nécessaire

de souligner que les opales succèdent aux carbonates qui succèdent aux silicates.

Les minéraux de la première moitié de la séquence naissent dans les

altérites des hauteurs ou des flancs bien arrosés de l'tle. C'est le milieu

lessivé évoluant par soustraction de matière. Ceux de la seconde moitié ne

surviennent que dans le bas de pente de la partie occidentale de l'tle, où

les pluviesités ne dépassent plus 700 à 800 mm, les températures moyennes

s'élèvent à 24°C et la saison sèche dure 8 mois. C'est le milieu confiné évo

luant par addition de matière.

C - TOPOGRAPHIE ET ROCHE MERE

La zonalité climatique des faciès d'altération, elle-même déterminée

dans son ensemble par la forme montagneuse de l'tle, n'intervient pas seule

dans la nature des altérites. Cette zonalité est corrigée par la topographie

et la nature de la roche mère. La pente joue un raIe en accentuant les drai

nages. Ainsi dans des régions où l'halloysite règne, une accentuation de la

pente peut faire réapparattre la gibbsite.

- 154 -

La nature des roches mères intervient aussi, soit par leur perméabi

lité, soit par leur composition. Ainsi les roches très perméables que sont les

scories basaltiques permettent à la gibbsite de se développer à des altitudes

où les basaltes voisins synthétisent l'halloysite en grande quantité. D'un au

tre côté, c'est la richesse des océanites en magnésie, qui permet à la montmo

rillonite de naître dans des conditions plus humides que sur les basaltes

(1200 mm au lieu de pOO).

Dans l'ensemble on peut dire que toute accentuation de drainage,

soit à cause du relief, soit à cause de la porosité des roches favorise les

premiers termes de la séquence minérale. Tout ralentissement du drainage, soit

par défaut de pente, soit par défaut de perméabilité et aussi toute augmenta

tion de concentration soit par évaporation, soit par hydrolyse directe, favo

rise les termes suivants ou terminaux de la séquence minérale.

D - SEQUENCE ~INERALr. TRONQUEE PAR L'AMONT OU PAR L'AVAL

La séquence minérale générale intéresse l'ensemble de l'île.

Mais les régions orientales bien arrosées tronquent cette séquence de

sa partie aval correspondant au confinement en silice et magnésie. La séquence

ainsi tronquée qui subsiste est celle des milieux lessivants, où tous les élé

ments sont évacués sauf l'alumine et une fraction de la silice. On ne parvient

qu'aux minéraux de la famille de la kaolinite.

Au contraire ~es régions occidentales moins bien arrosées développent

la séquence g~nérale complète jusqu'à la montmorillonite. Elle peut même se pro

longer jusqu'aux concrétions siliceuses des bords de mer. Après la néoformation

des silicates surviennent les néoformations d'opales. De plus, sur un versant

un peu court, qui ne s'élève pas dans la zone humide des nuages, la séquence

peut localement être tronquée par l'amont: l'imogolite, la gibbsite manquent

et on commence par l'halloysite.

Ainsi chaque versant selon son exposition, sa pluviosité, sa temp~

rature, l'intensité de la saison sèche, sa longueur, sa pente et la nature de

la roche mère, utilise tout ou partie de la séquence minérale générale qui

habite l'île toute entière.

E - L'ILE DE LA REUNION UNIQUE PAYSAGE POUR UNE VARIETE D'ALTERITES

Ainsi l'île de la Réunion réunit dans un unique massif montagneux de

30 km de rayon, un rassemblement de faciès d'altération exotiques que nous

sommes habitu~s à trouver à de grandes distances les uns des autres. Voisinent

ainsi les faciès ferrallitiques des tropiques humides, les plaines à montmo

rillonites des oays tropicaux à saisons alternées et même les concrptions

- 155 -

carbonatées et siliceuses qui ne sont connues qu'en milieu subaride. TARDY

(1969) avait orpsenté le tableau synthétique de la répartition des accumu

lations de surface depuis l'équateur jusqu'au désert et il avait utilisé le

mot imagé de "Chromatographie des pléments dans les paysages". A la Réunion

cette distribution est un exemple unique de cette chromatographie dans un

paysage unique. Il n'y manque que les alcalins, dont le lieu d'accumulation

sera ici l'ocpan. L'intérêt de l'étude des altérites dans l'île de la

~éunion est cet enchaînement d'une grande variété d'altprites dans un unique

oaysage.

c 0 ~ ~ LUS ] 0 N S G E N E ~ ALE S-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-:-:-=-=-=-=-

L'btude de l'altération des roches volcaniques basiques a été menée

successivement dans la r~gion côtière sud-orientale de Madagascar et à l'île

de la ~éunion. A Madagascar, on a considéré des altérites de basaltes ancien

nes et des altérites 1e basaltes récentes. Les premières sont situées sur des

petits Dlateaux prodps. Les secondes situées dans des basses-collines et sur

les versants de vallées se forment sous un climat de type équatorial. A la

~éunion, on a considpr~ des altérites récentes, de basaltes, de scories ba

saltiques et d'océanites, situées dans un paysage de montagne, le long des

pentes des deux volcans de l'île; elles se forment sous une large gamme de

climats allnnt du climat très humide au climat semi-aride.

A ~adagascar, les altérites anciennes sont représentées Dar une

cuira~se formpe de deux niveaux: le niveau supérieur ferrugineux et l'infé

rieur alumineux, et par une couche d'argile kaolinique sous-jacente. Les alté

rites récentes se présentent sous deux faciès: le pain d'épices gibbsitique

et l'argile bariolpe kaolinique. On a pu montrer que ces deux faciès dérivent

de la même coulpe basaltique au cours d'une même histoire. Le premier faciès

se situe à faible profondeur sous le sommet des collines et à l'amont des

versants de certaines vallées. Le second se situe à une certaine profondeur

sous le sommet des collines et à l'aval des versants des vallées. Dans les

basses-collines, se constituent ainsi des profils complexes présentant deux

couches d'altprites : une supérieure en pain d'épices, une inférieure en ar

gile bariolpe. Sur les versants des vallées, on passe, de l'amont vers l'aval,

du pain d'PDices à l'argile bariolée, la seconde altérite remontant quelque

peut vers l'amont sous la première. Le pain d'épices et l'argile bariolée

sont ainsi enchaînps : à partir d'une même roche-mère, les sites les mieux

drainés ion~ent le pain d'épices à gibbsite, les autres les argiles kaoliniques.

2°) Répartition des faciès d'altération dans l'île de la Réunion------------------------------------------------------------A la ~éunion,les altérites sont ptudiées le long de pentes rayonnan

tes autour du double sommet de l'île. Lorsque les altérites se sont dévelop

ppes dans la même unit? géologique (coulée basaltique ou couche de scories

basaltiques), on n'observe jamais de profils complexes à plusieurs niveaux

Comme à Madagascar, mais des altérites simplement enchaînées le long des

- 15P -

pentes, où elles présentent de nombreux faciès: de l'amont vers l'aval, des

altérites gibbsitiques, kaoliniques, montmorillonitiques, auxquelles s'ajou

tent des carbonates et des opales.

~O) Séquences des minéraux d'alt~ration-----------------------------------Dans chaque paysage, on peut d~crire de l'amont vers l'aval ou des

sites les mieux drainés vers les sites où le drainage se freine de plus en

olus, les séquences des minéraux caractéristiques de l'altération, qui sont

les suivantes.

- A Madagascar,

gibbsite + halloysite

- halloysite + métahalloysite + kaolinite dpsordonnee

- A la Réunion, sur les pentes orientales les plus humides,

gibbsite ~ imogolite

- halloysite

- mptahalloysite

- A la Réunion, sur les pentes occidentales les moins humides,

gibbsite + imogolite

- halloysite

- métahalloysite

- montmorillonites

- carbonates

- opales

- Si l'on regroupe tous les cas observ~s, on parvient à une séquence virtuelle

générale des minéraux d'altération qui serait la suivante

imogolite - gibbsite

- halloysite, métahalloysite (kaolinite désordonnée)

- montmorillonites

- opales, carbonates (calcite, magnésite)

A ~~adagascar, la séquence est tronquée vers l'aval, le long des ver

sants des vallpes, le climat reste rigoureusement identique et de toutes fa

çons tropical humide. Seul le drainage diminue vers l'aval et du haut vers

le bas dans les profils, ce qui explique le passage de la gibbsite lalumine

seule) aux minpraux de la famille de la kaolinite (silicates d'alumine).

A la Réunion, sur les pentes occidentales, la séquence minéralogique

est beaucoup plus com~lète car, le long de celles-ci, non seulement le drai

nage est freiné de l'amont vers l'aval, mais de plus et surtout, le climat

varie considprablement. Si bien qu'au drainage diminué dans les plaines de

l'aval, s'ajoute l'influence d'une très longue saison sèche, qui permet en

milieu plus confiné, l'apparition et le développement des montmorillonites

puis des concr~tions carbonatées et même des néoformations siliceuses. On

notera bien entendu que cette séquence peut être tronquée par l'amont par dé

faut d'altitude qui supprime les premiers termes.

Au total, si l'on considère la séquence minérale, virutelle géné

rale, qUl règne dans ces régions, on s'aperçoit que plus le climat est équa

roial ou tropical humide, plus cette séquence est tronquée par l'aval. Et

c'est le cas sur la cate orientale de Madagascar et sur les flancs orientaux

de la Réunion. Au contraire, si l'on peut passer insensiblement de hauteurs

bien arrosées et bien drainées à des plaines littorales semi-arides, la sé

quence générale, devient réelle et présente tous ses termes minéralogiques.

C'est le cas au flanc occidental de l'ile de la Réunion.

Ainsi chaque versant illustre un segment de la séquence minerale

virtuelle générale. En pays très humide à Madagascar, comme à la ~éunion, ne

se développent que ses premiers termes. Sur les courts versants de l'Ouest

de la Réunion ne se développent que les derniers. Mais les pentes les plus

longues de l'Ouest de la Réunion déroulent toute la séquence.

5°) !~!~~~:~~~~~~_~~_~~~~~~2~_~!_~~_~!~~~!

Ainsi voyons nous sur chaque pente et sur chaque profil interférer

l'influence du drainage et du climat. Plus le drainage est intense, plus les

néoformations du début de la séquence sont favorisées. Plus le drainage est

freiné, plus les termes confinés de la séquence sont vite attelnts : montmo

rillonites, carbonates. opales. De son caté agit le raIe du climat et en par

ticulier de la pluviosité et de la température. Plus les pluviosités sont abon

dantes avec des températures élevées, plus les pales lessivés de la séquence

tgibbsite, famille de la kaolinite) sont développés. L'humidité avec la frai

cheur de l'altitude favorise plutat l'imogolite. L'intensit~ de la saison

sèche et les conditions proches de la semi-aridité favorisent le5 termes con

finés de la spquence.

Cette interférence du drainage et du climat. s'illustre particuliè

rement bien pour expliquer le faciès gibbsitique, dit faciès pain d'épices.

- 160 -

A la Réunion, le pain d'épices est une altérite assez rare qui se

d~veloppe exclusivement à l'amont des pentes les plus humides. Par contre,

dans la région orientale de Madagascar, le pain d'épices est une altérite

commune qui occupe une bonne partie des versants de certa1nes vallées où il

constitue des couches peu épaisses, et surtout la partie sup~rieure des

basses-collines où il constitue des couches plus épaisses de plusieurs mè

tres. Les conditions favorables à la genèse du pain d'épices en grande quan

tité semblent être réunies dans la région orientale de Madagascar. r,es con

ditions sont à la fois climat1ques et topographiques. En ce qui concerne le

climat, il faut des pluies importantes et des températures élevées. En ce

qui concerne la topographie, il faut que celle-ci favorise un bon drainage

pour que le pain d'épices gibbsitique se forme, tout en permettant le main

tien sur place des altérites formées. Ces conditions sont réunies sur les

versants à pente faible mais surtout dans la partie supérieure des basses

collines car le drainage y est bon et l'érosion faible.

6°) ~~~_~~~~~~~~~_~~~~~Q~~~~~~~_~!_~~~~~!~9~~~_~;~~~~

A Madagascar, les plateaux portent une cuirasse ancienne. L'étude

des altérations plus récentes permet d'en expliquer la genèse. En effet, on

a montré que la cuirasse ancienne dérive d'un pain d'épices et on a proposé

l'hypothèse selon laquelle les basaltes crétacés auraient connu depuis leur

mise en place, au moins deux cyles d'altération successifs et identiques.

Les altérites anciennes auraient étp identiques aux altérites récentes, en

particulier au pain d'épices. Puis, le pain d'épices ancien se serait trans

formé en cuirasse, par recristallisations successives de l'alumine avec perte

des structures pétrographiques héritées, sauf en des ilôts qui servent de té

moin. Ici ce n'est pas le drainage et le climat qui sont les facteurs les plus

importants, mais le temps. Reste le problème de la formation, dans la couche

de pain d'épices, de deux niveaux: un niveau supérieur ferrugineux et un ni

veau inférieur alumineux. Etant donné que nous avons montré que lorsque le

pain d'épices évolue, le fer ne bouge pas et que par contre l'aluminium oré

sente des déplacements faibles (légers lessivages en début d'altération, fai

bles accumulations par la suite), il semble qu'au cours d'une très longue pé

riode, une couche de pain d'épices puisse évoluer en s'appauvrissant en alu

mine par son sommet avec maintien du fer sur place et en accumulant au con

traire progressivement l'alumine dans l'horizon inférieur.

- 161 -

Les altérations des roches volcaniques basiques du Sud-Est de

Madagascar et de l'île de la Réunion ont été étudiées par les méthodes mi

néralogiques, oétrographiques et géochimiques.

- Sur la côte sud orientale de Madagascar de bonnes coupes et l'étude des

faits montre que les pains d'épices gibbsitiques et les argiles kaoliniques

sont les deux résultats différents d'une même histoire géodynamique. Le mi

lieu très bien drainé engendre le pain d'épices gibbsitique, le milieu sous

jacent un peu freiné donne les minéraux de la famille de la kaolinite.

- Les vieilles cuirasses ferrugineuses et bauxitiques qui subsistent en reliques

sur les buttes témoins et les plateaux de la plaine orientale de Madagascar,

ont eu à l'origine une histoire identique à la précédente. Le pain d'épices

ainsi formé s'est réorganisé en bauxite, avec appauvrissement en alumine à

sa surface, ce qui donne la couche ferrugineuse superficielle.

- A Madagascar puis à la Réunion les altérations permettent de proche en proche

de décrire une longue séquence des minéraux d'altération, depuis les imogo

lites et gibbsite des hauteurs, et les gibbistes des lieux les mieux drainés,

jusqu'aux halloysite, métahalloysite, montmorillonites, opales et carbonates,

au fur et à mesure que drainage et pluviosité faiblissent. En particulier, à

la Réunion, se trouvent rassemblés en une séquence, ordonnée et enchaînée,

des types d'altération qui ont été décrits en des régions ou des pays diffé

rents. Les altérations en gibbsite des pays équatoriaux, les altérations à

kaolinite et à montmorillonite des pays à climats contrastés, les concrétions

d'opales et de carbonates des pays semi-arides s'enchaînent dans un unique

paysage.

B l B LlO G R A PHI E-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-:-

BOCOUIER G. et NALOVIC L.J. (1972) - Utilisation de la microsonde électronique

en p~dologie. - Cah. O.R.S.T.D.M., sér. Pédol., 10, 4, p. 411-434.

BONIPAS M. (1q5q) - ~ontriblJtion à l'~tude géochimique de l'altération latéri

tique (Thèse). - Mém. Serve Carte géol. AIs. Lorr. Strasbourg, 17,

159 p.

BOULANGE B., PAQUET H. et BOCOUIER G. (1975) - Le rôle de l'argile dans la

migration et l'accumulation de l'alumine de certaines bauxites tro

picales. - C.R. Acad. Sc. Paris, série D, 280, p. 2183-2186.

BUSSIERE p. (1958) - Etude géologique de l'ile de la Réunion. - Travaux du

Bureau géologique de Madagascar, Tananarive, 84, 64 p.

3TYSSIERE P. (1967) - r.arte géologique de la Réunion, notice explicative.

Ministère des Mines, 27 p.

r.HANTRET P., DESPRAIRIES A., DOUILLET P., JACOB C., STEINBERG M. et TRAUTH N.

(1971) - Révision critique de l'utilisation des méthodes thermiques

en s~dimentologie : cas des smectites (montmorillonites). - Bull.

Groupe franç. Argiles, 22, p. 141-172.

f,LJKELBOOM G. (1964) - Les recherches de bauxites sur basaltes (Côte sud-est

de Madagascar). - Comptes-rendus de la Semaine géologique de Madagascar,

Tananarive, p. 123-128.

~~IT~ B. (1976) - Etudes thermodynamiques et simulation des réactions entre miné

raux et solutions. Application à la géochimie des altérations et des

eaux continentales. - Thèse Sc. Strasbourg, 147 p.

GUILLON J.H. et TRESCASES J.J. (1976) - Carte géologique de la Nouvelle Calédonie

au 1/50.000. Peuille de Saint Lou1s. - Notice explicative. B.R.G.M. Paris.

HARRISON J.B. l1931) - The katamorphism of igneous rocks under humid tropical

conditions. - Imp. Bur. Soil. Sc. Harpenden-Rothamsted, Exp. Sta. 1954.

HOTTIN G. et ~OINE B. (1963) - Etat des recherches de bauxites à Madagascar.

Ann. g~ol. de Madagascar, 32, p. 203-209.

LACROIX A. (18~4) - Note sur les cristaux d'olivine des sables de projection

de la Plaine des Sables (Ile Bourbon). - B.S.F.M., 7, p. 172-174 •

- 164 -

LACROIX A. (1 0 12a) - Le volcan de la Réunion. - C.R. Acad. Sc. Paris, 154,

p. 169-174.

LACROIX A. (1912b) - Les laves du volcan actif de la Réunion. - C.R. Acad.

Sc., Paris, 154, p. 251-257.

LACROIX A. (1 Q12c) - Sur les zéolites des basaltes de la Réunion. - B.S.F.M.,

35, p. 114-119.

LACROIX A. (1 0 12d) - Sur la constitution minéralogique des volcans de l'tle de

la ~éunion.-C.~. Acad. Sc., Paris, 155, p. 538-544.

1Q12e) - l.es roches grenues lntrusives dans les brèches

basaltiques de la ~éunion ; leur importance dans l'inter

prétation de l'origine des enclaves homogènes des roches

voleaniques.- C.R. Acad. Sc., Paris, 154, p. 630-635.

LACROIX A. (1g11) - Les latérites de la Guinée et les produits d'altération

qui leur sont associés. - Nouv. arch. Mus., 5e sér., p. 255-356.

LACROIX A. (1g21) - ~inéralogie de ~adagascar, 3, Altération des roches, Paris,

450 p.

LACROIX A. (1 0 36) - Le volcan actif de l'tle de la Réunion et ses produits.

GAUTHIER VILLARS, édit. oaris, 297 p.

LACROIX A. (1 q19) - Sur la production de basalte et d'océanite au cours d'une

éruption du volcan actif (oiton de la Fournaise) de l'tle de la Réunion.

C.R. Aead. Sei. Paris, 209, p. 405-408.

LAJOINIE J.P. et BONIFAS M. (1961) - Les dolorites du Konkouré et leur altération

latpritique (Guinée, Afrique occidentale). - Bull. B.R.G.M., 2, p. 1-34.

~ILLOT G. et RONIrAS ~. (1955) - Transformations isovolumétriques dans les phé

nomènes de latéritisation et de bauxitisation. - Bull. Serve Carte

géol. AIs. Lorr., 8, p. 3-10.

MILLOT G., RADIER H., MULLER FEUGA R., DEFOSSEZ M. et WEY R. (1959) - Sur la

gpoehimie de la silice et les silicifications sahariennes. - Bull.

Serve Carte géol. AIs. Lorr., 12, 2, Strasbourg, p. 3-14.

XILLOT G. (1960) - Silice, silex, silicifications et croissance des cristaux.

Bull. Serve Carte géol. AIs. Lorr., 13, 4, Strasbourg, p. 129-146.

- 165 -

~I1LOT G. (1964) - Gêologie des argiles. - Masson, Paris, 499 p.

VILLOT G. et PAUCK R. (1971) - Sur l'origine de la silice des silicifications

climatiques et des diatomites quaternaires du Sahara. - C.R. Acad.

Sc. Paris, sér. D, 272, p. 4-7.

NAHON D. et RUELLAN A. (1972) - Encroûtements calcaires et cuirasses ferrugineuses

dans l'Ouest du Sénégal et de la Mauritanie. - C.R. Acad. Sc. Paris,

sér. D, 274, p. 509-512.

~AYO~ D. (1976) - Cuirasses ferrugineuses et encroQtements calcaires au Sénégal

occidental et en Mauritanie. Systèmes êvolutifs : géochimie, structures,

relais et coexistence. - Thèse Sei. Marseille, 232 p.

NOVIKOFF A. (1974) - L'altération des roches dans le Massif du Chaillu (République

populaire du Congo). Formation et évolution des argiles en zone ferral

litique. - Thèse Sc. Strasbourg, 298 p.

PAOUET H. (1q6q) - Evolution gêochimique des minêraux argileux dans les altéra

tions et les sols des climats mêditerranêens et tropicaux à saisons

contrastées. - Thèse Sc. Strasbourg, 348 p.

QUANTIN P. et LAMOUROUX M. (1974) - Adaptation de la méthode cinétique de Segalen

à la détermination des constituants minéraux de sols variés. - Cah.

O.R.S.T.O.M., sér. Pédol., 12, 1, p. 13-46.

RIOUI~R J. (1960) - Notices sur les cartes pédologiques de reconnais9ance.

Ile de la ~éunion. - Publ. I.R.S.M. Tananarive, 72 p.

~UELLAN A. (1967) - Individualisation et accumulation du calcaire dans les sols

et les dépôts quaternaires du Maroc. - Cah. O.R.S.T.O.M., sér. Pédol.,

4, p. 421-462.

~UELLAN A. - (1971) - Contribution à la connaissance des sols des régions médi

terranéennes. Les sols à profil calcaire différencié des plaines de

la Basse Moulouya (Maroc oriental). -Mém. a.R.S.T.O.M., 54, Paris,

302 p.

SEGALEN P. l1957) - Etude des sols dérivés de roches volcaniques basiques à

Madagascar. - Mém. I.R.S.M., sér. D, 8, p. 1-1q2.

- 166 -

SEGALEN P. (1968) - Note sur une méthode de détermination des produits minéraux

amorphes dans certains sols à hydroxydes tropicaux. - Cah. O.R.S.T.a.M.,

sér. Pédol., 6, 1, p. 105-126.

SIF.FFERMANN G. et MILLOT G. (1969) - Equatorial and tropical veathering of recent

basalts from Cameroon : allophanes, halloysite, metahalloysite, kao

linite and gibbsite. - Proc. Intern. Clay Conf., Tokyo, 1, p. 417-430.

SIEFFE~MANN G. (1969) - Les sols de quelques régions volcaniques du Cameroun.

Variations pédologiques et min~ralogiques du milieu équatorial au

milieu tropical. - Thèse Sc. Strasbourg, 290 p.

TARDY Y. (1q69) - Géochimie des altérations. Etude des arènes et des eaux de

quelques massifs cristallins d'Europe et d'Afrique. - Thèse Sc. Strasbourg,

274 p.

TRAUTH N. (1974) - Argiles évaporitiques dans la sédimentation carbonatée con

tinentale tertiaire. Bassin de Paris, de Mormoiron et de Salinelles

(France). Jbel Ghassoul (Maroc). - Thèse Sc. Strasbourg, 309 p.

LIS T EDE SPI G URE S

Pages

2

3

4

'5

6

7

'3

9

10

11

12

Madagascar ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Situation géographique des coupes •••••••••••••••••••••••••••

Carte morphologique de la région de la coupe 5••••••••••••••

~amille nord. Coupe d'une colline •••••••••••••••••••••••••••

Pamille nord. Coupes d'une colline et d'un versant ••••••••••

Carte morphologique de la région de la colline 9 ••••••••••••

Famille nord. Coupes d'une vallée •••••••••••••••••••••••••••

Carte morphologique de la région de la coupe 10•••••••••••••

Pamille sud. Coupe d'une colline et coupe d'un versant ••••••

Pamille sud. Coupe à travers une colline à sammet plat ••••••

ras particulier (coupe 30) ••••••••••••••••••••••••••••••••••

F.volution du pain d'épices. A - Gains ou pertes de silice etd'alumine dans les échantillons. B - Rapport silic~aluminedes mêmes échantillons ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

4

8

10

dépliant hors-texte


13


15


18

20

35

13 - Evolution du pain d'épices. Gains ou pertes de fer dans leséchantillons .

14 - Evolution du pain d'épices. Gains ou pertes de titane dansles êchantillons ••.•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

15 - Evolution du pain d'épices. Pertes de magnésium dans leséchantillons .

16 - Evolution du pain d'épices. Pertes de manganèse dans leséchant ilIons .

17 - Evolution du pain d'épices. Gains de gallium dans les échan-tillons .

1R - Evolution du pain d'épices. Gains ou pertes de vanadium dansles échantillons ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1q - Evolution de l'argile bariolée. A - Perte de silice et d'alumine dans les échantillons. B - Rapport silice/alumine desmêmes échantillons ..•••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••

20 - Evolution de l'argile bariolée. Gains ou pertes de fer dansles échantillons .•..••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

21 - Evolution de l'argile bariolée. Gains ou pertes de titanedans les échantillons •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

22 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes de manganèse dans leséchantillons .••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

23 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes de magnésium dans leséchantillons ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

24 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes ou gains de galliumdans les échantillons •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

25 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes de vanadium dans leséchantillons ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

36

36

37

37

38

49

50

50

51

51

52

52

- 168 -

Pagés26 - Evolution morphologique 4a plateau cuirassé par formation de

collines •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• e dépliant hors-texte

28 - Evolution morphologique par formation d'une vallée, d'un plateau cuirassé de la région sud, situé à l'altitude 60 m(exemple de la coupe 17) •••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Distribution des minéraux argileux sur des pentes est et nord

Distribution des minéraux argileux sur des pentes est ........

Distribution des minéraux egileux et des concrétions magné-siennes et siliceuses sur deux pentes nord-ouest •••••••••••••

27 - Evolution morphologique, par formation d'une vallée, d'unplateau cuirassé de la région nord, situé à l'altitude 40 m(exemple de la coupe 10) •••••••••••••••••••••••••••••••••••••

29 - La Réunion •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

30

31

32

33 - Distribution des minéraux argileux, des concrétions siliceuses et des accumulations calcaires, à l'aval de deux pen-tes ouest .

80

81

94




108

34 - Distribution des minéraux argileux, des concrétions siliceuses et des accumulations calcaires, à l'aval d'une penteouest. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , 10

35 - Distribution des minéraux argileux et des concrétions sili-ceuses à l'aval de deux pentes sud •••••••••••••••••••••••••• dépliant hors-texte

36

37

Raie (060) de 9 échantillons.Gt •• GVG •••••••••••••••••••• , •••

Types 4e eo~pes d'analyse thermiq~e différentielle et minéraux de recristallisatioft (1250·C) ••••••••••••••••••••••••••

125

127

LIS T EDE S T A BLE A U X

l - Composition chimique et minéralogique des échantillons de paind'épices prélevés au contact du basalte sain (classés par teneur en silice décroissante) •••••••••••••••••••••••••••••••••

II - Composition chimique et minéralogique des échantillons de paind'épices prélevés à une certaine distance du basalte (classéspar teneur en silice décroissante) •••••••••••••••••••••••••••

III - Teneurs moyenne, minimale, maximale en kaolinite et gibbsitedes deux catégories de pain d'épices •••••••••••••••••••••••••

IV - Composition chimique moyenne des deux catégories de pain d'é-pices ...•...............•....••........••.....••..••.........

V - Composition chimique de la roche mère : moyenne, types, mé-dianes •••••••••••••.•..•.••••••••••••••••••••••••••••••••••••

VI - Bilan de l'altération du basalte en pain d'épices (~aisonne

ment isovolumétrique : en % de la quantité initiale du constituant). Echantillons prélevés au contact de la roche saineet classés par teneur en silice décroissante•••••••••••••••••

VII - Bilan de l'altération du basalte en pain d'épices (raisonnement isovolumétrique : en % de la quantité initiale du constituant). Tous les échantillons de pain d'épices ont été portés sur ce tableau où ils sont classés par teneur en silicedécroissante ...................•........•.......•.•..••.•....

VIII Evolution géochimique du pain d'épices •••••••••••••••••••••••

IX ~chantillons d'argile bariolée à structure conservée. Compositions chimiques et minéralogiques. Rapport silice/alumine.Densités apparentes ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

X - Composition chimique et minéralogique des échantillons d'argile bariolée à structure non conservée. Echantillons classéspar profil, et à l'intérieur de ceux-ci en fonction de la pro-fondeur ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Pages

24

25

26

28

29

30

32

39

42

43

XI - Composition chimique moyenne de l'argile bariolée à structureconservée et de l'argile bariolée à structure non conservée ••

XII

XIII

XIV

XV

Composition chimique moyenne du basalte sain•••••••••••••••••

Bilan de l'altération du basalte en argile bariolée (raisonnementisovolumétrique : en %de la quantité intiale du constituant)

Evolution géochimique de l'argile bariolée•••••••••••••••••••

Composition minéralogique de la cuirasse et des altérites situéessous elle (coupe 30A) ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

44

45

46

53

58

XVI - Composition chimique de la cuirasse et des altérites situées souselle (coupe 30A) •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

XVII - Composition minéralogique de la cuirasse et des altérites situéessous elle (coupe 30B) ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

XVIII - Composition chimique de la cuirasse et des altérites situées souselle (coupe 30B) .•••..•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

XIX - Composition minéralogique de la cuirasse et de l'altérite jaune(coupe 1D-VI-20) ••••••••••••••••••••••.••••••••••••••••••••••

59

60

60-61

61

- 170 -

xx - Composition chimique de la cuirasse et de l'altérite jaune(coupe 10-VI-20) ••.••••.•••••••••••••••••••••••••••••••••••••

XXI - Composition minéralogique de la cuirasse, des gravillons et desaltérites (coupe 10-VI-13) •••••••••••••••••••••••••••••••••••

XXII - Composition chimique de la cuirasse, des gravillons et des alté-rites (coupe 10-VI-13) •.••••••••••••.••••••••••••••••••••••..

62

63

63

XXIII Composition minéralogique de la cuirasse, des gravillonset de l'altérite (coupe 17) •••••••••••••••••••••••••••••••••• 64

XXIV - Composition chimique de la cuirasse, des gravillons et del'altérite (coupe 17) .••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••

XXV - Compositiorsminéralogique et chimique moyennes des niveauxferrugineux et alumineux de la cuirasse, du pain d'épices,de l'argile bariolée et de la roche-mère •••••••••••••••••••••

XXVI - Rapports des teneurs dans les deux niveaux de la cuirasse et lesaltérites sur les teneurs dans la roche saine ••••••••••••••••

XXVII - Composition minéralogique des altérites en fonction de la situation topographique, du climat et de la roche-mère ••••••••••••

64-65

66

67

105

XXVIII - Composition minéralogique des altérites de basaltes et nature desconcrétions et accumulations observées le long des 3 profils dela région de St Paul - Saint Leu............................. 113

XXIX Composition minéralogique des altérites de basaltes, de scoriesbasaltiques et des concrétions observées le long des profilstopographiques de la Plaine des Makes - Saint Louis et de BériveLa Cafrine................................................... 116

xxx - Composition chimique de laves basaltiques du volcan actif de laRéunion (d'après LACROIX, 1912).............................. 120

XXXI - Composition chimique de trois échantillons d'océanite appartenantaux coulées du piton de la Fournaise, mises en place du 7 décembre1938 au 11 janvier 1939 (d'après LACROIX, 1939).............. 121

XXXII

XXXIII

Composition chimique de l'océanite•••••••••••••••••••••••••••

Localisation des échantillons prélevés dans les altérites à structure conservée vertes et rouges et les argiles rouges des diaclases, concrétions et composition minéralogique de la fraction infé-rieure à 2 ~ •••••••••.•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

121-122

123

XXXV - Composition chimique de la fraction inférieur à 2 Afdes altéritesdl océani te •.•...•..••.•.•••••••••••••..••••.••.•••••..••..•.. 129

131XXXVI

XXXVII

Composition chimique des concrétions magnésiennes ••••••••••••

Composition minéralogique des altérites d'océanites et de basal-tes et nature des concrétions et accumulations, à l'aval des pen-tes des régions les plus sèches de la Réunion (OUest et Sud-Ouest)....................................................... dépliant hors-texte

XXXVIII

XXXIX

Composition chimique des concrétions siliceuses ••••••••••••••

Les argiles des altérites des régions orientales de laRéun.ien•••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

137

144

XXX}{ - Les argiles des altérites des régions occidentales de laRéunion ..•.•.•...•.•....••••••••••••••••••••••••••••••••••••• dépliant hors-texte

T A BLE DES MAT l E RES

l N'l'RODUCTI ON••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Pages

1

PREMIERE PAR T l E

l

II

III

L'ALTERATION DES BASALTES DANS LA REGION DE

FARAFANGANA-VANGAINDRANO (MADAGASCAR)

CHAPITRE l

LE MILIEU NATUREL

LA GEOLOGlE •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

LE CLIMAT •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

LA GEOMORPHOLOGIE •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

A Hottin et Moine .••••••••••••••••.•••..••••••••••••••••••••B Eljlc.elboom•..•...•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

CHAPITRE II

LES COUPES GEOLOGIQUES

5

5

5

66

l - COUPES DE LA FAMILLE NORD •••••••••••••••••••••••••••••••••••••

A - Coupe à travers une colline •••••••••••••••••••••••••••••••

1. Les blocs de cuirasse et l'argile violacée•••••••••••••2. Le pain d·épices •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3. L'argile bariolée ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

B - Coupes à travers une colline et un versant ••••••••••••••••

1. Coupe à travers la colline •••••••••••••••••••••••••••••2. Coupe à travers le versant •••••••••••••••••••••••••••••

C - Coupe à travers les versants d'une vallée•••••••••••••••••

II - COUPES DE LA FAMILLE SUD ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

9

9

111111

12

1214

14

16

III

IV

A - Coupe à travers une colline et le versant qui joint celle-cià une rivière.......•••.•...•..........••••.••••...•...••.

B Coupe le long d'un versant qui joint un plateau cuirass~ àune rivière ........•••.•.•....•...•...••.•••••••..•..•••..

C Coupe à travers une colline à sommet plat •••••••••••••••••D Coupe située à mi-versant •••••••••••••••••••••••••••••••••

CAS PARTICULIER DE LA COUPE N· 30 •••••••••••••••••••••••••••••

CONCLUS IONS •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

17

171719

19

21

172 -

CHAPITRE III

LES ALTERITES DU BASALTE

l - LE PAIN D'EPICES ET L'ARGILE BARIOLEE••••••••••••••••••••••••••

A - Le pain d·~pices•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1. Observation au microscope•••••••••••••••••••••••••••••••2. Composition minéralogique•••••••••••••••••••••••••••••••3. Composition chimique ••••••••••••••••••••••••••••••••••••4. Transformation du basalte en pain d·épices ••••••••••••••5. Evolution du pain d'épices ••••••••••••••••••••••••••••••

8 - L'argile bariolée ••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••••••

,. Roche-mèr e ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2. Observation au microscope polarisant ••••••••••••••••••••3. Composition minéralogique •••••••••••••••••••••••••••••••4. Composition chimique ••••••••••••••••••••••••••••••••••••5. Transformation du basalte en argile bariolée ••••••••••••6. Evolution de l'argile bariolée ••••••••••••••••••••••••••

C - Comparaison de la géochimie du pain d'épices et de celle del'argile bariolée ....••••.....••.••..•••••...•.•.•.•••..•.•

II - LA CUIRASSE ET LES FACIES ASSOCIES •••••••••••••••••••••••••••••

A - Données bibliographiques •••••••••••••••••••••••••••••••••••

,. Lacroix..••••.•.•••••••••...••••••••.•.•••••••••••.•....2. Segalen .••.•.•.•••••••••••.••.•••••.•••..•••••••••••••..3. Hottin et Moine •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4. Eljkelooom •..•••••••••••.•.••••••••••••••••••••••••••••.

Pages

23

23

2326272831

40

404041444545

54

55

55

55555557

B - Les coupes •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

rI l - CONCLUS IONS ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1. La coupe2. La coupe3. La coupe4. La coupe5. La coupe

C - Principales

30-A •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••30-B •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10-VI-20 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1o-VI-13 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

caractéristiques de la cuirasse••••••••••••••••

57

5759616264

65

68

CHAPITRE IV

HISTOIRE DE LA REGION DE FARAFANGANA-VANGAINDRAND

ET INTERPRETATION DES PHENOMENES D'ALTERATION.

HYPOTHESE SUR LA GENESE DE LA CUIRASSE

l - HISTOIRE DE LA REGION ET INTERPRETATION DES PHENOMENES D'ALTERATION

A Première hypothèse •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••B Deuxième hypothèse •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

C Troisième hypothèse••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

71

7172

74

- 173 -

1. Prêsentation de l·hypothèse••••••••••••••••••••••••••••2. Histoire de la région••••••••••••••••••••••••••••••••••

a) Basaltes et vieux manteau •••••••••••••••••••••••••••b) Histoire des collines •••••••••••••••••••••••••••••••c) Histoire des plateaux cuirassês du périmètre nord,

situés aux altitudes 25-45 m••••••••••••••••••••••••d) Histoire des plateaux cuirassês du pêrimètre sud,

situés aux altitudes 60 m•••••••••••••••••••••••••••e) Vue d'ensernble .••••••••..•.•••• I1 ••••••••••••••••••••

f) Figures 26A, 26B, 27 et 28 ••••••••••••••••••••••••••

II - COMPARAISON ENTRE ALTERITES RECENTES ET ALTERITES ANCIENNES.HYPOTHESE SUR LA GENESE DE LA CUIRASSE ••••••••••••••••••••••••

A Rappel des faits ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••B Comparaison du niveau alumineux de la cuirasse et du pain

d'épices .C Comparaison du niveau ferrugineux de la cuirasse et du pain

d'épices .D - Hypothèse sur la genèse du manteau cuirassé •••••••••••••••

DISCUSSION ET CONCLUSION••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

D EUX 1 E M E PAR T l E

L'ALTERATION DES ROCHES VOLCANIQUES BASIQUES DE LA REUNION

CHAPITRE V

LE MILIEU NATUREL

Pages

7576

7676

78

787979

83

83

83

8384

85

1

II

III

IV

LA GEOGRAPHIE ET LA GEOMORPHOLOGIE ••••••••••••••••••••••••••••

LA GEOLOGIE •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

LE CLIMAT •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

LA PEDOLOGlE ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

CHAPITRE VI


SUR LES PENTES DES VOLCANS

89

90

91

92

1 - L'ALTERATION DES ROCHES DANS LES REGIONS LES PLUS HUMIDES •••••

A - Région de Saint Denis •••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1. L'altération des roches le long du profil topographiquede La Plaine des Fougères - Gillot •••••••••••••••••••••

2. L'altération des roches à proximité du village deLa Montagne •.•••••••••••••••••••.•••.••••••••••••••••••

3. Rés1Jlt1.é •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

95

95

95

9697

- 174

B - Région de Takamaka - Saint Benott •••••••••••••••••••••••••

1. L'altération des roches le long du premier profil topo-graphique ••••.•••••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••

2. L'altération des roches le long du deuxième profil topo-graphique .•••.••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••

3. Résl.11'né •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

C - Région de Nez-de-Boeuf - Vingt septième - Col de Bellevue -Saint Benott ....••.•.••••••.•..•••••••••••••••••••.•..••••

1. L'altération des roches le long du premier profil topo-graphique ....•••..••••••••.•.••••.••••••••••••••••••••.

2. L'altération des roches le long du deuxième profil topo-graphique •.•...••••••.•..•.••..•••••.•.•••••••••••.•••.

3. L'altération des roches le long du troisième profil topo-graphique ......•••••••••••.•..••••••••.•••••.•••.•••••.

4. Ré sl.11'né •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

II - L'ALTERATION DES ROCHES DANS LES REGIONS LES MOINS HUMIDES ••••

A - Région de la Possession - Dos dIAne - Le port •••••••••••••

1. L'altération des roches le long du profil topographiquede la ravine de la Grande Chaloupe - La Possession•••••

2. L'altération des roches le long du profil topographiqueBras Sainte Suzanne - Dos dIAne - Plaine des Galets ••••

3. Réswnê •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

B - Région de Saint Paul - Saint Leu••••••••••••••••••••••••••

1. L'altération des roches le long du profil topographiqueBellemène - Saint Paul •••••••••••••••••••••••••••••••••

2. L'altération des roches le long du profil topographiqueSaint Gilles les Hauts - Saint Gilles les Bains ••••••••

3. L'altération des roches le long du profil topographiqueSaline - La Grande Ravine ••••••••••••••••••••••••••••••

4. L'altération des roches, les accumulations calcaires etles dépôts siliceux à l'extrémité aval des pentes ••••••

5. Ré sl.D'né •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

C - Région de Saint Louis - Le Tampon•••••••••••••••••••••••••

1. L'altération des roches le long du profil topographiquede la Plaine des Makes - Saint Louis •••••••••••••••••••

2. L'altération des roches le long du profil topographiquede Bérive - La CaPrine •••••.•••••••••••••••••••••••••••

3. Résl.D'né •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

r rr - COm::LUSrONS •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

CHAPITRE VII

ETUDE DETAILLEE DES ALTERITES ..D'OCEANITES

ET DES CONCRETIONNEMENI'S

l - ALTERITES D'OCEANITES ET CONCRETIONS MAGNESIENNES •••••••••••••

A - L' 0 céanite ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1. Données bibliographiques •••••••••••••••••••••••••••••••2. Propriétés de l'océanite de la région de la Possession.

Pages

97

97

9899

99

99

100

100101

103

103

103

104106

106

107

107

109

111112

114

114

115115

117

119

119

119121

- 175 -

B - Les altérites d'océanite et les concrétions magnésiennes ••

1. Rappel des observations de terrain••••••••••.••••••••••2. Propriétés des altérites •••••••••••••••••••••••••••••••

Minéralogie •••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••Chimie •••••••••••••••••••.•••..••••..••••••••••.••..Types tle montmorillonites •••••••••••••••••••••••••••

3. propriétés des concrétions magnésiennes ••••••••••••••••4. Formation des profils d'altération et des concrétions

magnésienne!:; •••••••••••••••••••••••• ~ ••••••••••••••••••

II - LES ACCUMULATIONS CALCAIRES ••••••••••••••••••••••••••••••••••

A Définitions ••.•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••B Lecalisation géographique, topographique et climatique

des accumulations calcaires ••••••••••••••••••••••••••••••C Propriétés des accumulations calcaires •••••••••••••••••••D Formation des accumulations calcaires ••••••••••••••••••••

1. Données bibliographiques ••••••••••••••••••••••••••••••2. Formation ••••.•••••••••••.••.••••••••••••.••••••••••••

III - LES SILICIPICATIONS •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

A Localisation géographique, topographique et climatiquedes silicifications•••••••••.•••..•••••••••••••••••••••••.

B _ Caractéristiques des silicifications••••••••••••••••••••••

1. Relation des silicifications avec les altérites et lesroches .•..•..•••••.••.••••.....•..••.•.••..••.••••.....

2. Propriétés minéralogiques et chimiques des silici-fications .........................•.•...•...•.••••..•..

C - Formation des silicifications•••••••••••••••••••••••••••••

1. Données bibliographiques •••••••••••••••••••••••••••••••2. Genèse des silicifications de la cSte euest de la

Réunion...•...•..•................•.•••••.....•.•......

CHAPITRE VIII

INTERPRETATIONS ET CONCLUS IONS

l - LA GENESE DES ARGILES D'ALTERATION••••••••••••••••••••••••••••

A - Répartition des minéraux argileux•••••••••••••••••••••••••

1. Séquences de minéraux argileux dans les altérites debasaltes .•.....•.....••.•••..•...•.•...•...••.••.......

2. Séquence de minéraux argileux dans les altérites d'océa-ni t es ...•....•••..•..........•.....••.•..•.••..••..••..

3. Séquences de minéraux argileux dans les altérites descories basaltiques •..•......•....•••..••.••..•••......

4. Séquence minéralogique générale ••••••••••••••••••••••••

B - Conditions de formation des minéraux argileux•••••••••••••

1. L'imogolite et la gibbsite•••••••••••••••••••••••••••••2. Les minéraux de la famille de la kaolinite •••••••••••••,. Les montmorillonites ••••••••••.••••••••••••••••••••••.•

C - La sequence des minéraux argileux dans le paysage••••••••

Pages

122

122122

124128130

130

131

132

132

133133134

134134

135

135136

136

138

138

138

139

143

143

143

145

145146

146

146147149

149

176 -

II - LA GENESE DES CARBONATES ET DES OPALES •••••••••••••••••••••••

A Concrétions magnésiennes •••••••••••••••••••••••••••••••••B Accumulations calcaires ••••••••••••••••••••••••••••••••••C Les opales ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ••••• a

D Prolongement de la séquence minéralogique générale •••••••

III - CONCLUSIONS •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Pages151

151151152152

152

CONCLUSIONS GENERALES •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

ABCDE

Une séquence minérale générale ••••••••••••••••••••••••••••Zonali té climatique..•.•..........•.•.....••..•••... _,_ ...•Topographique et roche-mère •••••••••••••••••••••••••••••••Séquence minérale tronquée par l'amont ou par l'aval ••••••L'île de la Réunion: unique paysage dans une variétéd'al tér.ites .....••.••••..••...........•...........••..... e

153153153154

154

157

1. Répartition des faciès d'altération sur la plainte c8tièrede Madagascar ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

2. Répartition des faciès d'altération dans l'île de laRéunion•••••••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••

3. Séquences des minéraux d'altération••••••••••••••••••••4. Séquences minérales tronquées par l'aval ou par l'amont5. Interférences du drainage et du climat •••••••••••••••••6. Les cuirasses ferrugineuses et bauxitiques anciennes •••

Bibliographie .••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Liste des figures ...•....•••..••••••.. Il •••••••••••••••••••••••••••

Liste des tableaux ••••••••••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••••

Table des matiêres .••••••••••••••••••••.•••••.••••••••••••••••••••

157

157158158159160

163

167

169

171

L'altération des roches volcaniques basiques sur la côte ...

Documents

Transcript of L'altération des roches volcaniques basiques sur la côte ...