l'altération des roches volcaniques basiques sur la côte
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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
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D.
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DANANFERNIQUEGAUTIERSUTTERAVANISSIANLACROUTEEBERHARTLEHNROBERTBECKERSCHALLERGAULTGOUNOTDEHANDGODBILLONROUXVOLTZMICHARDBOULANGERRIEHLGERARDDAIREDUNQYERdeSEGONZACJOUANOLOUDELLACHERIETANIELIANRICHARDGROSSRAMISROPARTZGROSMANNBENVENISTEFARAUTSCHIFFMANN (dét.lLEITE-LOPEZBENEZRAGRUSONSOLLADIEVIAUDKIRSCHSOMMERBROSSASPESKINE Idét.1FRIEDMORINLEROYSCHWING
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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)
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
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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
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Figures Famille nord. Coupes d'une colline et d'un versant
13 -
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[~>.. Jplateaux cuirassés ~co11ines [=:J fonds de vallée, plats et marécageux
ravines o1----";;=:""---41 coupe 9
o 750m
Figure 6 - Carte morphologique de la région de la coupe 9.
- 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 -
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750m...-====--o\""-rivière
Figure 8 - Carte morphologique de la région de la coupe 10.
- 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
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1,-18~
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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
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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
"
"
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"
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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
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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
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74: 86.444: 116:48
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o
o 449: 56: 30 : 41
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26
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o
o
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o
0,05
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o
°4,33 :
4,40 :
4,27: °
29,0:0,16
: 28,3 : 0,35
o°
0,19
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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
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3,BO
0,06
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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
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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
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+ 45 1 43
- 22
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- 38
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- 2M 1 22
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- 15
- 79
- 17
- 24
- 55
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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
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1 - 85,1 + 25,1 - 191
, - 351
1 - 23,,- 211 +1
, - 821
1 - 691
73 , - 61
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- 67
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- 74
- 73 , - 43
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- 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
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11,r, +
76
- 63
- 61
- 78
- 65
J 1
, - 70,1 - 38,, - 66
, - 75,3 ,5 , - 71
1
7
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-100
-100
-100
-100
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-100
-100
-100
-100
-100
-100
84
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- 96 , -100
-100 , -100
r,J
- 98 11
99r
•- 99 ,,-99',-100 •
•-100 r,-100 r
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4 , - 95,
1
1
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• 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.
•
évolution du pain d'épices
- 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
évolution du pain d'épices
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•
••
• •••
(
densité deséchantillons
- 40
- 50
pertes•évolution de l'argile bariolée
)V11\)
Figure 24 - Evolution de l'argile bariolée. Pertes ou gains de gallium dans les échantillons.
•
densité deséchantillons
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.
- Sur la figure 27, on voit successivement. En 1, le manteau d'al
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.
- Sur la figure 28, on voit successivement. En 1, le manteau d'al
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.
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
L'ALTERATION DES ROCHES VOLCANIQUES BASIQUES
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-
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,<e
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
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H
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1 ••• !"Ir-+-.1 1
siliceuses calcaires
concrétions accumulatl
Mx argileux
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climatMx argileux
~-.- f-T slllc.us.sf---- - --f---- -
i 1
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1
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111
1
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B
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.
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500
440
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3001
220
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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
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Grande
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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
des températures qui augmentent de 20 à 23°C.
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
s'observe sous des pluviosités qui diminuent de 1400 à 1000 mm et
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
s'observe sous des pluviosités qui diminuent de 2600 à 1500 mm et
des températures qui augmentent de 19 à 24°C.
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.
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LIS T EDE SPI G URE S
Pages
2
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'3
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10
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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
dépliant hors-texte
13
dépliant hors-texte
15
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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 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
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50
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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 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
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33 - Distribution des minéraux argileux, des concrétions siliceuses et des accumulations calcaires, à l'aval de deux pen-tes ouest .
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dépliant hors-texte
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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 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
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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
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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
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- 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 •..•••••••••••.•.••••••••••••••••••••••••••••.
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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
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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••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
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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
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1
II
III
IV
LA GEOGRAPHIE ET LA GEOMORPHOLOGIE ••••••••••••••••••••••••••••
LA GEOLOGIE •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
LE CLIMAT •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
LA PEDOLOGlE ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
CHAPITRE VI
L'ALTERATION DES ROCHES VOLCANIQUES BASIQUES
SUR LES PENTES DES VOLCANS
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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 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
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95
95
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- 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.
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- 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••••••••
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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 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
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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
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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 .••••••••••••••••••••.•••••.••••••••••••••••••••
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