La magadiite, silicate sodique de néoformation des faciès évaporitiques du Kanem (littoral Nord-Est du lac Tchad)

Untersuchungen im Gelände und im Labor erbrachten den Beweis, dass Magadiit (NaSi₇ O₁₃ (OH)₃, 3H₂O) in den Tonablagerungen der Niederungen zwischen den Dünen des Kanem (nördliches Ufergebiet des Tchad-Sees) vorhanden ist. Dieses sodisches Silikat wurde nachgewiesen in den Niederungen, in denen ein eingeschränktes, sodisch-karbonatisches Milieu durch kapillaren Aufstieg aus in geringer Tiefe liegendem Grundwasser zustande kommt (bzw. zustande kommen könnte). Es tritt in zwei verschiedenen Erscheinungsformen auf : als Zwischenlagerschichten und als vereinzelte Knollen inmitten einer tonigen Grundmasse. Drei Entstehungsmechanismen werden nacheinander erörtert. 1. Chemische Ausfällung durch Eindampfen der alkalinischen Salzlösungen in den zurückbleibenden Zwischendünenseen. 2. Chemische Ausfällung nach Hydrolyse und Remobilisierung der Kieselsäure aus den Diatomeen-führenden Schichten des ursprünglichen Sedimentes. 3. Chemische Ausfällung der im Grundwasser gelösten Kieselsäure durch kapillare Verdampfung. Der letztgenannte Mechanismus, der für die Entstehung der Magadiit-Konkretionen verantwortlich ist, scheint auch heute noch weiterzuwirken in den Niederungen, die als Salinen in Betrieb sind und in denen das Grundwasser Anreicherungen an löslicher Kieselsäure bis zu 2 000 mg/1 aufweist.Натриевый силикат магалиит, новообразование озерной фации района Канем (северо-восточное побережие озера Чад) Полевые наблюдения и лабораторные исследования обнаружили присутствие ма-гадиита (NaSi₇ O₁₃ (OH)₃, 3H₂O) в глинистых отложениях междюнных западин Канема (северный край озера Чад). Этот натриевый силикат был обнаружен в депрессиях где развивается (или могла развиваться) замкнутая углекисло-натриевая среда благодаря капиллярному подьему от неглубоко залегающей поверхности грунтовой воды. Он представляется в виде переслаивающихся прослоев или в виде рассеянных в глинистой среде желваков. Поочередно рассматриваются три генетических механизма образования : 1) Химическое осаждение при испарении щелочных рассолов в остаточных междюнных озерах ; 2) Химическое осаждение после гидролиза и повторной мобилизации кремнезема диатомовых прослоек в первичных отложениях ; 3) Химическое отложение кремнезема растворенного в грунтовой воде при капиллярном испарении. Последний механизм, ответственный за образование желваков магадиита, продолжает по-видимому свое действие еще в настоящее время в депрессиях разрабатываемых как сильные месторождения и в грунтовой воде которых концентрация раст¬ воренного кремнезема достигает 2 000мг/л.Magadiite (NaSi₇ O₁₃ (OH)₃, 3H₂O) has been identified by field and laboratory studies in the clayey sediments of interdunal depressions in the Kanem (northern edge of Chad lake). This sodic silicate is present in all the depressions where a confined sodium carbonate environment is (or was) formed by capillary evaporation from shallow ground water. Inter-stratified beds up to 15 cm thickness and disseminated nodules of magadiite in the clays were observed. Three hypothesis for the magadiite's formation are proposed : 1. Chemical precipitation by evaporation from alkaline brines of interdunal lakes isolated by a lowering of the level of Lake Chad. 2. Chemical precipitation by interaction of alkaline brines with preexisting beds of diatoms. 3. Chemical precipitation by capillary evaporation of the interstitial alkaline brines. This last process is responsible for the formation of the magadiite concretions and occurs in the depressions where the carbonate salts (mainly trona) are quarried, and where the ground water contains as much as 2.000 mg/1 dissolved silica.Des études de terrain et de laboratoire ont montré la présence de magadiite (NaSi₇ O₁₃ (OH)₃, 3H₂O) dans les sédiments argileux des dépressions interdunaires du Kanem (bordure septentrionale du lac Tchad). Ce silicate sodique a été mis en évidence dans les dépressions où se développe (ou a pu se développer) un milieu confiné carbonaté sodique par remontées capillaires à partir d'une nappe phréatique peu profonde. II se présente sous deux faciès, en lits interstratifiés et en nodules épars au sein d'une trame argileuse. Trois mécanismes génétiques sont tour à tour envisagés. — 1. Précipitation chimique par évaporation des saumures alcalines des lacs interdunaires résiduels. 2. Précipitation chimique, après hydrolyse et remobilisation de la silice des lits diatomitiques du sédiment originel. — 3. Précipitation chimique de la silice dissoute dans la nappe par évaporation capillaire. Ce dernier mécanisme, responsable de la mise en place des concrétions de magadiite, semble se poursuivre actuellement dans les dépressions exploitées en salines, dans lesquelles la nappe présente des concentrations en silice soluble allant jusqu'à 2 000 mg/1.Maglione Gilbert. La magadiite, silicate sodique de néoformation des faciès évaporitiques du Kanem (littoral nord-est du lac Tchad). In: Bulletin du Service de la carte géologique d'Alsace et de Lorraine, tome 23, n°3-4, 1970. Sédimentologie et géochimie de la surface. pp. 177-190

Présence de gaylussite et de trona dans les "natronières" du Kanem (pourtour nord-est du lac Tchad)

In this paper, the first occurence of gaylussite in the salt deposits of Kanem (Chad, Africa), is notified. It occurs mixed with trona, first described in this region by Lacroix (1905). This salt deposit is briefly situated in its geological and hydro-geochemical context.Dans cette note, la présence de gaylussite, non encore identifiée dans les salines du Kanem, est signalée. Associés au trona, mis en évidence dans cette région par Lacroix (1905), ces dépôts salins sont succinctement replacés dans leurs contextes géologique et hydro-géochimique.Maglione Gilbert. Présence de gaylussite et de trona dans les « natronières » du Kanem (pourtour nord-est du lac Tchad). In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 91, 4, 1968. pp. 388-395

Un exemple de comportement de la silice en milieu confiné carbonaté sodique : les "natronières" du Tchad

Bei der Analyse der natriumkarbonathaltigen Solen, die man in den Niederungen zwischen den Dünen bei Kanem (Tschad) findet, wurden bis zu 3 700 mg/1 lösliche Kieselsäure festgestellt. Diese hohen Werte werden auf eine fortschreitende Konzentration einer nicht sehr tief liegenden Grundwasserschicht durch Kapillarverdunstung zurückgeführt. Dabei erhöhen sich die pH-Werte durch Ausfällung von natriumkarbonathaltigen Mineralien. Die Sättigung gegenüber amorpher Kieselsäure und Quartz ist immer weitgehend erreicht. In den Lösungen ist die Anreicherung an Kationen jedoch so hoch, dass es zur Neubildung von Natriumsilikat (Magadiit, Kanemit) kommt. Wenn Aluminiumionen im Milieu verfügbar sind, bildet sich Aluminiumsilikat vom Zeolittyp (Mordenit).Анализ карбонат-натриевых рассолов междюнных западин Канема (Чад) указывает на повышенное содержание растворимого кремнезема, достигающего иногда 3 700 мг/л. Такие высокие содержания являются результатом прогрессивной концентрации путем капиллярного испарения неглубоко залегающей подземной воды, сопровождающейся повышением pH вследствие осажедения бикарбонат-натриевых минералов. Насыщение аморфным кремнеземом и кварцем всегда широко достигается, однако богатство раствора катионами такое, что происходит новообразование натриевых силикатов (магадиит, канелит) или алюмино-силикатов цеолитового типа (морденит) в той среде, где ионы алюминия оказываются свободными.Analysis of sodium carbonate brines from interdunary depressions of Kanem (Chad) reveals silica contents of up 3700 mg/1. These high values result from a progressive concentration by capillary evaporation of shallow ground-water, accompanied by a rise in pH because of the sodium bicarbonate minerals precipitation. Saturation with respect to amorphous silica and quartz is generally the rule ; however, the wealth of solutions in cations brings about neoformation of sodium silicates (magadiite, kenyaite) or aluminosilicates of zeolitic type (mordenite), in the environments where aluminum is available.L'analyse des saumures carbonatées sodiques des dépressions in-terdunaires du Kanem (Tchad) montre des teneurs en silice soluble allant jusqu'à 3 700 mg/1. Ces valeurs élevées résultent d'une concentration progressive par éva-poration capillaire à partir d'une nappe peu profonde, accompagnée d'une élévation du pH par suite de la précipitation de minéraux bicarbonatés sodiques. La saturation -vis-à-vis de la silice amorphe et du quartz est toujours largement atteinte ; cependant la richesse des solutions en cations est telle qu'il y a néoformation de silicates sodiques (magadiite, kanémite) ou d'aluminosilicates de type zéolitique (mordénite), dans les milieux où les ions aluminium sont disponibles.Maglione Gilbert. Un exemple de comportement de la silice en milieu confiné carbonaté sodique : les «natronières » du Tchad. In: Bulletin du Service de la carte géologique d'Alsace et de Lorraine, tome 24, n°4, 1971. Sédimentologie et géochimie de la surface. pp. 255-268

La kanemite, nouveau silicate de sodium hydraté de néoformation

Kanemite, NaH [Si₂O₄ (OH)₂] • 2H₂O, was found, associated with trona and gaylussite in the interdunary depression of Andjia, on the northeastern edge of Chad Lake. Orthorhombic, D [2h] ⁷˗Pnmb, a₀ = 7.282, b₀ = 20.507, c₀ = 4.956 Å ; V = 740 Å³ ; Z = 4 ; ρcalc. = 1.933. Strongest lines of the X-ray powder pattern are : 10.3 (10), 4.014 (10), 3.435 (9) ; 3.162 (7), 3.093 (7), 2.480 (8) Å. Biaxial (— ), 2 V = 46°, ng = 1.478 (c), nm = 1.470 (a), np = 1.451 (b) ; dispersion r > v. White spherolites and platy crystals with (010) ; cleavage (010) perfect, (100) good ; hardness 4 ; ρmeas. = 1.926. Chemical composition : SiO₂ = 56.68, Al₂O₃ = 0.40, CaO = 0.20, Na₂O = 13.25, K₂O = 0,10, H₂O (> 280°) = 4.25, H₂O (170°-280°) = 8.45, H₂O (170°) = 16.30, total = 99.63. Differential thermal analysis shows sharp endothermic peaks at 160°, 220°, 600° C and a broad exothermic peak at 655° C. The products of dehydration have been studied. IR spectrum shows absorption bands at 3570, 3445, 1667, 1475, 1170, 1046, 900, 850, 774, 681, 609, 659 and 456 cm⁻¹. The name is taken from Kanem, the region where the salina is located.La kanemite, NaH [Si₂O₄ (OH)₂] • 2H₂O, a été trouvée dans la saline d'Andjia, Kanem, au Tchad, associée au trona et à la gaylussite. Orthorhombique, D [2h] ⁷˗Pnmb, a₀ = 7,282, b₀ = 20,507, c₀ = 4,956 Å ; V = 740 Å³ ; Z = 4 ; dx = 1,933. Les raies les plus intenses du diagramme de poudre sont : 10,3 (10), 4,014 (10), 3,435 (9), 3,162 (7), 3,093 (7), 2,480 (8) Å. Biaxe (— ), 2 V = 46°, ng = 1,478 (c), nm = 1,470 (a), np = 1,451 (b) ; dispersion r > v. En sphérolites blancs et en cristaux aplatis suivant (010) ; clivage (010) parfait, (100) bon ; dureté ~ 4 ; d[mes.] = 1,926. Composition chimique : SiO₂ = 56,68, Al₂O₃ = 0,40, CaO = 0,20, Na₂O = 13,25, K₂O = 0,10, H₂O (> 280°) = 4,25, H₂O (170°-280)° = 8,45, H₂O (170°) = 16,30, total = 99,63. L'ATD montre des maximums endothermiques à 160°, 220°, 600° C et un maximum exothermique à 655° C. Le spectre d'absorption infrarouge donne les bandes suivantes : 3570, 3445, 1667, 1475, 1170, 1046, 900, 850, 774, 681, 609, 569 et 456 cm⁻¹. Le minéral est nommé d'après la région de Kanem où est situé le gisement type.Johan Zdenek, Maglione Gilbert. La kanemite, nouveau silicate de sodium hydraté de néoformation. In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 95, 3, 1972. pp. 371-382