Bocquier, Gérard

Boulangé, Bruno

Paquet, H.

Horizon / Pleins textes

1, 
C. R. Acad. SC. Paris, t. 280 (21 mai 1975) Série D - 2183 
ri 
GfiOCHIMIE DE LA SURFACE. - Le rôle de l'argile dans la migration et 
. l'accumulation de I'alumine de certaines bauxites tropicales. Note (*) de 
M. Bruno B-5 Mlle Hélène Paquet et M. Gérard Bocquies, présentée 
par M. Jean Orcel. 
Dans les bauxites tropicales, la gibbsite dérive en premier lieu de l'altération de minéraux de la 
roche mkre. Mais ces bauxites peuvent s'enrichir ultérieurement 'en alumine, par d6silicification de 
dépats kaoliniques répétés dans les pores et fissures. Cette alumine cristallise sur place en gibbsite 
secondaire, par accumulation relative. 
1. GIBBSITE PRIMAIRE ET GIBBSITE SECONDAIRE. - Dans les dtératiQnS et les 
sols tropicaux, les concentrations d'alumine se présentent généralement sous la 
forme orthohydroxyde, la gibbsite, et selon deux modes de gisement (I). 
- La gibbsiteprimaire cristallise au sein des minéraux originels de la roche 
mère, avec maintien des structures pétrographiques (Jig. 2 et 3). Hls'agit d'une accumu- 
lation par départ des autres composants, ce qu'on appelle une accumulation rela- 
- La gibbsite, dénommée secondaire, se surimpose aux anciennes structures 
dans les joints, fissures et pores (Jig. 2 à 7). Pour cette raison, elle est considérée 
comme une addition ou accumulation absolue. 
tive N~), ("1. 
P- 
' '1 
I 
Pour rendre compte de cette accumulation absolue de gibbsite secondaire, 
divers modes de migration et de dépôt de l'alumine ont été envisagés (3 : migration 
ionique avec ou sans complexants (7, migration de gels (6) qui seraient à l'origine 
de structures << collomorphozonées D ('), migration sous forme de particules détri- 
tiques de cristaux de gibbsite. 
On propose ici un nouveau mode de migration de l'alumine SQUS forme de 
kaolinite, ultérieurement déposée et désilicifiée. 
2. MSENCE DE DÉPÔTS ou CUTANES GIBBSITIQUES. - La bauxite étudiée est 
issue de l'altération en place d'un granite à deux micas de la région de Lacota en 
Côte-d'Ivoire. Les structures du granite se maintiennent, des horizons d'altération 
aux horizons indurés de bauxite. Les transformations (( silicates-gibbsite B se sont 
donc produites in situ. 
Dans les horizons indurés, les plus riches en alumine (jusqu'à 59 %), la gibbsite 
secondaire se présente en enduits rubanés, qui recouvrent les parois des vides (Jig. 2). 
Ces microstructures de dépôts, nommées cutanes ('), recoupent en discordance et 
isolent les structures primaires altérées en gibbsite. Elles sont donc postérieures, et 
sont liées au système récent de la porosité ; elles constituent des microsystèmes 
illuviaux. 
Plusieurs dépôts, ou cutanes, peuvent se superposer dans ces microsystèmes 
en une véritable stratification. Ils peuvent aussi se recouper, et isoler d'anciens 
cutanes sous forme de fragments, dénommés papules (') (Jig. 3). Ceci indique de 
2184 - Série D C. R. Acad. Sc. Paris, t. 280 (21 mai 1975) 
multiples générations de pores et de fissures, avec leurs revêtements de gibbsite, 
concordants ou discordants, mais successifs. 
3. ZONATION DES MICROSYST~MES ILLUVIAUX. - Ces cutanes ou microsystèmes 
illuviaux sont régulièrement zonés. Le matériel déposé se différencie en deux zones : 
une zone interne brun-rouge, à hydroxyde de fer, et une zone externe jaune à blan- 
châtre, à gibbsite. Le passage d’une zone à l’autre est progressif (Jig. 5 )  ou 
abrupt (Jig. 2). Or, cette zonation est indépendante de la stratification du dépôt ; 
elle peut même recouper cette dernière (Jig. 4 à 6). Bien plus, si les cutanes sont 
successifs, la zonation peut être oblique sur leur empilement. Ces faits montrent 
que la zonation est postérieure au dépôt et parfois postérieure à des dépôts successifs. 
La cristallisation de la gibbsite n’est pas quelconque. Dans la zone interne ferru- 
gineuse, cette gibbsite n’est pas visible. Quand la teneur en fer faiblit, apparaissent 
de petits cristaux de gibbsite, disséminés et de plus en plus fréquents en allant vers 
le vide (Jig. 5), où ils peuvent alors faire place à des cristaux plus grands, prisma- 
tiques et perpendiculaires aux: parois (Jig. 2 et 7). La cristallisation de la gibbsite 
paraît d’autant plus aisée que le fer est moins abondant. 
Dans le cas complexe, fréquent au sommet de la zone indurée, les dépôts se 
succèdent, ainsi que leur zonation a fer interne-gibbsite externe B. On parvient à 
une alternance fer-gibbsite, qui peut se terminer au bord du vide par un dépôt 
ultime, légèrement zoné, composé d’un fin liséré de fer interne, et d’argile kaolinique 
externe ( f ig .  6 et 7). 
Tous ces faits montrent que ces microsystèmes ont été le siège d’apports répétés, 
suivis d‘une transformation qui accumule le fer dans la zone interne du dépôt et 
l’alumine dans la zone externe. Seul le dernier dépôt, d’ailleurs facultatif, est kaoli- 
nique. 
4. COMPARAISON AVEC LES CUTANES ARGILO-FERRUGINEUX. - Les cutanes 
argilo-ferrugineux sont connus dans de nombreux sols, qui n’ont subi aucune gibbsi- 
tisation [(’), (‘O)]. Ils sont le résultat d’un dépôt d’argile kaolinique, dont les feuillets 
sont enduits de pigments ferrugine&. Ce sont des ferrìargilanes (’). Ces cutanes 
argilo-ferrugineux sont fréquemment zonés avec fer interne et argile transparente 
EXPLICATION DE LA PLANCHE 
Fig. 1. -Passage entre une zone ferrugineuse (partie gauche) et une zone gibbsitique (partie droite) 
(G x 3 000). Photographie obtenue au microscope électronique à balayage. 
Fig. 2. - Gibbsite primaire (partie gauche) et gibbsite secondaire (partie droite). De petits cristaux de 
gibbsite primaire sont isolés dans la zone interne ferrugineuse (L. P., G X 47). 
Fig. 3. - Gibbsite primaire ; au centre, papules ferrugineuses et gibbsitiques, B droite dans un pore récent, 
apport ultime d’argile (L. N., G x 47). 
Fig. 4 et 5. - Ferrigibbsanes zonés. Superposition de plusieurs dépôts dans une zonation G fer interne- 
gibbsite externe D. Dépôt ultime souligné par un liseré ferrugineux, l’argile ayant été éliminée (L. N. 
et L. P., G x 74). 
Fig. 6 et 7. - Ferrigibbsane zoné. Passage latéral de structures phylliteuses à des cristaux prismatiques de 
gibbsite (L. N. et L. P., G x 190). 
PLANC~E I. M. BRUNO BOULANGÉ. 
C. R. Acad. Sc. Paris. t. 280 (21 mai 1975) Série D - 2185 
externe. La limite entre zone ferrugineuse et zone kaolinique est souvent diffuse et 
parfois oblique sur la structure litée du dépôt. C'est pourquoi ces cutanes zonés 
ont été interprétés comme le résultat d'une concentration différentielle du fer dans la 
zone interne. Ce sont des ferriargilanes zonés ("). 
Or, ces ferriargilanes zonés donnent des figures très analogues à celles que nous 
venons de décrire dans les bauxites, sauf que dans ces dernières, le terme gibbsite 
remplace le terme kaolinite, Mais l'ordre et la répétition de la zonation sont 
identiques, ainsi que la discordance possible de cette zonation sur le litage du dépôt. 
De tels microsystèmes, où alternent fer et gibbsiste, pourraient donc être dénommés 
a ferrigibbsanes zonés D. 
Bien plus, on peut observer dans un même ruban (fig. 2 et 7), le passage latéral 
entre une zone conservant la structure parallèle à la paroi des ferriargilanes zonés, 
et une zone à gibbsite cristallisée en prismes perpendiculaires à la paroi. La gibbsite 
n'a pu migrer sous cette forme. Notre interprétation est qu'elle a cristallisé sur place 
par désilicification de la kaolinite. Cette désilicification correspond à la dissolution 
incongruente de la kaolinite [(2), ("1 en milieu bien drainé et très appauvri en silice. 
Telles sont bien les conditions qui règnent dans les microsystèmes très désaturés 
des pores et fissures ("). 
5. RENSEIGNEMENTS GI~OCHIMIQUES ET MIN~ULOGIQUES. - a. A la microsonde, 
la distribution relative des éléments Si, Al, Fe, peut être suivie. Dans les ferriargilanes 
zonés, on a pu montrer (") l'association Si, Al dans la zone kaolinique, et la concen- 
tration progressive du fer dans la zone interne. Ici, pour les ferrigibbsanes zonés, on 
met en évidence la répartition suivante des éléments : 
- dans la zone externe : Al abondant, Fe et Si faibles ; 
- dans la zone interne : Fe fortement concentré, Al et Si moins abondants, 
Ceci nous montre la conservation de la kaolinite dans la zone enrichie en fer 
mais au comportement identique. 
et l'abondance de la gibbsite dans la zone appauvrie en fer et désilicifiée (f ig.  7). 
b. Par diffraction des rayons X, on détermine la gœthite dans la zone interne 
de ces ferrigibbsanes zonés, alors que c'est l'hématite qui caractérise les structures 
primaires et les vieilles accumulations. 
c. Par absorption des rayons infrarouges, la kaolinite des dépôts apparaît 
désordonnée. Ce désordre ne peut que faciliter l'hydrolyse de cette kaolinite [(I3), (')I. 
CONCLUSION. - Toutes les méthodes utilisées convergent pour permettre de 
reconstituer les mécanismes de l'accumulation de l'alumine dans les bauxites étudiées. 
- Dans un premier temps, l'alumine s'accumule aux dépens des minéraux de la 
roche mère par départ des autres éléments. C'est l'accumulation relative de la gibbsite 
primaire. 
- Dans un deuxième temps, des cutanes argilo-ferrugineux, ou ferriargilanes 
non zonés, se déposent dans les pores par accumulation absolue. 
2186 - S6rie ID C. R. Acad. Sc. Paris, t. 280 (21 mai 1975) 
- Ensuite, le fer se concentre par différenciation relative dans la zone interne 
des dépôts. Les ferriargilanes se transforment en ferriargilanes zonb. 
- Ultérieurement, les zones externes kaoliniques, débarrassées du fer, s’hydro- 
lysent. La silice est évacuée. L’alumine cristallise sur place en gibbsite par accumula- 
tion relative. 
On remarque que cette deuxième cristallisation de gibbsite est d’accumulation 
relative, mais à partir d’une kaolinite qui est d‘accumulation absolue. 
On remarque surtout que le transport de l’alumine ne s’est produit ni ensolution, 
ni à l’état de gel, ni en k e s  particules, mais à l’intérieur de la kaolinite, dont elle est 
l’un des deux composants. 
Ceci nous montre que l’argile kaolinique ne joue pas seulement un rôle dans le 
transport du fer, fixé sur ses feuillets, mais dans le transport de l’alumine, qui la 
compose. Bien plus, une fois le transport du fer et de l’alumine effectué, l’argile 
joue un rôle dans la concentration de ces éléments, car c’est en milieu kaolinique 
que le fer se concentre dans la zone interne des dépôts et que la gibbsite est libérée 
du côté des vides. 
Exdin, le phénomène est entretenu et répété, comme le montrent les superposi- 
tions et les recoupements de plusieurs dépôts zonés. II rend compte de migrations et 
d’accumulations importantes d’alumine secondaire dans les proas bauxitiques. 
(*) Séance du 3 mars 1975. 
(1) B. BOULANGI? et J. DELVIGNE, Symp. de Micromorph., Kingston, 1973,12 pages. 
(2) L. R. GARDNER, Amer. Min., 55,1970, p. 1380-1389. 
(3) B. FRITZ et Y. TARDY, SC. Géol., 26,4,1973, p. 339-367. 
(4) P. SEGALEN, Initiations et Docum. Techn., ORSTOM, 1973,281 pages. 
(5) W. H. HUANG et W. D. KELLER, Clays and Clay Min., 20,1972, p. 69-74. 
(6 )  A. HERB ILL ON^^ M. C.  GASTUCHE, Bull. Gr.fr. Argiles, 13,8,1962, p. 77-94. 
(7) S. I. BENESLAVSKIJ, Gosgeolvok., MOSCOU, 1963. 
(8) R. BREWER, J. Wiley and Sons, New York, 1964,470 pages. 
(9) D. CARROLL, Geochim. Cosmochim. Acta, 14,1958, p. 1-27. 
(‘0) G. STOOPS, Pédologie, 17,1,1967, p. 60. 
(11) G. BOCQU~R et Lj. NALOVIC, Cah. ORSTOM, Série Pédol., 10,4,1972, p. 411-434. 
(12) Y. TARDY, G. BOCQUIER, H. PAQmTet G. MILLOT, Geoderma, 10,1973, p. 271-284. 
(13) G. PEDRO, J. BERRIER et D. TESSIER, Bull. Gr. fr. Argiles, 22,1970, p. 29-50. 
B. B., ORSTOM, Section Géologie, 
24, rue Bayard, 75008 Paris ; 
H. P., Université Louis-Pasteur, 
Institut de Géologie2 
1, rue Blessig, 67084 Strasbourg Cedex ; 
G. B., Université de Paris-VU, 
Département des Sciences de la Terre, 
2, place Jussieu, 75221 Paris Cedex 05. 


Le rôle de l'argile dans la migration et l'accumulation de l'alumine de certaines bauxites tropicales

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Horizon / Pleins textes