Ségalen Pierre. La gibbsite dans les sols dérivés de roches volcaniques basiques à Madagascar. In: Bulletin du Groupe français des argiles. Tome 8, nouvelle série n°3, 1956. pp. 11-15

Ségalen, Pierre

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LA GIBBSITE DANS LES SOLS 
DERIVES DE ROCHES VOLCANIQUES BASIQUES A MADAGASCAR 
par P. SEGALEN 
A u  cours  de deux s é j o u r s  'a Madagascar , nous avons été amenés 'a fa i re  de nom- 
breuses  observations su r  les  sols de l ' í l e .  Nous voudrions présenter  ic i  quelques résul ta ts  
concernant les  minéraux du sol et en particulier la gibbsite.  
Tout d 'abord, s i  nous examinons la position géographique de l ' s e ,  nous voyons 
qu'elle es t  située dans l 'océan Indien, entre  12" et  25" de latitude Sud; donc, en dehors de 
l 'extrême-Sud, la  majeure partie du te r r i to i re  es t  située dans la zone intertropicale.  La 
par t ie  orientale de l ' s e  es t  soumise de façon constante 'a l 'action de l 'alizé qui, en raison 
de l'augmentation rapide de l'altitude, n ' intéresse qu'environ l e s  2 /3  du t e r r i t o i r e .  Sur le  
versant  occidental, 'a l ' abr i  des montagnes et  hauts-plateaux du Centre ,  l 'alizé a r r ive  dé- 
ba r ra s sé  de son humidité. Par contre ,  l'influence de la mousson se  fa i t  sentir  de façon 
appréciable pendant quatre mois .  L'Extrême-Sud es t  beaucoup moins a r r o s é  que le r e s t e  
de l ' íle e t  la  pluviométrie y es t  t r è s  i r régul iè re .  
' ' 
La disposition de l'íle e t  son relief t r è s  tourmenté font a p p a r a a r e  une a s sez  grande 
Sur le versant  oriental ,  la pluviométrie es t  élevée (2 'a 5 m) et  bien répar t ie  sur  
toute l'année; la température moyenne annuelle, comprise entre  23 et  24",  subit pec. de 
var ia t ions .  
i variété  de cl imats  qui peuvent s e  schématiser de la manière  suivante : 
i' 
t. ,Il 
e' 
-%' * 
+$i 
Les Hauts plateaux du Centre sont atteints par l 'al izé humide; les  saisons sont i c i  
bien différenciées : une saison humide avec une pluviométrie comprise  entre  1,2 et  1,8 m 
et une température  de 22 'a 23" , une saison fraîche oh la pluviométrie e s t  faible,  mais o Ù  P -t--- - l e s  pluies fines sont fréquentes avec une température  de 15 'a 1 7 " .  
Les hautes montagnes ('a une altitude supérieure 'a 2000 m) ont un climat a s sez  mal 
connu en raison de la ra re té  des stations météorologiques. La  pluviométrie es t  de nouveau 
t r è s  for te  (2 ,5  k 3,O m); la température es t  faible (8 'a 12") .  
La région occidentale es t  chaude toute l 'année (26 'a 28") ,  mais la pluviométrie e s t  
variable (0,8 'a 1 , 8  m> et tombe en peu de mois. Pendant la saison sèche,  la pluie es t  p ra-  
tiquement inexistante. 
es t  faible e t  t r è s  i r régul ière  (inférieure 'a O ,  5 m ) .  
Dans l 'Extrême-Sud o Ù  la  température  r e s t e  a s sez  élevée ( 2 3 " ) ,  la pluviométrie 
- 11 - 
En ce qui concerne la végétation, on peut distinguer deux grands ensembles l iés  de 
façon a s sez  étroi te  au cl imat .  Dans la région or ientale ,  le peuplement primitif es t  la forê t  
dense 2 feuilles pers is tantes  (forêts denses ombrophile et sclérophylle); dans la région 
occidentale, l e s  peuplements primitifs sont la forê t  dense tropophile (k l 'Ouest) et l e  bush 
B xérophytes (au Sud), 
Les  roches-mères  qui donnent naissance aux sols sont t r è s  var iées  mais  i r régul iè-  
rement répar t ies  : roches métamorphiques e t  plutoniques à l 'Est  et au Centre ,  roches s é -  
dimentaires à l 'Ouest .  L e s  roches volcaniques basiques existent à peu p r è s  par tout ,  sous 
tous l e s  c l imats ,  B toutes les  alt i tudes,  SOUS tous les  types de végétation, Comme leur 
composition es t  relativement homogène, e l les  ont l'avantage de permettre  des  comparai-  
sons à distance.  Les  priqcipaux mass i f s  sont du Nord v e r s  le Sud: la  Montagne d'Ambre,  
l'íle de Nossi  Bk, I'Ankaiainana, l 'Ankaratra ,  1'Itasy; l'Antanimena, la bande côt ière  qui 
s'étend de Mahanoro 2 Vangaindrano, le, massif  de Tsivory.  
Si nous considérons maintenant l e s  sols qui dérivent de ces roches m è r e s ,  nous 
Dans la région or ientale ,  définie par  un climat sinon t r è s  pluvieux, du moins tou- 
jours humide e t  une végétation forest ière  b feuil les pers is tantes ,  les so ls  contiennent tou- 
jours de l 'alumine l i b re .  Dans tous les  cas  étudiés,  il s 'agit  de gibbsite mise  en évidence 
par l 'analyse chimique, thermo-pondérale, thermique différentielle, e t  par  l e s  rayons X .  
Ceci n 'es t  d 'a i l leurs  pas spécial aux sols dér ivés  de roches volcaniques basiques puisque 
les  sols dérivés  d 'autres  roches mères  en renferment  également. Cette présence de gibb- 
site es t  indépendante des  teneurs en mat iè re  organique, puisqu'elle a lieu dans l e s  sols  
pauvres comme d a n s l e s  sols  t r è s  r iches  en mat iè re  organique (sur  les  hauts sommets  de 
l 'Ankaratra,  B plus de 2000 m, des sols à plus de 2 5 %  de matière  organique ont encore des  
teneurs en gibbsite de 10  h 15 $1. Des compos6s du fe r  (hématite ou goethite), un minéral  
du groupe de la kaolinite accompagnent toujours cette gibbsite. 
sommes amenés à fa i re  une constatation importante .  
Par contre ,  dans la région occidentale, définie par un climat & deux saisons t r è s  
tranchées,  passant graduellement B un climat sub-désertique dans le Sud, e t  une végéta- 
tion à feuilles caduques ou à xérophytes, la gibbsite es t  t r è s  peu abondante ou totalement 
absente. Les  hydroxydes de fer  (goethite) a insi  qu'un minéral  du groupe de la kaolinite y 
sont seuls abondants. 
Cette différence,  que nous considérons comme fondamentale, se r t  de base B la d is -  
tinction entre  l e s  sols ferral l i t iques (ou latéri t iques) carac té r i sés  par la présence de 
gibbsite, associée B des oxydes ou hydroxydes de f e r  e t  à un minéral  kaolinique, e t  l e s  
sols ferrugineux tropicaux, dépourvus de gibbsite,  mais  r iches  en hydroxydes de fe r  asso- 
ciés à un minéral  kaolinique. 
Dans l e s  deux c a s ,  l 'al tération de la roche-mère  se  traduit par un départ  prkféren- 1 
tiel des bases  e t  de la s i l ice ,  mais  elle e s t  beaucoup g lus  poussée dans le premier  cas  quC----4 i 
dans le  second. 
Si nous examinons l e s  sols ferral l i t iques,  nous constatons que les teneurs en gibb- 
site sont assez  variables d'une région 3 l ' au t re .  Sur la côte E s t ,  l es  valeurs obtenues va- 
rient entre  15 e t  2 0  % avec,  en out re ,  30  à 40 % de goethite. Sur les  hauts plateaux, l 'on 
obtient 2 5  'a 50 % de gibbsite avec des teneurs moindres en oxydes de f e r .  Dans l e s  sols 
humifères de l 'Ankaratra,  de 1'Ankaizinana et de 12 Montagne d'Ambre, les  teneurs varient 
de 12 3 2 0  % avec des  teneurs  assez  voisines en hydroxydes de f e r .  I1 semble logique de 
rel ier  les  teneurs gibbsite avec les  facteurs  c l imdiques  (pluie et  température).  L'examen 
des sols de deux massifs volcaniques va nous fournir des arguments dans ce sens .  
- 12 - 
. - -  
I 
30 
20 
10 
i 
- ' 
- 
- 
La montagne d'Ambre s e  présente comme un vaste  cône situé immédiatement au 
Sud de Diégo-Suarez. Sa base e s t  chaude et  sèche (température 28"; pluviométrie 0 , 9  m). 
En dépit de sa situation géographique, son climat e t  sa végétation la placent dans la région 
occidentale, A mesure  qu'on s 'é lève,  la pluviométrie devient de plus e n  plus for te ,  mieux 
répart ie  e t  l a  température  diminue. Au sommet, qui e s t  occupe' par  la forêt  dense ombro-  
phile, la pluviométrie e s t  de 3 ,  O m e t  la température de 1 9 " .  Si  on examine les  teneurs  en 
gidbsite des sols, de la base au sommet,  on constate qu'aux environs de Diégo-Suarez, il 
n'y en a pratiquement pas ,  v e r s  250 m 4 à 5 %, v e r s  600 m 6 à 7 %, ver s  8 0 0  m 1 0  %, 
entre  1000 e t  1200 m 13 'a 1 9  %. E n  dépit d'une diminution de la température ,  l e s  teneuss 
en gibbsite ont crG avec la pluviométrie. 
I 
L'Ankaratra,  dont la face E s t  e s t  tournée face B l 'a l izé ,  a sa base 'a 1200 m e t  son 
sommet & 2630 m. A l a  base,  la pluviométrie e s t  de 1 , 4  m e t  la température de 19";  a u  
sommet,  la pluviométrie doit ê t r e  voisine de 3, O m e t  la température  de 9 " .  Entre  1200 e t  
2600 m,  les  teneurs en  gibbsite diminuent de 4 0  B 15 %. La diminution de la température  
doit ê t re ,  dans ce  c a s ,  responsable des  teneurs a s sez  faibles en  gibbsite. 
Si l 'on porte  s u r  un graphique oh l'ordonnée représente  la température  et l 'abscisse  
la pluviométrie, l e s  valeurs  obtenues pour les  sols malgaches ainsi q u e  celles que l 'on 
peut trouver dans la l i t térature  s u r  les  sols d 'autres  pays,  on obtient une réparti t ion sché-  
matisée sur  la figure ci-dessous : 
Tempémture 
I 
.: 
Zone des sols Ferralli!iques ò 
Fortes teneurs en gibbsite 
Zone des sols ferrugineux 
fro,~icoux sans gibbsife 
- Limite enlre tes sols Ferralli- 
fiques e/ les autres sols 
Un aut re  mode d'approche du problème consiste b observer  c e  qui s e  passe  dans un 
Dans un sol t r è s  jeune, t r è s  peu épais,  comme on  peut en  observer  'a Nossi Bé, on 
constate que seul  minéra l  présent  e s t  de type montmorillonitique. U n  .sol t r è s  voisin,  
mais plus épais,  pe rme t  déjà de constater qu'un peu de gibbsite e s t  présente ,  matér ia l isée 
par le  petit crochet B 330" du diagramme d'analyse thermique différentielle. 
profil.  
Dans  un sol  ferrugineux tropical du plateau de l 'Antanimena, nous constatons que 
seuls un minéral de type kaolinique associé de la goethite sont présents .  Du bas e n  
- 13 - 
haut du profil ,  l e s  courbes d'analyse thermique différentielle subissent peu de var ia t ions.  
Le calcul des  compositions, appuyé su r  l 'analyse chimique e t  l e s  courbes thermopondérales 
donnent l e s  résu l ta t s  suivants : 
1 
Profondeur 2 , 2  m 1 , 8  m 1,5 m 0,5 m Surface 
Min,  kaolinique 76 ,6  7 3 , 2  7 4 , 4  7 3 , l  68 
F e Z O 3  HzO 13,l 18,5 18,9 19,4 19,9 
Divers  ( T i o 2 ,  P205) 1 , 3  o, 9 o, 9 1,o l a 1  
Eau  Hygrosc.  5,O 5,o 487 4 , 6  7a2 
Par contre ,  un profil de  sol  ferral l i t ique,  présente des  différences a s sez  considé- 
rab les .  Immédiatement au-dessus de la roche-mère ,  l e  principal minéral représenté  e s t  
de type kaolinique; seulement une t r e s  faible quantité de gibbsite e s t  présente .  A mesure  
que l 'on s 'élève dans l e  profil,  on constate que la teneur en  gibbsite augmente graduelle- 
ment tandis que la teneur en kaolinite diminue. 
L e s  compositions pour ce  profil sont l e s  suivantes : j 
+ I  
i 
Minéral kaolinique 87 78 50 26 2 4  i 
4 5,5 28 43 42 f 
Fe203 o u  F e 2 0 3  H 2 0  823 837 13 20 2 1  
Ti02 , 2 H 2 0  3 ,6  418 592 - 
T i 0  4 , 2  3 3 9  
Eau Hyg . 1,8 380 295 
I Mat. Organ. 2a5  
Profondeur 4 , 5  m 1 , 9  m 1 , 2  m 0 , 5  m Surface 
A120 .3H20 
- 
- - - 
- - 
Plusieurs  au t res  profils  provenant d.e la Montagne d'Ambre ou de 1'Ankaratra donnent des  
variations analogues. 
Dans les sols ferrall i t iques étudiés,  les teneurs en  gibbsite sont toujours plus é le-  
ve'es a u  sommet du profil qu'à la base.  I1 nous para3 as sez  logique qu'il e n  soit ainsi puis- 
que l 'attaque d e s  minéraux du sol  doit ê t r e  plus importante en  surface qu'en profondeur.  
En dehors  du c a s  un peu particulier des  sols jeunes,  la gibbsite es t  toujours associée 2 de 
la kaolinite. I1 semble a s sez  raisonnable de penser  que la gibbsite résul te  de l 'al tération 
de la kaolinite par  e'limination préférentielle de la sil ice.  
De  l 'ensemble des  faits  présentés  c i -dessus,  nous pouvons conclure que dans l e s  
so l s  dér ivés  de roches volcaniques basiques B Madagascar la présence de gibbsite e s t  en  
relation avec les facteurs  climatiques. Cette gibbsite es t  toujours plus abondante a u  som- 
met qu'à la base des  prof i ls ,  La kaolinite parai t  susceptible de l u i  donner naissance par  
e'limination de s i l ice .  
- 14 - 
COMMUNICATION de M. SEGALEN. 
Question de M .  URBAIN : 
On voit mal comment l 'altération de l a  kaolinite pent intervenir dans l 'enrichis s e  - 
ment des sols en gibbsite, le processus de cette altération, 'a supposer qu'elle existe,  étant 
encore inconnu. 
Réponse de M. SEGALEN : , 
Le mécanisme de l'élimination de la silice e s t  actuellement inconnu; c 'es t  le pro-  b 
blkme fondamental de la formation des so l s  ferrall i t iques.  
Question de M. DUPUIS : 
Les sols r iches  e n  gibbsite correspondent-ils avec une zone particulière de ve'gé- 
tation ? 
Réponse de M. SEGALEN : 
En g ros  l e s  sols r iches  en gibbsite correspondent & la forêt  dense ombrophile mais  
l e s  différences de teneur en gibbsite ne correspondent pas  'a des différences dans la phy- 
sionomie de cette forêt .  
Question de Melle CAILLERE : 
Des plaques minces ont-elles été taillées dans l e s  matériaux étudies,  en particulier 
ceux riches e n  gibbsite ? 
L'examen des plaques minces peut fournir des renseignements intéressants .  
Réponse de M. SEGALEN : 
Les  matériaux r a m a s s é s  'a MADAGASCAR étaient f r iables  et  il n'a pas été fait de 
plaques minces . 
Question de M. DE KAYSER : 
Retrouve-t-on ia silice e t ,  s i  oui, sous  quelle forme ? 
Réponse de M. SEGALEN : 
La silice e s t  éliminée définitivement par l e s  eaux de percolation e t  ne se  retrouve 
, pas dans le sol .  
- 15 - 2 


La gibbsite dans les sols dérivés de roches volcaniques basiques à Madagascar

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