1 La reconnaissance et l'interprétation des roches ferrugineuses en zone tropicale

1.1 L'altération climatique des roches

Comme la majorité des roches est principalement constituée de silicates, c'est le cycle alumino silicique qui a été pris en compte, notamment par Pédro (1966, 1968) pour définir à l'échelle du globe le cadre d'une zonalité climatique des altérations.

 

Les grands domaines du cycle alumino silicique sont l'allitisation, correspondant à une genèse intense d'hydroxydes d'alumine (gibbsite et bœhmite), la monosiallitisation signifiant une genèse intense d'un silicate d'alumine (kaolinite), la bisiallitisation se traduisant par la genèse d'illite et de smectites et enfin la podzolisation générant de la silice libre, mais dont l'expression est mineure en Afrique de l'Ouest.

 

Les altérations anciennes, c’est-à-dire commencées depuis le Crétacé, voire le Jurassique, sont, pour le cycle des éléments Si et Al, marquées par l'allitisation et la monosiallitisation, en grand, à la fois caractérisées par le degré et l'intensité de l'altération hydrolytique sur une longue période (Pédro et al, 1975). Ceci est typique de la zone tropicale, générant de profondes altérations transformantes. C'est dans ce domaine que la mise en évidence de formations de petite taille, dont les corps minéralisés, est un problème majeur des prospections.

 

Les altérations récentes sont plus typiquement dans les domaines de la monosiallitisation et surtout de la bisiallitisation, toujours en ce qui concerne Si et Al.

 

Avec les vieilles altérations, en plus de l'intensité, il est indispensable de lier la puissance montrée dans les recherches spécifiques depuis les années 1960. En même temps la définition d'un "manteau d'altération", kaolinique, illustré par la figure 1, a souvent été décrite, pour toutes les grandes familles de roches, avec la cuirasse, la carapace, les argiles gravillonnaires, les argiles tachetées et bariolées, les arènes argileuses souvent smectiques (altérations récentes de la base des profils anciens). D'autres caractérisations ont été utilisées dont les saprolites qui seraient l'équivalent des arènes argileuses avec des restes de roches altérées pour les saprolites grossières (Trescases, 1973) alors que les saprolites fines seraient plus équivalentes des niveaux argileux bariolés ou tachetés. Par contre le concept de regolith (Butt et Zeegers, 1992), qui regroupe tout ce qui est formations superficielles, reste plus vague et plus imprécis que les structurations reconnues dans la notion de manteau d'altération.

 

 

Figure 1

Profils schématiques comparés de l’altération des roches alumino silicatées en climat tropical, et des minéralisations sulfurées. Les profils ont de l'ordre de 10 à 100 mètres de puissance.

Le cycle du fer, Fe2O3 représentant environ 7 % de l'écorce terrestre, s'inscrit dans ce schéma zonal avec ses expressions propres, distinctes ou non de Si et Al. Dans les zones à allitisation et à monosiallitisation c'est laferritisation qui les caractérise, et le fer s'exprime essentiellement sous forme oxydée et oxyhydroxydée (gœthite et hématite). La forme silicatée du fer, en association avec Al, est typique du domaine de la bisiallitisation, avec la formation de smectites ferrifères, beideillite et nontronite (Paquet, 1969 ; Bocquier, 1976).

 

Les trois éléments majeurs de l'écorce terrestre, représentant de l'ordre de 83 % de celle-ci, constituent après oxydation et hydroxylation, donc après l'altération supergène de l'ensemble des roches, au moins 95 % des formations d'altération anciennes de la zone intertropicale. L’uniformisation géochimique, doublée par une simplification minéralogique (Blot, 1980) traduisent bien la position majoritaire renforcée de Si, Al et Fe. C'est dans ce domaine que Al et Fe présentent des concentrations spectaculaires, avec des roches néogénétiques typiques de ces intenses altérations supergènes, les cuirasses latéritiques. Les plus anciennes sont alumineuses (bauxites) et les plus récentes sont ferrugineuses où Al est surtout silicaté (kaolinite) et sont banalement reconnues comme cuirasses latéritiques (Grandin, 1973, Boulangé, 1984). L'expression minéralogique simplifiée est composée d'oxyhydroxydes de Fe, Al, et éventuellement Mn et d'alumino silicates hydroxylés (kaolinite) alors que le quartz est pour partie néogénétique, mais surtout résiduel. Ces cuirassements maintiennent une image spécifique des roches sous-jacentes que la mise en évidence ait été recherchée (Blot et al, 1976, Leprun, 1979, Boski et Herbosch, 1990, Tardy et al, 1988, Zeegers et Leprun, 1979) ou lisible à travers les résultats obtenus (Boulangé, 1984, Bamba, 1996) (figure 2). Localement, sur des roches particulières, que l'on peut qualifier de préconcentrées, il est observé des accumulations similaires en manganèse dans des altérations anciennes à partir de protores carbonatés ou silicatés manganésifères (Grandin, 1973; Weber, 1973, 1997) et en partie aussi avec les formations dites de nickel latéritique (Trescases, 1973, Blot et al, 1976, Nahon et al, 1982) où l'origine du nickel tient principalement aux fortes teneurs banales des silicates des dunites, péridotites et pyroxènites.

 

Avec les roches non silicatées et au-delà des gîtes carbonatés manganésifères, le cadre zonal alumino silicique n'est plus aussi fondamental. Brièvement, pour les altérations anciennes de la zone intertropicale, on peut évoquer la dissolution pure et simple des carbonates et l'évolution ultérieure latéritisante des résistats silicatés de la dissolution, alors que les altérations récentes peuvent donner des sols calcaires (Leprun et Blot, 1978). Pour les roches phosphatées, sont évoquées les transformations du phosphate de calcium en phosphate d'alumine et de fer, ou encore la formation de latéritoïdes phosphatés (Flicoteaux, 1980). L'altération tropicale des roches sulfurées n'est pas très bien définie, et il sera tenté maintenant de la préciser, sous tous ses aspects.

 

Figure 2

Cuirassements alumineux et ferrugineux spécifiques de différentes origines parentales d'après les analyses de Blot, 1980, Boulangé, 1984, Boski et Herbosch, 1990, Bamba, 1996 et Trescases, 1973

 

Quelque soit le degré de l'altération, il a pu être montré que des éléments ou des minéraux restaient les mémoires géochimiques et minéralogiques des roches parentales à travers le manteau des altérations contemporaines ou anciennes, y compris pour les petits corps inclus dans un ensemble plus vaste, en conservant une individualité dans l'altération qu'elle soit contemporaine ou ancienne avec au moins une image superficielle de contraste (Blot et al, 1973 a et b, 1976). Dans le fil de ces recherches sur l'altération comparée de massifs de granites et de leurs enclaves, j'ai pris le parti de considérer les corps minéralisés comme des enclaves, de par leur dimension toujours réduite à l'égard des autres formations. La constitution des corps sulfurés avec des minéraux ayant une forte réactivité aux agents d'altération, en fait des enclaves d'un type particulier, dont les évolutions supergènes ne sont pas celles connues pour les roches alumino-silicatées. Comme pour toute roche, il existe donc une spécificité des altérations par rapport aux autres roches, avec le maintien de mémoires spécifiques aussi bien pour les minéraux résiduels que néogénétiques avec des éléments évacués ou conservés sur place à tout niveau de l'altération.