4.3. EXPERIMENTATION
4.3.3. E VOLUTION DE LA PETROFABRIQUE
4.3.3.3. Le faciès argilite anhydritique
Lames issues d’une immersion dans l’eau
La lame issue d’un talon immergé 46 jours dans l’eau présente localement la texture représentative des lames issues de talons non immergés : une matrice argileuse encadre des nodules de sulfates et se voit recoupée par des veinules sulfatées (3.3.1)). Une différence notable réside dans la disparition des fentes à remplissage d’anhydrite. Celles-ci laissent place à des fentes remplies exclusivement ou partiellement de gypse (fig. 109).
Figure 109: fractures à remplissage gypseux et recoupant une matrice argileuse non fracturée (lame Arganh1eauH1, LPA)
109
Au bout de 105 jours d’immersion, la texture d’argilite à sulfates nodulaires est toujours présente mais la plupart des nodules présente une fracturation et des minéraux particuliers :
• des vides de forme et de dimensions similaires à celles des nodules (fig. 110),
• des baguettes automorphes de gypse au pourtour des débris de roche, attestant d’une dissolution/ recristallisation (fig. 111).
Figure 110: vides de dimensions similaires à celles des nodules de sulfates (lame Arganh2eauH en LPA)
Figure 111: gypse automorphe à habitus en baguettes au pourtour des débris d'argilite anhydritique (lame
Arganh2eauH en LPA).
Les échantillons immergés plus de 105 jours présentent les mêmes néoformations que celles décrites précédemment : la microtexture ne semble plus évoluer.
Lames issues d’immersion en saumure NaCl
Après 46 jours d’immersion en saumure NaCl, les échantillons observés présentent une fracturation similaire à celle décrite sur la lame « eau » : les zones essentiellement argileuses sont parcourues dans toutes les directions par des fractures sèches (fig. 112 et 113).
Figure 112: fractures sèches et ouvertes (lame
Arganh1saumH en LPA) Figure 113: fracture sèche recoupant un nodule d'anhydrite (Lame Arganh1saumh LPA)
Des fracturations de même type sont observées sur les lames d’échantillons immergés 106 jours. Aucune frange réactionnelle n’a pu être observée au pourtour de ces fractures. Ainsi, la dissolution des sulfates constituerait l’origine de ces accidents.
Les lames issues d’échantillons immergés 287 jours présentent également ces fractures ouvertes. Ponctuellement, ces fractures se localisent en bordure des fentes remplies d’anhydrite (fig. 114). Aucun cristal de gypse n’a pu être décelé mais celui-ci aurait pu être abrasé lors du litholamellage.
Ainsi aucune néoformation gypseuse n’a été mise en évidence sur les échantillons immergés dans une saumure NaCl. Ce type de minéral n’est cependant pas à exclure car les dosages en phase fluide
110
indiquent une consommation de potassium dissout et du gypse néoformé a été mise en évidence au niveau d’anhydrite massive immergée en saumure NaCl
A B
Figure 114: fracture ouverte en bordure d’une fente remplie d’anhydrite ; A : Lumière polarisée non analysée ; B : lumière polarisée analysée (lame arganh4saumB).
Lames issues d’immersion en saumure de cavité
Outre la texture à anhydrite microgrenue et micronodulaire rencontrée pour le faciès initial, les lames minces issues d’une immersion en saumure de cavité présentent des discontinuités et cristaux particuliers :
• comme pour les échantillons immergés en saumure NaCl, des fractures ouvertes et sèches sont rencontrées essentiellement dans la matrice argileuse (fig. 115),
• certaines de ces fractures contiennent des agrégats gypseux au cœur desquels on peut observer de l’anhydrite xénomorphe. L’habitus du gypse y est aciculaire ou en tablette (fig. 116, 117, 118).
A B
Figure 115: fracture ouverte dans une matrice argileuse à micronodules d'anhydrite; A: Lumière polarisée analysée; B: lumière polarisée non analysée. Lame issue d'un échantillon immergé 287 jours dans une saumure
111
Figure 116: fractures sinueuses en bordure d'échantillons immergés 287 jours dans une saumure de cavité: du gypse constitue l'essentiel du remplissage; gauche: données brutes; droite: fausses couleurs avec gypse en bleu
et anhydrite en jaune.
Figure 117: gypse (en blanc) localisé dans des fractures ouvertes. Echantillons immergés 190 jours dans une saumure de cavité. Lumière polarisée analysée.
A B
Figure 118: habitus du gypse (en bleu) de remplissage ; A: aciculaire et en tablette ; B : xénomorphe. Imagerie en électrons rétrodiffusés e traitement fausses couleurs (anhydrite en jaune et gypse en bleu).
112
Figure 119: modèle de délitage de l'argilite à anhydrite immergé dans une saumure de cavité.
Ainsi, un minéral non détecté en diffractométrie rayons X sur échantillons non immergés, est clairement mis en évidence par des analyses microscopiques. Cette espèce s’avère être du gypse qui est exclusivement localisé dans des fractures ouvertes. Pour expliquer cette configuration, seul un modèle génétique basé sur l’hydratation de CaSO4 nous semble acceptable : dans un premier temps, la saumure pénètre l’échantillon via des microfissures de la matrice argileuse ou bien aux contacts anhydrite/argile. A ce stade, une faible dissolution de l’anhydrite est probable. Celle-ci serait favorisée par la précipitation de syngénite (non décelée en microscopie). Ensuite la saumure hydraterait l’anhydrite accessible en gypse. L’accroissement volumique associé réouvrirait des microfissures et/ou en serait l’origine (fig. 119).
Entre les lames-minces réalisées à 106 jours d’immersion et les suivantes, la maîtrise de la technique de polissage a augmenté. Or, pour les lames réalisées sur échantillons immergés 45 et 106 jours, aucune trace gypse n’a été décelée. Il est donc probable que l’hydratation de CaSO4 ait eu lieu pour ces durées d’immersion mais qu’un polissage trop grossier ait abrasé les néoformations gypseuses.
113 Synthèse sur le faciès argilite anhydritique
En présence d’eau pure, la dissolution des sulfates est une cause non négligeable du délitage. Cette dissolution serait favorisée par la précipitation de syngénite. Suite à cette dissolution, la précipitation de gypse contribue également au délitage en ouvrant des fentes initialement remplies d’anhydrite.
Immergée dans une saumure NaCl, la dissolution de l’anhydrite a également lieu. Cette dernière serait également favorisée par la précipitation de syngénite. Dans de tels batchs (argilite/saumure NaCl), aucune néoformation gypseuse n’a été observée.
A l’inverse, l’hydratation de l’anhydrite en gypse a été clairement mise en évidence. Cette réaction pourrait être favorisée par la présence de fer et de potassium dissouts en précipitant sous forme de sulfates du groupe de la syngénite et/ou de la jarosite.