G R A N G E
3 5 A I203°/
o Figure II- 7<ZP
Diagramme F e ^ T + TiO^ 4* CaÛ en fonction d'Al^O^ (De La Roche» 1972).
Champ couvert par les points représentatifs des trois coupes»
Figure 11-7 : On pose Fe^O^T + TiO^ + CaÛ s X
L ’ensemble des formations se situe dans une zone limitée par les droites X s û% et
X s 12% et avec un pourcentage d ’Al^O^ évoluant entre 0% et 35%. Les points représentatifs sont
dispersés dans ce domaine qui s ’étend des compositions des rhyolites à celles des granodiorites.
En parallèle sont notées les compositions des roches plutoni qjes et de leurs produits d'altération :
1,2,3 î évolution d'un gneiss granitique (Goldich 1938» in Garrels et Mac Kenzie, 1971). A»B,C»D:évolution d'un basalte (Patterson et Roberson, 1961» in Garrels et Mac Kenzie» 1971).
Les séries armoricaines se parallélisent avec 11 évolution chimique de l ’altération d ’un gneiss granitique.
m
Figure II- 8
<ZZ>
Diagramme SiC^ ©n fonction d'A^Q^*
Champ couvert par les points représentatifs des trois coupes*
Diagramme SiO^/Al^O^. Figure I1—8. Les sédiments du Paléozoïque se localisent dans la zone des compositions chimiques des roches acides et de leurs produits d ’altération*
V - Conclusion.
Les roches sédimentaires du domaine Centre Armoricain sont détritiques terrigènes, elles ont une composition géochimique et minéralogique assez homogène . Elles proviennent de l ’altération du socle eadomien qui s ’est effectuée sous des climats alternativement tempérés et chauds et humides. La composition chimique de ces roches coïncide avec celles des roches magmatiques acides (rhyolites à granodiorites).
INTRODUCTION
Cette partie est consacrée à l'étude du comportement des éléments-traces au cours des différentes étapes du cycle sédimentaire, ainsi qu'à la réponse de ces éléments aux facteurs extérieurs qui affectent les sédiments.
L'étude repose sur des analyses chimiques effectuées sur roche totale; elle tient compte des observations faites dans la première partie.
Les éléments-traces analysés sont :V, Cr, Co, Ni, Rb, $r, 8a, Nb, Y et Zr ainsi que Ti02» Les résultats obtenus ont été comparés à cèux publiés par Wedepohl (1974),
CHAPITRE 1
LE TITANE
I - Cêochimie de Ti*
C ’est l'élément-traca le plus fréquent dans les roches ignées; on le retrouve plus abondamment dans les roches mafiqu-es
(R » 1,8%)
que dans les roches siliceuses(R s
0,6%), Il possède trois valences 2*, 3*** et 4* et peut se présenter sous plusieurs aspects :- il se combine avec l'oxygène pour former des oxydes simples : rutile, anatase, - ces oxydes peuvent s'associer à d'autres éléments :
» la silice et le calcium dans le sphène (Cà Si TiO^) * le fer dans l'ilménite (Fe TiO^)
- on le trouve dans les solutions solides de certains minéraux silicatés : 3.4. 3-4* amphibole, pyroxène, biotite où il peut se substituer à Fe ou Al . Dans les roches sédimentaires il se présente souvent sous la forme d'aiguilles de rutile très finement cristallisées dans le plan des minéraux argileux. (Millot, 1964 ; Hirst, 1962).
Au cours des phénomènes d ’altération, le titane se comporte différemment suivant sa localisation minéralogique ;
- s'il est initialement constituant substitué, il se solubilise facilement. - s'il est sous forme d'oxvde, il résiste plus ou moins à l'altération et peut
rejoindre les autres minéraux lourds zircon et tourmaline dans les dépôts
résiduels.
II « Comportement de Ti dons les roches sédimentaires du Massif Armoricain.
Les concentrations sont plus élevées dans les schistes
(R
= 1,17%) que dans les grès(R
= 0,57%) tandis que les calcaires se caractérisent par des teneurs assez faibles, com prises entre 0,05% et 0,4%. Dans l'ensemble des formations étudiées du domaine Centre Armori cain, on constate que Ü Q2 s'associe à la fraction alumineuse des roches, cette corrélation seretrouve à Laval et à Crozon (Figure III-l). Cependant deux tendances peuvent être distinguées,
T
(0
2%
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2%
122 1 .-l a v a .-l > A A 3 <*?<**»<“£ ■ « t A ° • ? I A 0A
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Al2 ° 3 % C R O Z O N 0 • O A 4 A A * am
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A 1 ♦10 2 0 30
a i2
o3 %
Dassin de laval Formation du Grès Armoricain Formation d ’Andouillé Formation de St Germain formation de la lande Murée Formations du Val et de Gahard Formation de $t-CénéréFormations de Montguyon, du Suard et des Marollières. Formations de l ’Huisserie et de Heurtebise
Roches carbonaté-es*
Presqu’île de Crozon
Formation des Schistes Rouges F armât ion du Grès Armoricain Formation de Postolonnec Formation de Kermeur Formation du Cosquer Formation de la Tavelle
Formations de Lostmarc'h» de Plougastel et de landévennec Formation de l'Armorique
Formations du Faou» de Reun ar C ’hrank et de Troaon
Roches carbonatées. •
Figure III*1 î Diagramme TiO^ (%) en fonction d ’A l ^ (?*).
Compositions moyennes de s (1) granités» (2) granodiorites» (3)' gabbros» (4) basaltes, (le Maître» 1976).
- Al^O-j < IB% t ce sont principalement les grès qui constituent cet ensemble. Ils se caractérisent du point de vue minéralogiqMe par des paragenèses à quartz» micas blancs» chlorite et parfois feldspath K. Dans ces roches TiO^ est lié à
A12Q3 avec un rapport variant entre 0,06 et 0,10.
- Al^O^ > 18ÎS cet ensemble regroupe les schistes»' plus riches en alumine, les paragenèses sont plus variables» constituées de quartz» micas blancs et chlorite et englobant dans certaines formations des minéraux plus alumineux tels que la
kaolinite et la pyrophyllite. Pour ces roches on observe un abaissement de la droite de corrélation et une diminution du rapport TiO^/Al^O^ qui devient inférieur à 0,06 .
Compte tenu de la minéralogie des roches détritiques armoricaines» le principal por teur du titane est le rutile» soit associé aux minéraux alumineux» soit présent avec les autres minéraux accessoires.
Figure III-2 : Diagramme TiÛ^ (%)/ Ai^O^CK) en fonction de S1Û2 (%) (même légende que dans
la
figure III-l),Les roches détritiques
terrigènes
étudiéesrésultent
d'un fractionnement entre un pôle siliceux (quartz) etun
pôle alumineux (cf. 1èrepartie);
le coefficient de corréla tion(SiO^, Al^P^)
varie entre-0,9
et -1,00» Les minéraux plus riches en silice telsque
le plagioclase et le feldspath K ne sont pas abondants»on
peut donc» en l'absence d'analyse mo dale, approcher les variations des teneurs en quartzpar
celles de SiO^ et cela à partir du seuil SiO^ » 45?o (teneur moyenne dans la muscovite),La figure
II1-2
montre que le rapport TiO^/Al^O^ varie entre0,03 et
0 ,1 1 avec l'augmentation de SiO^* Cette évolution traduit la prédominance des oxydes de titane associésaux autres
minéraux accessoires par rapport à ceux associés aux minéraux alumineux,Qle résulte
du tri minéralogique
qui
s'est effectué progressivement et de l'augmentation de la taille des grains» celle-ci étant en relation avec l'énergie de l'environnement de dépôt,Spears et Kanaris-Sotiriou
(1976) ont
observéune même
corrélation dans des sédiments de Grande-Bretagne, Leur droite de régression coupe l'ordonné "Quartz » ÛSS" en TiO^/Al^O^ - 0,025, Ils interprètent alors ce rapportcomme
représentatif des concentrations de titane dans les minéraux argileux.Dans le Massif Armoricain les points sont plus dispersés» cependant c'est égale ment aux environs de TiO^/Al^Oj *
0»025 que
passe la droite de régression. L'hypothèse de Spears etKanarts-Sotiriou
(1976) peut être reprise mais pas defaçon
systématique pour tous les minéraux argileux**en effet dans les schistes très alumineux le comportement de TiO^ par rapport à Al^O-j évolueen
fonctionde
la minéralogie. Cepoint
seraévoqué
plus tard.En ce. qui concerne les roches riches en
SiO^,
telles que lesquartzites,
bien que leur concentration enTiO^
soit faible» ellesont
un rapport TiQ^/A^Q^ élevé allant jusqu'à0,15
(Gi 3» Va 3) et même 0,22 (Ga 8), Il faut attribuer cette augmentation à la plus grande maturité de ces roches. Au cours des cyclessédimentaires,
les minérauxalumino-silicatés
fra giles sont détruits alors que les oxydes de titane résistent à l'altération,A titre de comparaison, le rapport TiQ^/A^Q^ peut atteindre 0,28 dans certains grès
quartzitiques
etquartzites
(Sabine et al.» 1969).124
2.2. Evolutionméu.rgogort
TiO^ a un comportement plus variable dans les schistes que dans les grès et des