La prédominance des éléments Al, Si et Fe

Les résultats obtenus sur la microsonde XRF. montrent, malgré un signal très bruité, de nettes variations le long de la séquence sédimentaire (figure 89). Trois éléments, Al, Si et Fe ressortent distinctement. Les autres éléments analysés sont beaucoup plus atténués. Les éléments dominants sont Si (moyenne = 51,3 %) et Fe (moyenne = 25,3 %). La proportion moyenne de Al dans l’ensemble du remplissage est de 12,2 %. Les proportions de K, Ca, Ti représentent 7,2 % de la composition totale. Zr et Mn sont présents, avec respectivement une proportion de 0,3 % et 0,7 %. Ces premiers résultats montrent que l’on a affaire essentiellement à des silicates d’alumine, en corrélation avec ceux obtenus à partir de l’analyse granulométrique et minéralogique.

Figure 89 – Profils géochimiques du remplissage de la salle des Oueds. Profils (A) : µ-XRF Horiba, mesures effectuées tous les 5 mm avec un faisceau de

A

Les taux de Si augmentent de la base au sommet du remplissage. La proportion de Si dépasse 45 % dans toutes les unités stratigraphiques de l’ensemble supérieur. Dans le détail, le pourcentage de Si dépasse même 92 % au niveau des lits de sables grossiers et des éclats de silex de la couche "g", mettant ainsi en évidence la forte proportion de quartz. A l’inverse, les taux de Fe diminuent de la base au sommet. Les unités stratigraphiques "a", "b", "c" et "d" des ensembles inférieurs et moyens présentent une forte proportion de Fe (~ 30 %), en corrélation avec des dépôts limoneux fins. Ainsi, Fe est très fortement anti-corrélé avec Si (R² = 0.8201) (figure 90). L’anti-corrélation entre les deux éléments s’accentue dans les couches "a" (R² = 0.9199) et "e" (R² = 0.9254), qui correspondent à des dépôts de limons argileux très fins.

Fe/Si R² = 0.8201 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Si (%) Fe ( % )

Figure 90 - Corrélation entre les proportions de Fe et de Si.

Les autres éléments présentent de faibles variations. La proportion de Al augmente très légèrement de la base au sommet. Son évolution est parallèle à celle de Fe à partir de la couche "e". Les taux de Ti et de K sont quasiment constants. Les taux de Ca (1,12 %), très stables dans toute la séquence, sont légèrement supérieurs dans la couche "a". Ceux de Mn marquent un pic au niveau des couches "c" et "d".

Ces premiers résultats obtenus à partir de la microsonde XRF montrent que la géochimie du remplissage varie nettement en fonction de la granulométrie des dépôts ; les signatures géochimiques confirment donc la division du remplissage en différentes unités stratigraphiques. Des études en Australie (Darrénougué et al., 2009, p. 13) ou dans l’Arctique canadien (Cuven et al., 2010) ont antérieurement mis en évidence la corrélation étroite entre la granulométrie et la composition géochimique des dépôts.

En ce qui concerne le Core Scanner, malgré un signal géochimique encore une fois très bruité, les résultats révèlent une forte corrélation entre (figure 91) :

- Ca/K (R² = 0.8165) ; Y/Ca (R² = 0.7353) ; Y/K (R² = 0.6094) ; - Al/Si (R² = 0.6998), signature probable des minéraux argileux ;

- Ti/Rb (R² = 0.7266), Fe/Rb (R² = 0.5647), Ti/Fe (R² = 0.6198), correspondant aux minéraux de socle.

hydrosédimentaire en régime noyé

nature argileuse. Dans le détail, la courbe de Si évolue en grandes ondulations peu marquées. Cela signifie la forte proportion de silicium dans l’ensemble de la séquence sédimentaire. Ces résultats vont donc dans le même sens que ceux obtenus par la microsonde XRF.

En revanche, les résultats obtenus par le Core Scanner ne montrent pas l’anti-corrélation très forte entre Fe et Si révélée par la microsonde XRF. L’explication tient probablement aux données semi-quantitatives qui ne prennent pas en compte les paramètres d’intensité de fluorescence théoriques, calculés en fonction des conditions d'analyse (tension d'accélération du tube, géométrie, source d’excitation, système de détection…). Néanmoins, le rapport entre Si/Fe et Ca/Si se présente sous la forme d’une anti-corrélation forte (R² = 0.7764) révélée par la courbe de tendance polynomiale d’ordre 3. Ainsi, lorsque la proportion de Ca augmente par rapport à Si, alors la proportion de Si diminue par rapport à Fe. Cela est confirmé par la corrélation moyenne entre Ca et Fe (R² = 0.5177).

La courbe de Fe montre trois évolutions distinctes des valeurs entre la base et le sommet de l’échantillon. Entre 165 et 95 cm, les valeurs de Fe sont inférieures à 4 000 coups/s. Entre 95 et 12 cm, les valeurs sont au-dessus de 4 000 coups/s, puis à 12 cm du sommet les valeurs de Fe chutent brusquement. Cette évolution est très similaire à celle de Ti dans la séquence sédimentaire. Sauf que les valeurs de Ti dans les 12 derniers cm augmentent progressivement.

Le profil de K le long de la séquence sédimentaire est très significatif dans le sens où tous les pics de la courbe sont associés à des dépôts fins. Il s’agit donc d’un élément chimique très discriminant. La présence de potassium dans les argiles peut s’expliquer par des minéraux argileux comme les illites. Dans les dépôts plus grossiers la présence de K peut être due à des biotites. Les variations du signal dans la partie supérieure du remplissage sont corrélées aux variations granulométriques en fonction de la lamination du dépôt.

Les faibles proportions de Ca obtenues par la microsonde XRF ont révélé que les différentes unités stratigraphiques de la séquence sédimentaire sont très peu carbonatées. Néanmoins des pics à 3% de Ca (unité a) indiquent la remobilisation de grains calcaires altérés. Ce résultat est confirmé par les faibles valeurs fournies par le Core Scanner. Les fortes variations enregistrées, notamment dans la partie sommitale de la séquence, révèlent le faciès rythmé des dépôts.

Les signaux de Sr et Zn sont très bruités. On remarque pour le strontium une croissance régulière dans la carotte sédimentaire supérieure. Le zinc reste relativement stable et avec de faibles valeurs dans la carotte sédimentaire inférieur mais qui ont tendance à augmenter brusquement dans la carotte sédimentaire supérieur pour finalement diminuer très rapidement à partir de 12 cm. Cette évolution est proche de celles du Fe et de Y.