SEMINAIRES DU LMI MINERWA Lundi 6/12/2021 9h

Lundi 6/12/2021 – 9h UTC
En visio-conférence (enregistrée)

« Nouveaux apports de la géochronologie des surfaces d’altérations tropicales, vers une meilleure compréhension de la dynamique minéralogique et géochimique des régolithes latéritiques ? »

Dr. Maximilien MATHIAN – Université de Nouvelle Calédonie
Suivi d’un échange pour collaboration éventuelle avec les chercheurs du LMI MINERWA

Les régolithes tropicaux, aussi appelés latérites, couvrent 1/3 des surfaces continentales émergées (Nahon, 2003). Ces objets géologiques sont aussi bien caractérisés par leur importante épaisseur, pouvant parfois atteindre plusieurs centaines de mètres, et par leur minéralogie dominée par les kaolinites et les oxydes et oxyhydroxydes de fer et d’aluminium. Dans un contexte mondial où la transition énergétique annoncée va nécessiter un accroissement de la production en ressources critiques (ex : aluminium, terres rares…), et donc la découverte de nouveaux gisements, ces objets géologiques sont un élément d’étude clé pour la géologie minière au sein la zone intertropicale. Ils peuvent en effet agir comme un frein à l’exploration, de par leur épaisseur (Mathian et al., 2018), ou être un indice de la présence de gisements en profondeur, de par leur minéralogie et/ou leur géochimie (Anand, 2001), ou bien peuvent parfois aussi constituer des gisements supergènes de métaux critiques (Chassé et al., 2019). Toutefois, les régolithes tropicaux ont aussi un intérêt majeur pour la reconstitution de l’évolution des surfaces continentales. En effet, l’étude géochronologique des niveaux indurés de ces régolithes, les cuirasses et bauxites, a pu démontrer que ces derniers étaient à même de contenir plusieurs générations distinctes de minéraux secondaires (Retallack, 2010). Certains auteurs proposent que ces dernières soient reliées à des évènements paléoclimatiques particuliers (pic de précipitations, pic de CO2 atmosphériques, …), dont l’impact aurait pu être enregistré au sein de la minéralogie des latérites. Si ce type d’observation commence à être de mieux en mieux contraint à l’aide d’outils comme la datation Ar40/Ar39 des oxydes de manganèse (Vasceconcelos et al., 1999) ou la datation (U-Th)/He des oxydes de fer (Shuster et al., 2005), ces méthodes ne peuvent toutefois pas être utilisées sur les niveaux non indurés des latérites, dont la minéralogie est dominée par des minéraux de petit taille finement divisés.

Après avoir brièvement rappelé son parcours de jeune chercheur, Maximilien Mathian détaillera ici les principes d’une méthode de datation innovante, et relativement récente, applicables aux horizons non-indurées des régolithes tropicaux : la datation par résonance paramagnétique électronique (RPE) des phyllosilicates (Balan et al., 2005). Il présentera ensuite quelques-uns des résultats principaux de sa thèse. Il détaillera notamment des résultats indiquant le lien entre la cristallisation de différentes générations de kaolinites d’un profil latéritique du sud-ouest de l’Inde et l’évolution de la mousson sur ce sous-continent. Il présentera ensuite, les caractéristiques des deux grands types de latérites in situ (actuels et anciens) mis en évidence par l’utilisation de cet outil géochronologique dans le Nord-Est du bassin Amazonien, avant de montrer le lien potentiel entre l’enrichissement de certains profils latéritiques en métaux critiques et leur dynamique minéralogique. Ce séminaire se conclura ensuite sur une discussion autour de quelques questions scientifiques, liant la géochronologie des régolithes tropicaux et les problématiques minières dans la zone intertropicale, en proposant quelques exemples d’approches combinant des outils minéralogiques et géochronologiques avec des études à plus grande échelle du paysage voir même utilisant des outils de télédétection.

Références :

Anand, R.R., (2001) Evolution, classification and use of ferruginous regolith materials in exploration, Yilgarn Craton. Geochemistry: Exploration, Environment Analysis 1, 221-236.
Balan, E., Fritsch, E., Allard, T. & Calas, G. (2005) Formation and evolution of lateritic profiles in the middle Amazon basin: Insights from radiation-induced defects in kaolinite. Geochimia and Cosmochimia Acta 69 (9), 2193-2204.
Chassé, M., Griffin, W.L., O’Reilly, S.Y., Calas, G. (2019) Australian Laterites Reveal Mechanisms Governing Scandium Dynamics in the Critical Zone. Geochimica et Cosmochimica Acta 260, 292-310.
Mathian, M., Hebert, B., Baron, F., Petit, S., Lescuyer, J.L., Furic, R., Beaufort, D. (2018) Identifying the phyllosilicate minerals of hypogene ore deposits in lateritic saprolites using the near-IR spectroscopy second derivative methodology. Journal of Geochemical Exploration 186, 298–314.
Nahon, D. (2003) Altérations dans la zone tropicale. Signification à travers les mécanismes anciens et/ou encore actuels. Comptes Rendus Géosciences 335, 1109-1119.
Retallack, G.J. (2010) Lateritization and Bauxitization Events. Economic Geology 105, 655-667.
Shuster, D.L., Vasconcelos, P.M., Heim, J.A., Farley, K.A. (2005) Weatehring geochronology by (U-Th)/He dating of goethite. Geochimica et Cosmochimica Acta 69, 659-673.
Vasconcelos, P.M. (1999) K-Ar AND 40Ar/39Ar Geochronology of weathering processes. Annual Review of Earth and Planetary Science 27, 183-229.