Mineralogical development of the silt fractions of a Podzoluvisol on loess in the Paris Basin (France)
Authors: Hardy M. , Jamagne M. , Elsass F. , Robert M. , Chesneau D. 
Published: March 2003

Much of the Paris Basin is covered with loess, dominated by particles 2–50 μm in diameter, which has undergone strong pedogenesis. We have investigated the mineralogical changes that have accompanied the development of a Podzoluvisol in such material. Four silt‐size and two clay‐size fractions from five horizons of a profile were separated and analysed by X‐ray diffraction, chemical analysis, thermogravimetric analysis and transmission electron microscopy. The minerals present in the silt‐size fractions are quartz, K‐ and Na‐feldspars, mica, chlorite, vermiculite and kaolinite. Quartz and feldspars are more abundant in the 2–10‐μm fraction, micas in the 0.2–5‐μm fraction and chlorite in the < 0.2‐μm fraction. These differences suggest preferential physical breakdown of phyllosilicates, particularly chlorites. Silt‐size particles seem to be composed of crystals of the same mineralogy, but only 1/40–1/50 of the size. Their disintegration contributes to enrich the fine clay fraction of the loessial material in chlorite. The proportion of chlorite increases as particle size decreases in all horizons. It also increases with depth for particle sizes larger than 5 μm. These observations indicate that physical disintegration is an essential process in the pedogenesis.

Minéralogie des fractions limoneuses d’un Luvisol Dégradé développé sur un loess dans le Bassin Parisien Résumé

Les matériaux loessiques couvrent une grande partie du Bassin Parisien et renferment une grande majorité de particules comprises entre 2 et 50 μm. Nous avons étudié les particules de cinq horizons d’un profil qui ont été séparées en quatre fractions limoneuses entre 2 et 50 μm, et deux fractions argileuses entre 0 et 2 μm. Les échantillons des différentes fractions et différents horizons ont étéétudiés par diffraction des rayons X (DRX), analyse chimique, analyse thermogravimétrique et microscopie électronique à transmission (MET). Les résultats montrent que les fractions granulométriques limoneuses sont constituées de quartz, feldspaths alcalins, plagioclases, micas, chlorites, vermiculite et kaolinite. L’étude de la composition minéralogique effectuée parallèlement sur les différents horizons et sur les différentes fractions granulométriques montre une évolution différentielle selon le type de minéral considéré. Le quartz et les feldspaths sont plus abondants dans les fractions 2–5 μm et 5–10 μm, les micas dans les fractions 0,2–2 μm et 2–5 μm, et les chlorites dans la fraction < 0,2 μm. Ces minéraux se concentrent dans les différentes fractions par microdivision de particules plus grossières, principalement pour les phyllosilicates et en particulier pour les chlorites. Les particules de la taille des limons peuvent par microdivision, former directement des particules de taille quarante à cinquante fois plus petite que la particule dont ils sont issus. Ce processus contribue à enrichir en chlorite la fraction argileuse fine (< 0,2 μm) de ces matériaux loessiques. Pour tous les horizons, la proportion de chlorite augmente avec la diminution de la taille des particules. Elle augmente également avec la profondeur dans les fractions supérieures à 5 μm. Ces observations indiquent que le processus de microdivision est essentiel dans la pédogenèse.