Étude minéralogique et géochimique des formations argileuses des environs de Saint-Affrique (Aveyron)
Authors: Maurel Pierre 
Published: October 2018

Une série sédimentaire argileuse s'étendant du permien supérieur au lias a été étudiée. Le permien supérieur rouge est représenté par deux faciès différents, l'un à illite seule, l'autre à illite, chlorite et calcite. Le pigment rouge est de l'oligiste. Il existe une quantité remarquablement importante d'albite de néoformation (20 à 15 %).

Le trias inférieur montre un exemple de sédimentation rythmique détritique avec l'alternance grès-argiles. Les grès friables feldspathiques ont un ciment argileux où domine une kaolinite. Les niveaux intercalaires, purement argileux, rouges et verts, sont à illite seule. Il y a peu ou pas de carbonates.

Le trias supérieur est caractérisé par une sédimentation chimique avec calcite et dolomie, associées ou non à du gypse. A côté de l'illite existe un interstratifié régulier chlorite-montmorillonite.

Au rhétien ne subsiste qu'un seul minéral argileux, l'illite et un seul carbonate, la dolomie.

Les marnes noires liasiques renferment dans les niveaux de base un mélange d'illite, de kaolinite et de vermiculite. Dans les assises supérieures la chlorite remplace la vermiculite. Il y a partout sulfures et matières organiques.

Si l'on excepte les niveaux lagunaires où la néoformation de minéraux magnésiens (interstratifiés) est certaine, la grande masse des argiles de la série étudiée est d'origine détritique.

— Les variations dans les teneurs des éléments majeurs se font par poussées localisées dans le temps : Na20 (permien ) ; CaO-MgO (keuper) ; KaO (trias inférieur). Par contre, la composition chimique de la fraction argileuse subit peu de changement, sauf en ce qui concerne MgO (faciès lagunaire) et K₂O (trias inférieur).

— Dans une série de quatorze roches argileuses représentant les principaux types minéralogiques de la succession stratigraphique, les éléments suivants ont été dosés : Li, B, P, Cl, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Rb, Sr, Ba. Les méthodes utilisées ont été : spectrographie d'émission dans l'arc, photométrie de flamme, colorimétrie. Les recoupements effectués garantissent une exactitude de l'ordre de + 15 %.

Pour l'ensemble de la série étudiée, les moyennes pondérées des abondances sont, en ppm :

Li 100 : B 172 ; P 675 : Cl 87 : Ti 4 400 ; V 137 ; Cr 128 ; Mn 529 ; Co 12 ; Ni so ; Cu 30 ; Rb 79 ; Sr 280 ; Ba 508.

Pour B, Cr, Ni, Li, Co ces valeurs sont 18, 10, 5, 3 et 3 fois plus élevées que les moyennes admises pour" les roches granitiques.

Dans la suite des niveaux stratigraphiques la répartition des éléments est accidentée. Le trias est très généralement appauvri en tous les éléments autres que le bore et le rubidium. Le cuivre y atteint des valeurs particulièrement basses. Les sédiments permiens rouges ont des concentrations du même ordre que celles des roches liasiques. A l'exception de certains niveaux (schistes cartons, argile des zones à nodules), il n'est pas possible de distinguer les différents étages d'après leur teneur en éléments en traces.

Tous les coefficients de corrélation entre les éléments en traces, les constituants majeurs et les minéraux principaux ont été calculés. Il existe 26 relations linéaires parmi lesquelles 19 sont des corrélations directes établissant des liaisons de simple proportionnalité entre les variables. Ce sont Ti-Al ; Co-Ni ; B-K ; Rb-B ; Rb-K ; Cr-V ; Ba-quartz ; Ni-V ; Co-Li ; Mn-Cu ; Ti-quartz ; argiles-K ; Ni-Cr ; Al-Fe ; Al-argiles ; Al-quartz ; Ba-Fe ; argiles-B ; Ni-Li.

Ces relations sont suffisamment précises pour rendre possible la détermination indirecte des teneurs de certains éléments.

Les règles de Goldschmidt ne s'appliquent pas d'une façon générale aux roches argileuses étudiées. Cependant, les relations trouvées peuvent être expliquées par un petit nombre de mécanismes simples comme par exemple la fixation de certains éléments par les minéraux argileux.