Géochimie des lacs salés et croûtes de sel de l'altiplano bolivien / Geochemistry of saline lakes and salt crusts of the bolivian altiplano / Geoquimica de los lagos salados y costras salinas del altiplano boliviano
Authors: Risacher François 
Published: June 2018

L'Altiplano est un vaste bassin fermé de 200 000 km2 situé à 4000 m d'altitude entre les Cordillères Orientale et Occidentale des Andes. Le climat est sec et froid, avec une pluviosité toujours nettement inférieure à l'évapo ration potentielle. L'Altiplano bolivien renferme un des plus beaux ensembles de bassins évaporitiques du monde. La dépression centrale de l'Altiplano (3653 m) est occupée par la plus grande croûte de sel du monde : le salar d'Uyuni (10 000 km2). Dans l'Altiplano méridional, de nombreux petits bassins intravolcaniques contiennent des lacs salés et des croûtes de sel au chimisme très varié.

Une trentaine de salars ont été étudiés. Non seulement ils diffèrent par leur morphologie, mais également par leur chimisme. On trouve des salars à chlorures, sulfates, carbonates, borates de sodium et de calcium. Et pourtant les bassins versants, constitués de roches volcaniques acides, paraissent tous semblables. Il s'agit d'expliquer cette diversité. Les sels dissous dans les eaux d'apport ont une double origine. L'altération, qu'elle soit météorique ou hydrothermale, des roches volcaniques des bassins versants produit des eaux bicarbonatées sodiques, alors que la redissolution d'évaporites anciennes, enfouies sous les formations volcaniques, conduit à des eaux chlorurées sodiques. La simulation de l'évaporation des eaux d'apport montre que près de la moitié d'entre elles devraient évoluer vers des saumures alcalines, carbonatées sodiques. L'autre moitié devrait produire des saumures neutres chloro-sulfatées sodiques. Cependant les salars carbonatés sodiques sont rares : six sur la trentaine étudiés. Les néoformations argileuses observées sur les frustules de diatomées produisent des ions H+ qui neutralisent une partie des carbonates dissous, ce qui peut modifier l'évolution des eaux de la voie alcaline vers la voie saline neutre. Cependant ce mécanisme ne rend compte que très partiellement du changement de l'évolution des eaux. La principale raison de la rareté des salars carbonatés sodiques tient à l'apport de soufre natif depuis les sommets des volcans dans les eaux diluées. Erodé par le vent, il se dépose sur les formations superficielles qui sont ainsi enrichies en soufre. En saison des pluies celui-ci est entraîné par les eaux de ruissellement vers le centre du bassin. Le soufre au contact de l'eau et de l'air s'oxyde en produisant de l'acide sulfurique qui neutralise une grande partie des carbonates des eaux d'apport, ce qui favorise l'évolution vers la voie saline neutre. La double origine des solutés, associée aux néoformations argileuses et à l'oxydation du soufre natif, explique la grande variété des faciès chimiques des salars du Lipez.

Le salar d'Uyuni provient de l'assèchement, il y a 10 000 ans, d'un immense lac salé : le lac Tauca. La croûte de sel (halite) repose sur des sédiments lacustres. Elle renferme une saumure interstitielle chlorurée sodique très riche en Li, К, Mg, В. Les teneurs en Li (4,7 g/1) et В (4,3 g/1) sont parmi les plus fortes du monde. Les réserves en lithium du salar d'Uyuni sont les plus élevées du monde (9 millions de tonnes). La composition chimique du paléolac Tauca a été reconstituée de deux façons : (1) en dissolvant les masses de tous les constituants dans le volume d'eau de l'ancien lac, et (2) en simulant l'évaporation des principaux apports actuels. Les deux compositions ainsi obtenues sont très différentes. En dissolvant le salar on obtient des concentrations en Li, К, Mg, В de 5 à 50 fois plus faibles que celles que l'on obtient en évaporant les eaux diluées actuelles de l'Altiplano. Cela peut s'expliquer soit par une perte de ces éléments par infiltration de la saumure intracrustale, soit par un fort excès de chlorure de sodium dans les eaux du paléolac. Un sondage profond de 121m a révélé une séquence évaporitique complexe de 12 croûtes de sel (halite) séparées par 11 niveaux de sédiments lacustres. Les teneurs en brome de la halite dans l'ensemble du profil sont comprises entre 1,3 et 10,4 ppm. De telles teneurs sont parmi les plus faibles reportées dans le monde. La halite ne peut pas provenir de la simple évaporation des eaux diluées de l'Altiplano. Celles-ci précipiteraient du sel avec des teneurs de plusieurs dizaines de ppm de brome. La détection de halite de très faible teneur en brome (2 ppm) dans un diapir de gypse du bassin de drainage suggère que la plus grande partie de la halite qui s'est déposée dans l'Altiplano central provient du lessivage d'anciennes formations salifères de l'Altiplano. La composition très particulière du dernier paléolac (Tauca) était donc due à un fort excès de chlorure de sodium, et non à une perte des constituants de la saumure intracrustale (Li, К, Mg, В). Le niveau des paléolacs du bassin du Titicaca s'est abaissé au cours du Quaternaire, alors que celui des paléolacs de l'Altiplano centred semble s'être simultanément élevé. L'augmentation des apports en eau dans le bassin central de l'Altiplano est sans doute due à l'abaissement du seuil de déversement du bassin du Titicaca.