Gîtologie : les géodes dans la dolomie

[smoky]

Bonjour

Je m'interroge sur les dolomies. Pourquoi cette roche sédimentaire est si souvent géodique ? Attention, je ne parle pas de fentes à cristaux (fractures) mais bien de géodes dans la masse même de la roche ? Il me semble que les dolomies, partout dans le monde ont ce caractère facilement géodique.

Frédéric

[gadin]

Salut Frederic,

la dolomie étant une roche carbonatée, donc soluble, c'est dû à de la karstification.

Les minéralisations sont localisées dans les "paléo-karst".

à+

Gadin

[rives_3]

Décidément, soit je manque de curiosité... soit je ne sais pas poser les bonnes questions...

Encore une bonne question, Frédéric !

Pour ma part, je rejoins ce que tu dis, sur le constat géodique pas quasi systématique mais fréquent des dolomies. On pourrait toujours faire un partage sur ce sujet et on en retirerait peut être une ligne de conduite de prospection...

Pour ma part j'ai vu quelques sites à dolomies... Je laisse aux ariègeois le plaisir de parler de Trimouns et Cies...

Celui qui m'a marqué en premier, c'est une carrière sur la Route du Somport, au dessus d'Oloron(64). Dolomie avec des fentes ou géodes, en tout cas avec des cristaux bien rose orangés en casque.

Je crois bien que par rapport à un calcaire, la dolomie présente une instabilité face aux eaux d'infiltrations. D'autant plus que la dolomitisation de la roche n'est jamais homogène, au début.

J'en veux pour preuve une dolomie observée du côté de Rébénacq(64)... Elle était parfois broyée, avec des recristallisations de dolomite et calcite. D'autre fois, massive, elle comportait un faciés géodique à proximité des calcaires... à quelques centimètres de là ! D'autres fois encore, j'ai observé des blocs de calcaire non dolomitisés au milieu de la dolomie !

M'enfin, c'est pas une règle. La dolomie exploitée un temps du côté d'Axat(11) était bel et bien massive... et même d'une pureté rare !

Eric

[coccolite]

salut !

la dolomie est une roche carbonatée qui se dissout facilement sous l'action de l'eau météorique enrichie en CO2, c'est la karstification.

L'équation chimique est simple :

CO2 + H2O + CaCO3 ↔ Ca2+ + 2 HCO3-

La dissolution créé des vides qui pourront être minéralisés.

ah oui, et il faut un climat chaud et humide ! d'où le fait que toutes les dolomies ne se transforment pas forcément en karst peut être ?

[smoky]

Bonjour

Merci pour vos réponses mais... je ne crois pas nécessairement à des phénomènes de karsification, ou alors oui mais en plus complxe que ce qui se passe dans les calcaires.

En effet si cela était un cas simple, on trouverait des géodes immenses et ... finalement je n'ai pas le souvenir d'avoir vu beaucoup de grottes dans les dolomites italiennes (mais je peux me tromper)

Quoi qu'il en soit, j'ai remarqué que beaucoup de géodes dans la dolomies sont orientées suivant des formes de litages... Enfin, je suis un peu confu, car je n'ai jamais jusqu'à présent pris le temps de faire des observations précises sur la répartition géodique des dolomies. En tout cas, ce qui me laisse penser que c'est un autre phénomène que la karsification classique c'est que la distribution est souvent particulièrement diffuse. Ce que je veux dire c'est que dans bien des cas on est en présence de milliers de géodes de toute taille, généralement de quelques millimètres à 10 cm (hors Trimouns). En outre la plupart de ces "géodes" sont applaties.

Si vous avez des observations, des photos de front de taille ou de falaise ce serait intéressant.

Frédéric

[coccolite]

re bonsoir,

je n'ai pas d'image sous la main, mais comme première explication on peut dire que les karst ne sont pas de simples cavités comme des géodes, il y a généralement un remplissage par des sédiments sus-jacents qui sont tombés par gravité ou des brèches d'effondrement.

La minéralisation se fait entre ces brèches, formant des petites géodes.

j'ai peur de ne pas etre claire, j'espère que quelqu'un fournira une meilleure explication

[Kayou]

Calcaire = Ca CO3

Dolomie = CaMg(CO3)2

le calcaire: CaCo3 est plus soluble que la dolomie, et la dolomie est plus poreuse que le calcaire.

Voir reliefs ruiniformes...

Le processus chimique

Les réactions chimiques responsables de la dissolution des carbonates sont :

- dissolution du dioxyde de carbone :

CO2 + H2O <=> H2CO3

dioxyde de carbone + eau <=> acide carbonique

- dissociation aqueuse de l’acide carbonique :

H2CO3 + H2O <=> H3O+ + HCO3 -

acide carbonique + eau <=> hydronium + hydrogénocarbonate

- attaque acide des carbonates :

H3O+ + CaCO3 <=> Ca2+ + HCO3 - + H2O

hydronium + carbonate de calcium <=> calcium + hydrogénocarbonate + eau

- Equation bilan :

CO2 + H2O + CaCO3 <=> Ca2+ + 2 HCO3 -

dioxyde de carbone + eau + carbonate de calcium <=> calcium + hydrogénocarbonate

[EricT]

Bonsoir,

C'est vrai que c'est une bonne question !! Moi non plus, je ne me l'étais jamais posée ...

Le fait que tu observes des géodes plus ou moins organisées ou orientées suivant un "litage" et qu'elles ne soient jamais vraiment développées mais toujours assez nombreuses (et effectivement, ce n'est pas une "karstification" au sens commun du terme) ne pourrait-il pas traduire assez simplement des variations locales soit dans les paramètres physico-chimiques de la roche d'origine soit dans ceux de la roche résultante (si l'on parle bien de dolomitisation et non de dolomies primaires) avec des géodes "centrées" sur les endroits présentant une facilité de percolation, de circulation de l'eau et donc de dissolution ? Après, quel(s) pourrai(en)t être ce ou ces paramètres (sinon porosité locale comme l'a mentionnée Kayou ou "degré" de dolomitisation comme l'a suggéré Rives_3 auparavant - ce qui revient peut-être au même d'ailleurs) ??

EricT

[Kayou]

Conséquences de la dolomitisation sur la porosité et la perméabilité

La dolomitisation engendre une porosité secondaire de rétraction.

Le remplacement de la calcite par de la dolomite implique une contraction physique d’environ 12-13 % (augmentation de la porosité) si :

1) la réaction se déroule comme suit : 2CaCO3 + Mg2+ -> CaMg (CO3)2 + Ca2+

2) le remplacement s’effectue mole par mole

3) les ions Ca2+ sont évacués

En revanche, si le remplacement s’effectue sans évacuation des cations Ca2+, la dolomitisation ne résultera pas en une formation de porosité (Sarkisyan et al, 1973). Il n’y a pas d’accord général sur la relation entre la dolomitisation et la porosité (Chilingarian et Fu Yen, 1987). Pour Frolova (1962) la dolomitisation entraîne une réduction de volume et une augmentation de la porosité sans tenir compte de la lithologie. Gmid et Zvonitskaya (1965) et Per’kova (1966), pensent qu’une relation complexe, qui n’est pas toujours directe, existe entre la porosité et la dolomitisation. En outre pour Sarkisyan et al. (1973), la dolomitisation génère de la porosité mais celle-ci peut-être détruite par la compaction subséquente. Enfin, Choquette et Pray (1970) relativisent l’augmentation de porosité liée à la dolomitisation, en disant qu’elle est quantativement petite comparativement à la diminution totale de la porosité qui se produit dans les anciennes dolomies.

*

Les dolomies sont une bonne roche magasin pour les pétroles.

[smoky]

Bonjour à tous

Merci pour vos réponses. Celle de Kayou me parait la plus pertinente et cohérente par rapport aux observations de terrain. J'avais également ce sentiment de phénomène de rétraction. En effet, lorsqu'on regarde en coupe une "géode" de dolomie, on voir qu'il y a généralement une continuité parfaite entre la cristallisatioon de la masse et celle des cristaux libre. On ne lit pas de liseré indiquant une phase d'érosion karstique puis une recristallisation par dessus. J'ai toujours penser que ces poches se formaient dans un processus diagenétique ou postérieurement dans de sphases de dolomitisation des calcaires.

Merci Kayou en tout cas pour ta brillante explication.

Frédéric

[rives_3]

Et bien ! Moi aussi je suis édifié par les éléments de réponses de Kayou.

Je comprends mieux maintenant certaines de mes observations sur le terrain. Pour ma part, je n'ai pas eu la chance de voir le phénomène de karstification de dolomites.

Je comprends aussi mieux le fait que certains gisements métallifères se soient encaissés dans les dolomites (St Laurent le Minier et sa blende et consors, Salau et sa schéélite et compagnies, il me semble, d'autres encore dont le nom ne me vient pas...). La rétractation peut expliquer la facilitation de circulation des fluides hydrothermaux au moment de la dolomitisation.

Eric

[EricT]

Bonsoir,

Cela amène quand même (à moins que je n'ai pas tout saisi) une question corollaire : pour qu'il y ait formation de géodes, faudrait-il envisager une "contraction physique" localisée des volumes ? Ce qui me trouble c'est que la dolomitisation est un phénomène de masse et que cette contraction doit être plus ou moins équi-répartie : ce ne peut pas être elle seule qui génère les vides (ou bien me gourre-je ?)...

[Kayou]

Un karst dolomitique: Mourèze, 34.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cirque_de_Mour%C3%A8ze

[rives_3]

Pour moi, il y a effectivement de quoi creuser la question par rapport à l'approche minéralogique habituelle...

Il suffit de regarder le schéma classique du métamorphisme des roches sédimentaires. Le BRGM donnait, dans sa notice simplifiée, une évolution du style : Argiles - Marnes - Calcaires

Calc-schistes

Schistes

Micaschistes

Gneiss

Roches ignées du type granites.

Ca c'est la théorie... On oublie le marbre, qui pourrait s'intercaler entre calcaires et calc-schistes.

Et puis il y a la dolomie... Elle ne s'insére pas tout à fait dans ce fil de métamorphisme progressif de contact. Elle n'est pas toujours présente, dans ce dernier cas de figure, pas plus que le marbre...

Pour moi, toutes les dolomites ne sont pas non plus avec des géodes. Celle d'Axat(11) semble d'une monotonie minérale qui ne laisse pas espérer une diversité minéralogique. Celle de Trimouns, je n'apprend rien aux ariègeois, encaisse le talc et en plus remferme la plus part des minéraux de terre rare... ce qui laisse penser à un processus, pour la dolomie, qui s'apparente à Legenbach en Suisse. Celle de Rébénacq, que j'ai tant visité et connu, laissait voir un appendice d'intrusion à blende, les eaux de surface ayant un peu lessivé celle ci pour laisser apparaître des cavités et des recristallisations... et la blende est venue après l'ouverture des cavités, pour la plus part cristallisées. Dans les fentes à dolomite et calcite recristallisées, il y avait 2 générations de dolomites, la dernière en rhomboèdre transparent, la première en cristaux opaques blancs en selle... ça peut au moins m'aider à comprendre que pour que les fluides passent, il faut une source : pour le secteur de Rébénacq, il y a une lamination des terrains sous jacent vers le nord, ce qui a pu faciliter l'arrivée de fluides minéralisés en zinc dans la dolomie, plus poreuse. Car dans le calcaire, nada, rien.

Petite apartée... le zinc d'Arbouet se trouve dans le prolongement des failles remplies de calcite porteuse de fluorine, je n'apprend rien à personne.

Je crois important ce sujet sur la Dolomie, en tout cas, ça m'aide à comprendre... et un cas pratique, c'est sympa pour illustrer.

Eric

[Kayou]

Salut

pourquoi parler de série de métamorphisme à propos de dolomie?

La dolomitisation est un phénomène sédimentaire, parfois lié à des conditions d'évaporation, de concentration...

[rives_3]

Salut

pourquoi parler de série de métamorphisme à propos de dolomie?

La dolomitisation est un phénomène sédimentaire, parfois lié à des conditions d'évaporation, de concentration...

Ben voilà ! Je viens de le lire dans Wiki... pan sur les doigts !

Cependant, c'est intéressant de voir la chose de près. Car la substitution d'une partie du calcium par le magnésium est pas si homogène que ça. De plus, il reste toujours un peu de calcite dans la dolomie. C'est le point faible de la roche. Enfin, comme je le relevais sur le terrain, la dolomitisation s'est accompagné parfois d'une arrivée de solutions hydrothermales qui rendent cette roche comme un excellent piège minéralogique, pas seulement pour le pétrole.

Eric

[Kayou]

Ben oui, la dolomie étant poreuse constitue bien un milieu favorable aux circulations de fluides d'autres générations , et à leur piégeage éventuel si les structures sont favorables.

On devrait en mettre dans les pots d'échappement et les micros des ténors en promesses électorales.

[smoky]

Bonjour

En lisant vos réponses, je me demande s'il n'y a pas deux types de dolomies:

1- Les dolomies formées par diagénèse directe qui seraient plus compacte et sans géode

2- Les dolomies formées par dolomitisation des calcaires qui seraient plus poreuses du fait des réactions chimiques présentées par Kayou.

C'est juste une hypothèse.

Frédéric

[rives_3]

Hypothèse qui me plait, Frédéric, et qui correspond à ce que j'ai vu sur le terrain.

Eric

[smoky]

Voici ce que l'on trouve tout simplement dans le Larousse:

Les dolomies sont généralement le résultat d'un phénomène affectant des sédiments préexistants. La formation primaire de ces roches par dépôt de vases calcomagnésiennes sur les fonds marins est en effet très rare. Cette dolomitisation primaire a été observée dans des plaines côtières basses (golfe Persique), où l'eau de mer pénètre dans une boue calcaire et s'évapore, ou lors de l'arrivée d'eaux riches en carbonate de calcium dans des lagunes où l'évaporation intense favorise les fortes teneurs en sels de magnésium. Par précipitation du gypse CaSO4 · 2H2O, le calcium est soutiré et le magnésium se concentre dans la saumure. Celle-ci réagit avec les sédiments calcaires aragonitiques ; il y a formation de protodolomite, qui est une calcite riche en magnésium, puis recristallisation en dolomite, où les atomes de calcium et de magnésium sont distribués régulièrement. On suppose que la photosynthèse opérée par certaines algues a pu activer ce phénomène, mais on ne connaît pas dans les dépôts marins actuels l'équivalent des dolomies ; on attribue cependant ce mode de formation hypothétique aux dolomies qui apparaissent, dans les terrains sédimentaires, en petits bancs alternant de façon régulière avec des argiles et des roches salines (gypse, anhydrite, sel gemme). La dissolution de ces dolomies par des eaux séléniteuses (ayant circulé sur du gypse) produit des roches d'aspect très irrégulier, avec de nombreuses vacuoles qu'on appelle cargneules. D'autres phénomènes plus localisés de dolomitisation peuvent se produire, surtout dans des roches contenant des squelettes d'animaux qui mobilisent beaucoup de magnésium, comme les coraux.

Le plus souvent, les dolomies sont dues à des actions secondaires, qui remplacent le calcium des boues calcaires, déposées sur les fonds océaniques, par le magnésium contenu dans l'eau de mer. La dolomitisation secondaire se manifeste non plus dans des sédiments, mais dans des roches, sous l'influence de circulations d'eaux ou de vapeurs riches en magnésium. Cette substitution du calcium par le magnésium, qui s'effectue dans des proportions variées, aboutit à la formation de roches intermédiaires entre calcaires et dolomies : les calcaires magnésiens. Dans ces roches, l'on constate que plus la dolomitisation est importante, moins les restes fossiles sont visibles, argument supplémentaire en faveur du remplacement secondaire du calcium par le magnésium. Ces roches sont assez régulières, mais elles ont un aspect massif et homogène dû à la disparition des lits originels. Dans certains cas la transformation peut avoir lieu longtemps après le dépôt, par des solutions magnésiennes circulant dans les cassures des calcaires ; il en résulte des dolomies très irrégulières.

Je pense que les dolomies à géodes sont de type secondaire, et dans ce type là c'est la seconde forme qui me parait la plus favorable, à savoir la dolomitisation par circulation hydrothermale dans les cassures des calcaires.

Qu'en pensez vous ?

[Kayou]

Un fente avec cristallisation de calcite, mise à nu par les éclatements de blocs pour enrochements. Clape.