Dolomies hydrothermales - site de Ranero, Espagne

[phoscorite]

Bonjour

 

Par ces temps ou les sorties de terrain extranationales sont un peu difficiles, je vous propose une visite virtuelle des dolomies hydrothermales qui affleurent dans l'Albien du Nord de l'Espagne, entre Vizcaia et Cantabria. Le site, assez vaste, est référencé dans mindat pour la dolomite (chercher Pozalagua, du nom des grottes qui s'y trouvent). Les dolomies sont en partie visibles sur les photos satellite (à encore, chercher cuevas de Pozalagua), elles l'étaient encore mieux il y a une dizaine d'années (la végétation évolue).

La visite que je propose comporte 5 volets :

- le gisement, les affleurements et la morphologie des corps de dolomie

- l'amphithéâtre de Pozalagua, en marge des grottes, qui montre une coupe spectaculaire dans le corps dolomitique.

- les faciès pétrographiques relativement peu communs de la dolomie, avec une mention spéciale pour les "zebras" et aussi pour les "internal sediments", sortes de sables dolomitiques occupant les cavités karstiques

- la succession des paragenèses hydrothermales, telle qu'elle peut être reconstituée d’après les relations géométriques macroscopiques, avec l'appui des données chimiques existantes.

- et, en option, une discussion de la genèse et de l'extraordinaire diversité de textures à laquelle ces transformations donnent lieu.

 

Commençons par situer le site :

 

 

Les dolomies sont présentes dans les calcaires Albiens (sur la marge de la plateforme carbonatée en marge du sillon détritique de Bilbao)

et se répartissent de part et d'autre de la vallée de la Carranza (Cantabria), ou de la Karantza (version Bizcaia).

 

Dans le paysage, cela donne des sortes de filons un peu irréguliers :

NB : on voit sur ce dernier quelques vieux grattages pour le Zn (sphalérite, galène)

 

Quand ça ne ressemble pas à des filons, on voit des masses a contours plus ou moins lobés, mais dont la couleur (ou la végétation tranche sur le blanc des calcaires)

 

 

Les fronts de dolomitisation sont bien visibles

 

 

La dolomitisation en masse (par remplacement du calcaire) est relayée latéralement par des filons de dolomie suivant des fractures, comme ci-dessus, ou en ciment de brèches, comme ci-dessous

 

[phoscorite]

Je poursuis la visite avec la présentation de l'amphiteatre.

Sur le site d'une ancienne carriere de dolomie, située à l'entrée des grottes, nous avons assisté à sa construction :

 

 

Les parements ont été scies (mais pas polis quand meme...) et donnent à voir le corps dolomitique principal sous plusieurs angles ; c'est magique et une aubaine pour les géologues, beaucoup mieux qu'une tranchée de route ou une galerie de mine...

 

 

Et maintenant quelques exemples de ce qu'on y voit :

 

Breches, zebras, filons et remplissages de cavités, dans la dolomie tout est bon...

 

 

 

[phoscorite]

Voici maintenant les faciès pétrographiques vus de plus près, en commençant par les dolomies zébrées :

et le contact entre calcaire (en bas) et dolomie zébrée (en haut)

 

Les zebra standard, sur section sciée et/ou polie :

 

Un détail, pour monter l'organisation des cristaux dans les bandes claires et sombres :

 

La dolomie blanche géodique est typiquement baroque (saddle) en raison des températures élevées (120-180°C, d'après les inclusions fluides) de formation.

 

Et un dernier exemple, pour montrer que la périodicité des bandes est variable, et, éventuellement, dépendante de la fracturation (préalable) du calcaire.

 

A plus grande échelle, les zebra ne sont pas seules. Dans les formations bréchiques, elles côtoient des panneaux non zébrés, des dolomies filonniennes, et des remplissages de cavités divers.

 

 

Les calcaires les moins purs (argileux) ne semblent pas vouloir se transformer en zebras, et bien que convertis intégralement en dolomite, ils conservent un héritage de leur structure sédimentaire :

 

ce qui ne les empêche pas d’être fracturés et cémentés à leur tour par des générations ultérieures de dolomie.

 

 

La texture des faciès dits "sables dolomitiques" est plus délicate à interpréter :

 

Le matériel hérite clairement son litage du remplissage d'une cavité karstique. Il est toujours presque exclusivement dolomitique (avec un poil de kaolinite et d'une argile magnésienne), mais il est cette fois nettement recristallisé, voire colonisé par les cristaux de dolomie blanche que l'on voit sur la face inférieure.

Si la structure d'ensemble de ces sables est géopétale (elle hérite d'un haut et d'un bas), la recristallisation et l'invasion par la dolomie claire (purement magnésienne et tardive dans ce gisement) ne sont pas aussi clairement dépendants de l'orientation

 

Ces dolomies particulières (sableuses) ne sont pas très cohésives (les grains de dolomie se désagrègent facilement quand on échantillonne).

Elles sont appelées "internal sediments" par les anglosaxons, et sont interprétées comme des sédiments secondaires, résultat d'une reprise de l'activité sédimentaire dans le réseau karstique, post dolomitisation. Je doute, pour ma part. Ce type de faciès est souvent signalé dans les gisements de Pb Zn de type Mississippi Valley (MVT).

 

 

 

[Kayou]

Merci pour ce sujet intéressant.

De la géologie depuis le canapé: l'idéal pendant l'été plombé par la Covid !

 

 

[alex.tre]

Merci beaucoup ! cela semble monumental ! 

[phoscorite]

C'est en effet un très beau souvenir, j'y serais bien retourné en mode touriste, mais il y a eu quelques contretemps.

 

J'enchaine avec la présentation des épisodes successifs ...

Il y a en gros 4 stades de circulations de fluides, entrecoupés de fracturations.

 

Je les nomme d'après leur minéralogie, que celle-ci soit "précipitée" (dans des vides) ou le résultat d'un remplacement (autre chose est dissous dans le même temps)

C1 calcite faiblement magnésienne

D1 dolomie un peu ferrifère (0.5 à 1 % FeO) avec un épisode marginal (noté D1*) de dolomie un peu plus ferrifère (2-3% FeO)

D2 dolomie blanche, purement magnésienne (FeO < 0.2%)

C2 calcite tardive

 

Les calcites C1 sont purement des précipités (géodiques) ; elles remplissent des fractures ou des vides karstiques du calcaire

 

les calcites C1 forment une palissade ou alternent les cristaux transparents et laiteux (C1a), puis de très gros cristaux crème (>10 cm) dont on voit quelques sections, et une masse blanche (C2b) constituée elle aussi de très grands cristaux. Dans le calcaire, en périphérie du corps dolomitique principal, les vides résiduels sont cémentés par la dolomie D2, blanche. Dans la palissade C1a, nous n'avons détecté aucune différence chimique entre les parties limpides et les parties laiteuses, je n'ai pas d'interprétation à proposer pour expliquer ça, mais je suis preneur de suggestions éventuelles.

 

On retrouve les mêmes relations d'age dans lesquelles la dolomie D2 (tardive) est fissurale

 

Il faut se rapprocher du corps dolomitique principal pour voir apparaitre les premières générations de dolomie (D1) en remplissage de fissure :

 

On commence à voir ici l'épisode ferrifère (D1*) en éponte de fissure, et une dolomie plus banale (D1b) au centre.

La précipitation de D1*, puis de D1b, fait visiblement suite à une fracturation (parmi tant d'autres) et à une dolomitisation précoce (D1a) à laquelle on attribue la formation des zebras et qui opère par replacement des calcaires, même impurs :

 

Ça se complique... Il n'y a en fait que peu de cas ou l'on peut observer une dolomie du stade D1a (présumée) qui soit géodique, et ces cristaux ne sont identifiables que parce qu'ils sont couronnés par le liseré brun de la dolomie D1*

 

Les cristaux de D1a sont grands, peut-être géopértales, et leurs terminaisons suggèrent qu'ils ont été corrodés avant le dépôt de D1*

Le stade D1b se développe ensuite en bandes successives, jusqu'à former des cocardes autour des objets fracturés et déplacés, puis cette dolomie devient envahissante et ennoie par endroits les stades antérieurs en préservant uniquement les liserés de D1*

 

 

 

Le développement de D1b est très compliqué dans le détail, et la transition vers les dolomies tardives (D2) se fait par l'intermédiaire d'un dépot un peu étrange qui préserve les formes fantômes d'un minéral en lamelles non identifié (pas de relique)

 

La dolomie tardive (D2) remplace par endroits la dolomie D2b, elle remplace aussi la bordure des "sables dolomitiques" et forme des veines dans les dolomies précoces ET dans les calcaires non dolomitisés

 

L'épisode D2 se termine par la précipitation de quelques sulfures (pyrite, ici, sphalérite, dans d'autres secteurs) qui seront recouvert par la calcite terminale C2

 

 

La boucle est bouclée. Jusqu'à de nouvelles observations, bien sur...