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Mineralogical facies of a weathered serpentinized lherzolite from the Pyrenees, France

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

A. Fontanaud
Affiliation:
Laboratoire de Pédologie, ERA 220 du CNRS, 40 avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers Cedex, France
A. Meunier
Affiliation:
Laboratoire de Pédologie, ERA 220 du CNRS, 40 avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers Cedex, France

Abstract

Weathering products of a serpentinized Iherzolite were investigated using optical microscopy, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, and electron microprobe and wet-chemical analysis methods. The original mineral assemblage of the rock was chrysotile-enstatite-diopside-picotite-magnetite-calcite. Rock porosity governed the types of chemical microsystems from which the clay minerals were derived. These microsystems were grouped into three types. (1) Grain microcracks and grain boundaries. These were the earliest manifestations of weathering. Only pyroxenes were affected and transformed into talc + iron oxides. (2) Plasma zones in which the rock structure was preserved. The talc + oxide and chrysotile were both altered into a saponitic mineral. Picotite was oxidized to oxipicotite. (3) Fissure zones. In the argillized zones the rock was restructured. Saponite was altered to nontronite + magnesium silicate gel. Talc was also transformed to the same gel. Fissures were often filled with clay cutans and some were edged with iron oxides. Mineral facies in the different zones have been plotted in Si-R2-R3 coordinates.

Resume

Resume

Les phases d'altération d'une lherzolite ont été étudiées par microscopie optique, par diffractométrie de rayons X sur microprélèvements, spectroscopie infra-rouge, analyses à la microsonde électronique et spectrométrie d'absorption atomique. L'assemblage minéralogique caractérisant la roche saine est le suivant: chrysotile-enstatite-diopside-picotite-magnétite-calcite. Il est clair que la porosité de la roche gouverne les types de microsystèmes chimiques dans lesquels se forment les minéraux argileux. Ces microsystèmes peuvent être regroupés en trois types. (1) Joints et fissures de grains. Ce sont les sites des premières réactions d'altération. Seuls les pyroxènes sont affectés et transformés en talc associé à des oxydes de fer. (2) Zone plasmique: la structure de la roche est conservée. L'assemblage talc-oxyde et le chrysotile sont altérés en un minéral trioctaédrique de type saponite. La picotite est oxydée en oxypicotite. (3) Milieu fissural: dans les zones argilisées, la roche est restructurée. La saponite s'altère en nontronite plus un gel silicaté magnésien. Le talc est aussi transformé dans le même gel. Les fissures sont souvent remplies de cutanes argileux. Quelques fissures sont bordées d'oxydes de fer. Les faciès minéralogiques de ces différentes zones sont représentés dans le système Si-R2-R3.

Kurzreferat

Kurzreferat

Verwitterungsprodukte eines serpentinisierten Lherzolits wurden mit Hilfe von Lichtmikroskopie, Infrarotspektroskopie, der Mikrosonde und durch naßchemische Verfahren untersucht. Die ursprüngliche Mineralgesellschaft des Gesteins war Chrysotil-Enstatit-Diopsid-Picotit-Magnetit-Calcit. Die Porosität des Gesteins hatte die Bildung von chemischen Mikrosystemen zur Folge, die in drei Typen unterteilt wurden: 1. Haarrisse in Körnern und Korngrenzen als die frühesten Symptome der Verwitterung. Nur Pyroxené werden angegriffen und in Talk und Eisenoxide umgewandelt. 2. Plasmazonen, in denen die Struktur des Gesteins noch erhalten geblieben war. Hier wurden Talk/Eisenoxid und Chrysotil in ein saponitisches Mineral umgeformt. Picotit wurde zu Oxipicotit oxidiert. 3. Spaltenzonen. In den tonigen Zonen wurde das Gestein umstrukturiert. Saponit wurde zu Nontronit und einem Mgsilicat-Gel umgewandelt, ebenso Talk. Spalten waren oft mit Toncutanen ausgefülit; einige waren mit Eisenoxiden gesäumt. Die Mineralfacies der einzelnen Zonen wurde im Si-R2-R3-Diagramm dargestellt.

Resumen

Resumen

Se estudiaron los productos de alteración de una lherzolita serpentinizada, mediante microscopia electrónica, difracción de rayos X espectroscopía IR, microsonda electrónica y análisis quimico. Originalmente, la roca estaba formada por una mezcla de crisotilo-enstatita-diopsido-picotita-magnetita-calcita. Su porosidad controla el tipo de microsistemas químicos a partir de los cuales se formaron los minerales de la arcilla. Estos microsistemas se agrupan en tres tipos: 1) Microfisuras y contactos de los granos. Estas fueron las primeras manifestaciones de la alteración. Sólo fueron afectados los piroxenos, transformándose en talco + óxidos de hierro. 2) Zonas de plasma en las cuales se conservó la estructura de la roca. Tanto el talco como los óxidos de hierro y el crisotilo se alteraron a minerales saponíticos. La picotita se oxidó a oxipicotita. 3) Zonas de fisura. En las zonas arcillosas, tuvo lugar una reestructuración de la roca. La saponita se alteró a nontronita + geles de silicamagnesio. El talco se transformó en el mismo tipo de geles. Las fisuras fueron rellenadas a menudo con una capa de arcilla y, en algunos casos, bordeadas de óxidos de hierro. Las facies minerales en las diferentes zonas se representaron gráficamente en coordenadas Si-R2-R3.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1983

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