Phosphorites et évaporites : deux formations de milieux sédimentaires voisins étudiés dans la coupe du Paléogène de Foum Selja (Metlaoui, Tunisie)

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1979

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Jacques Lucas et al., « Phosphorites et évaporites : deux formations de milieux sédimentaires voisins étudiés dans la coupe du Paléogène de Foum Selja (Metlaoui, Tunisie) », Sciences Géologiques, bulletins et mémoires, ID : 10.3406/sgeol.1979.1552


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Résumé De En Fr

Die beobachtete lithologische Abfolge kann als eine Aufeinanderfolge von Sequenzen — durch Variationen eines chemischen Index hervorgerufen — erklärt werden. Der chemische Index wird durch das Häufigkeitsverhältnis von Material chemischer und biochemischer zu dem detritischer Herkunft bestimmt. Ebenso spiegeln die durch das Hauptmineral charakterisierten Fazies folgende Sequenz wider : Ton, Kalzit, Dolomit, Phosphat oder Gips. Die gesamte Gesteinsserie von El Haria -Metlaoui -Souar umfasst 3 Sequenzen, die nicht mit den stratigraphischen Grenzen zusammenfallen. Zwei Sequenzen, die untere und obere, sind gipsführend ; sie umrahmen eine mittlere phosphatführende Sequenz. Apatit und Gips können als zwei äquivalente Minerale angesehen werden, die im gleichen Augenblick der Entwicklung der Sequenz auftreten, das erste biochemisch mit den dafür typischen begleitenden Spurenelementen, das zweite chemisch. Die Natur der Ablagerungen und ihre Abfolge scheinen das Ergebnis des Zusammenspieles von drei Gleichgewichten : ein vertikales Gleichgewicht, das die Zufuhr detritischen Materials regelt, ein Gleichgewicht das von der Beckenrandschwelle gesteuert wird und entweder die chemische Anreicherung oder die biologische Entwicklung begünstigt, ein geochemisches Gleichgewicht, das durch den Gehalt an dem mehr oder weniger wichtigen Magnesium hervoigerufen wird.

The sedimentary phosphatic series of the Gafsa area is strongly tilted to the West of Metlaoui where they are cut by the Selja river. A detailed study of this excellent natural cross section has been carried out, and numerous samples obtained. The observed litho-logical superposition may be explained by sequences established on basis of the variations of a «chemical index», defined as the ratio between the abundance of material of chemical and biochemical origin, and the abundance of material of detrital origin. On this way the different facies may be classified by their dominant minerals in the following order : clay, calcite, dolomite, phosphate or gypsum. Clays are mainly represented by detrital montmorillonites and kaolinite, whereas attapulgite and sepiolite strongly indicate more chemical environments. The apatite is characteristically fluor -carbonate-apatite with 4 % F and 5 to 6 % CO₂. The entire El Haria -Metlaoui -Souar series corresponds to three sequences, which do not coincide with the stratigraphical divisions. The lower and upper sequences are gypsiferous, bracketing an intermediate phosphatic sequence. Gypsum and apatite can be considered as equivalent in terms of their position in the sequence ; though invariably separate minerals, their appear at the same stadium of the sequential evolution, the former chemical, the latter biochemical (with its usual suite of characteristic trace elements, particularly the group V, Ni, Cr, Zn). The behaviour of strontium is also interesting, since the study of the Sr -P2O5 diagram suggests that apatite forms by transformation of a calcium carbonate, in particular aragonite. The composition of the deposits and their succession seem to be the result of three factors working simultaneously : a vertical movement which supplies detrital material ; the opening and the closing of the connection between the basin and the open ocean, favouring either chemical restriction, or biological development ; a geochemical factor, not completely understood, which is induced by a greater or lesser abundance of magnesium.

La superposition lithologique observée peut être expliquée par une succession de séquences qui sont établies à partir de variations d'un indice de chimisme, défini comme le rapport de l'abondance du matériel d'origine chimique et biochimique à celle du matériel détritique. Ainsi les différents faciès caractérisés par leur minéral principal peuvent être classés dans l'ordre : argile, calcite, dolomite, phosphate ou gypse. L'ensemble de la série El Haria -Metlaoui - Souar correspond à 3 séquences ne coïncidant pas avec les coupures stratigraphiques. Les deux séquences inférieure et supérieure sont gypseuses ; elles encadrent une séquence moyenne phosphatée. Apatite et gypse peuvent être considérés comme deux minéraux équivalents, apparaissant au même moment de l'évolution séquentielle, le premier biochimique avec son cortège d'éléments traces caractéristiques, le second chimique. La nature des dépôts et leur succession paraissent le résultat du jeu de trois équilibres : un équilibre vertical conditionnant l'apport de matériel détritique, un équilibre à l'ouverture du seuil du bassin favorisant soit le confinement chimique, soit le développement biologique, un équilibre géochimique créé par la présence, plus ou moins importante, du magnésium.

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