Relation entre spéciation et distribution du nickel dans les couvertures d'altération latéritique des roches ultrabasiques de Nouvelle-Calédonie

Relationship between speciation and distribution of nickel in the lateritic weathering covers of ultramafic rocks in New Caledonia

• Auteur / Autrice : Gabrielle Dublet
• Direction : Emmanuel Fritsch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et Chimie des Matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Roches ultrabasiques

Latérite

Nickel

Résumé

Trois profils d’altération du régolithe péridotitique de Nouvelle-Calédonie sont étudiés par spectroscopie d’absorption des rayons X. Ceci permet de confirmer la redistribution de Ni, depuis les minéraux primaires (olivine, pyroxène et serpentine) vers les minéraux néoformés (phyllosilicates secondaires, goethite et oxydes de manganèse), au cours de la latéritisation des roches ultrabasiques. La cristallochimie des phyllosilicates est détaillée, dans les saprolites des profils mais aussi dans des veines serpentinisées de la roche. Un modèle de minéralisation précoce est alors proposé, selon lequel le nickel aurait été largement redistribué dans le régolithe dès l’obduction de l’ophiolite, et ceci depuis des serpentines pauvres en Ni vers des talcs fortement enrichis en Ni. L’analyse minéralogique et cristallochimique de la goethite le long des parties latéritiques des profils montre que la maturation de ce minéral, par dissolution-cristallisation, induit une augmentation de sa cristallinité et une diminution de sa teneur en Ni vers la surface. Ce processus est proposé comme explication de la diminution des teneurs globales en Ni depuis la base des latérites vers leur sommet, classiquement observée dans les latérites nickélifères. La présence de latérites remaniées, enrichies en goethite fortement différenciée par ce processus, pourrait expliquer certaines hétérogénéités latérales de teneurs en Ni observées dans les latérites de Nouvelle-Calédonie. Enfin, une analyse XAS montre que la sidérite peut piéger d’importantes proportions de Ni si des environnements riches en matière organique, et donc réducteurs, se développent dans ces altérites nickélifères

Three weathering profiles, 43 to 67 m thick, of the peridotitic regolith of New Caledonia, were studied by X-ray absorption spectroscopy. This allowed confirming the redistribution of Ni from the primary minerals (olivine, pyroxene and serpentine) into neoformed phases such as secondary phyllosilicates, goethites and manganese oxides, during the formation of the lateritic covers of ultramafic rocks. The crystal-chemistry of phyllosilicates was investigated in more details, with samples either from the saprolite of the profiles or from serpentinized veins in rock fractures. This lead to propose a mineralization model according to which Ni would have been massively redistributed among the regolith as soon as the ophiolite obducted, and this from poorly nickeliferous serpentines to talcs very enriched in nickel. The analysis of goethite mineralogy and crystal-chemistry along the profiles showed that ageing of this mineral species, through dissolution and crystallization, yield to an upward increase of its crystallinity and a decrease of its Ni content. This process was proposed to explain the upward Ni depletion that is classically observed in lateritic covers of ultramafic rocks. The occurrence of high amounts of differentiated goethites, yielded by this ageing process and by reshuffle of the differentiated lateritic materials, is also proposed to explain some of the lateral heterogeneities of Ni contents that are observed in New Caledonian laterites. Finally, a XAS analysis showed that siderite secondary phases can hold significant proportions of Ni, if reductive environments set by organic matters develop among these nickeliferous lateritic covers