Academic literature on the topic 'Processus d'altération'

RÉSUMÉ Les glissements pelliculaires sont des décrochements superficiels affectant la mince couche de débris minéraux et la couche organique recouvrant les versants rocheux à pente raide (> 35°). Par suite d'une saturation en eau du matériel, un paquet de débris se détache du haut du versant et glisse brusquement vers le bas déblayant ainsi un étroit couloir dans le tapis végétal et mettant à nu le substrat rocheux. Les débris accumulés au pied du versant forment un amas correspondant au volume des débris arrachés au versant. Ce processus de denudation des versants rocheux joue un rôle dans leur évolution, le substrat rocheux mis à nu étant ainsi exposé différemment aux agents d'altération subaériens. Environ 500 glissements pelliculaires sur versant rocheux dans plus de 300 sites ont été cartographies dans l'arrière région côtière de la Côte-Nord du Saint-Laurent entre Godbout et Blanc-Sablon. Ce processus mal connu est brièvement décrit et son importance morphologique est soulignée.

RÉSUMÉ Vingt-six nouveaux sites d'altérites, souvent appelées saprolites, ont été découverts sous les dépôts meubles des hauts plateaux de la Gaspésie. Ces altérites, qui appartiennent à une ancienne surface de météorisation tronquée, ont une composition minéralogique et géochimique distinctes à la fois de la roche en place et des dépôts sus-jacents. L'âge de ces altérites est probablement tertiaire. La préservation préférentielle des altérites sur les versants NNO et SSE des montagnes, c'est-à-dire en amont et en aval par rapport à l'écoulement glaciaire régional, est interprétée comme un nouvel indicateur de glaciation continentale en Gaspésie. Trois autres surfaces de météorisation stratigraphiquement plus jeunes ont été reconnues dans les dépôts sus-jacents. Ces surfaces sont: 1) la surface actuelle, 2) une surface interstadiaire et 3) une surface interglaciaire. L'âge relatif de ces surfaces de météorisation a été estimé par comparaison des caractères morphologiques, minéralogiques, géochimiques et stratigraphiques des matériaux qui leurs sont associés. 1) Les colluvions de surface, qui représentent la plus jeune surface de météorisation, n'ont été exposées qu'aux processus de météorisation postglaciaire; leurs fractions argileuses montrent un lessivage en Mn, Co1 Cu, Pb, Zn, As et U, et un enrichissement en Cr et Fe par rapport aux sédiments glaciaires sous-jacents. 2) Les dépôts de pente intertill présentent la période de météorisation précédente; ces dépôts sont formés de géli-fracts qui ne montrent aucun indice d'altération géochimique. Ils se sont formés sous un climat périglaciaire, durant un interstadiaire. 3) Les colluvions oxydées en position stratigraphique infratill représentent une troisième période de météorisation; leur degré d'altération se compare à celui des colluvions de surface exposées aux conditions climatiques actuelles et leur âge serait donc interglaciaire.

Brazil’s heritage buildings were built using different types of natural stone, including sandstone, limestone, quartzite, granite, gneiss, steatite (soapstone) and schist. Historic buildings are located in cities such as Recife, Olinda, Salvador, Rio de Janeiro, Congonhas and Ouro Preto; some are over 300 years old. They show evidence of different alteration and decay processes, with the latter leading to a loss of value because of physical and chemical modifications in intrinsic properties of the natural stones used. Consequently, these buildings function as open-air laboratories, and contribute to the study of deterioration in such monuments. On going investigation of alteration and decay reveals that they are affected by a diverse group of processes that are, in part, influenced by lithological factors. This understanding will contribute to the choice of preservation methods that will be applied in order to arrest degradation.RÉSUMÉLes édifices classés brésiliens ont été batis en roches variées. On a employé des grès, des calcaires, quartzites, granites, gneiss, ainsi que la stéatite et des schistes. Les bâtiments historiques, dont certains ont plus de 300 ans, se trouvent dans des villes comme Recife, Olinda, Salvador, Rio de Janeiro, Congonhas et Ouro Preto. Ils présentent les marques de différents processus d'altération et de deterioration, ce dernier conduisant à une perte de valeur, en raison de modifications physiques et chimiques dans les propriétés intrinsèques des pierres naturelles utilisées. De la sorte, ces bâtiments fonctionnent comme des laboratoires à ciel ouvert et contribuent à l’étude des modalités de dégradation des monuments. L’étude en cours des phénomènes d’altération et de décomposition révèle la diversité des processus en cours et leur relation avec la lithologie. La reconnaissance de ces phénomènes aidera à choisir les méthodes de conservation destinées à bloquer la dégradation.

The La Florida lead-zinc deposit (Cantabria, Spain), which is hosted by Urgonian carbonates, is located on the border of the Basco-cantabric Lower Cretaceous basin. The stratiform orebody, which is composed of sphalerite, galena, and barite in iron-dolostones, occurs in an envelope of dolostone. Organic matter studies have been carried out on samples from this deposit to understand its genesis and later evolution. The results of this work reveal the immatury of the autochthonous organic matter despite a slight paleothermal anomaly centred on the deposit. Various alteration processes have affected the hydrocarbons associated with autochthonous organic matter and (or) allochthonous bitumens, namely geochromatographic fractionation, water-washing, and biodegradation. Together with previous geological work, the results of this study are consistent with epigenetic and (or) diagenetic emplacement of the mineralization. The proposed genetic scheme involves hydrothermal fluids that would have acquired at least some of their characteristics during their upward migration through the Mesozoic cover. These solutions probably brought in the metals, the sulphates, and the organics all necessary for in situ hydrogen sulphide production and ore genesis. Sulphate reduction probably proceeded mostly at the expense of allochthonous organics by bacteria introduced by meteoric water infiltrations.

RÉSUMÉ Depuis la déglaciation (7500 ans BP) et le retrait de la mer de Tyrrell, les cuestas hudsoniennes sont soumises aux agents d'érosion périglaciaires. Les surfaces rocheuses composées principalement de basalte, de dolomie et d'arkose, montrent, en moyenne, un pourcentage d'altération de 27%. Bien que la gélifraction soit le processus dominant, le soulèvement gélival a retenu l'attention en raison de son originalité et de son intensité. Ce mécanisme responsable de la formation des soulèvements rocheux périglaciaires joue aussi un rôle important dans la formation de champs de biocaille. Dans le secteur du golfe de Guillaume-Delisie, dans une aire de 16 km2, plus de 1800 édifices de soulèvement gélival ont été observés, ce qui donne, en moyenne, 110 soulèvements/km2. Les formes d'éjection ont été regroupées en quatre grandes catégories: monolithes, monticules, chaos et édifices à dépression centrale. Le volume de débris impliqués dans les soulèvements est important. Il concourt à la destruction des substrats rocheux au même titre que la gélifraction et la gélidisjonction. Dans le secteur étudié, plus de 25 000 m2 de surface rocheuse ont été détruits par le soulèvement gélival depuis la déglaciation. Comme les fragments éjectés demeurent sur place, il en résulte des champs de blocaille. La manifestation du phénomène requiert une surface rocheuse abondamment fissurée et saturée en eau ainsi que l'existence de cycles gel-dégel de grande amplitude. Le pergélisol jouerait aussi un rôle dans leur formation.

Une estimation précise de la recharge des nappes est indispensable pour une gestion optimale des ressources en eaux souterraines. Plusieurs méthodes ont été mises au point en région soudano-sahélienne pour son évaluation, méthodes conduisant à des résultats très disparates compte tenu de la variabilité des propriétés du milieux et de la conception même des outils d'évaluation utilisés. Le travail présenté est une contribution à l'amélioration de la compréhension de la dyna- mique hydrique à l'échelle d'une parcelle. A partir d'un dispositif de mesure tensio-neutronique installé aussi bien dans le sol non remanié que dans des lysimètres constitués de sols reconstruits sur une profondeur de 7 m, une étude qualitative et quantitative de ces mécanismes d'infiltration et d'évaporation dans les niveaux d'altération des roches cristallines constituant la zone non-saturée, a été menée sur un site expérimental de l'École Inter-États d'Ingénieurs de l'Équipement Rural (EIER) à Ouagadougou (Burkina Faso). Elle a permis de: - localiser et décrire la dynamique de l'eau dans les différentes tranches de sol concernées par les processus d'humectation et d'assèchement; - estimer la profondeur de reprise de l'eau par évaporation et les quantités d'eau mises en jeu à différentes profondeurs; - réévaluer la réserve en eau du sol, c'est-à-dire la lame d'eau qu'il faut restituer au sol avant qu'il y ait recharge, en tenant compte de la profondeur d'échange entre le sol et l'atmosphère. Les résultats montrent que cette réserve, généralement calculée sur des bases agro-pédologiques, est très sous-estimée pour des applications hydrogéologique

Phase equilibria modelling has played a key role in enhancing our understanding of metamorphic processes. An important breakthrough in the last three decades has been the ability to construct phase diagrams by integrating internally consistent datasets of the thermodynamic properties of minerals, fluids and melts with activity–composition models for mixed phases that calculate end-member activities from end-member proportions. A major advance in applying phase equilibria modelling to natural rocks is using isochemical phase diagrams to explore the phase assemblages and reaction sequences applicable for a particular sample. The chemical systems used for modelling phase equilibria are continually evolving to provide closer approximations to the natural compositions of rocks and allow wider varieties of compositions to be modelled. Phase diagrams are now routinely applied to metasedimentary rocks, metabasites and intermediate to felsic intrusive rocks and more recently to ultramafic rocks and meteorites. While the principal application of these phase diagrams is quantifying the pressure and temperature evolution of metamorphic rocks, workers are now applying them to other fields across the geosciences. For example, phase equilibria modelling of hydrothermal alteration and the metamorphism of hydrothermally altered rocks can be used to determine ‘alteration vectors’ to hydrothermal mineral deposits. Combining the results of phase equilibria of rock-forming minerals with solubility equations of accessory minerals has provided new insights into the geological significance of U–Pb ages of accessory minerals commonly used in geochronology (e.g. zircon and monazite). Rheological models based on the results of phase equilibria modelling can be used to evaluate how the strength of the crust and mantle can change through metamorphic and metasomatic processes, which has implications for a range of orogenic processes, including the localization of earthquakes. Finally, phase equilibria modelling of fluid generation and consumption during metamorphism can be used to explore links between metamorphism and global geochemical cycles of carbon and sulphur, which may provide new insights into the secular change of the lithosphere, hydrosphere and atmosphere.RÉSUMÉLa modélisation des équilibres de phases a joué un rôle clé dans l’amélioration de notre compréhension des processus métamorphiques. Une percée importante au cours des trois dernières décennies a été la capacité de construire des diagrammes de phase en y intégrant des ensembles de données cohérentes des propriétés thermodynamiques des minéraux, des fluides et des bains magmatiques avec des modèles d'activité-composition pour des phases mixtes qui déduisent l’activité des membres extrêmes à partir des proportions des membres extrêmes. Une avancée majeure dans l'application de la modélisation d'équilibre de phase aux roches naturelles consiste à utiliser des diagrammes de phases isochimiques pour étudier les assemblages de phase et les séquences de réaction applicables pour un échantillon particulier. Les systèmes chimiques utilisés pour la modélisation des équilibres de phase évoluent continuellement pour fournir des approximations plus proches des compositions naturelles des roches et permettent de modéliser de plus grandes variétés de compositions. Les diagrammes de phase sont maintenant appliqués de façon routinière aux roches métasédimentaires, aux métabasites et aux roches intrusives intermédiaires à felsiques et plus récemment aux roches ultramafiques et aux météorites. Bien que l'application principale de ces diagrammes de phase consiste à quantifier l'évolution de la pression et de la température des roches métamorphiques, les utilisateurs les appliquent maintenant à d'autres spécialités des géosciences. Par exemple, la modélisation des équilibres de phase de l'altération hydrothermale et du métamorphisme des roches d’altération hydrothermale peut être utilisée pour déterminer les « vecteurs d'altération » des gisements minéraux hydrothermaux. La combinaison des résultats des équilibres de phase des minéraux constitutifs des roches avec des équations de solubilité des minéraux accessoires a permis d’en savoir davantage sur la signification géologique des âges U–Pb des minéraux accessoires couramment utilisés en géochronologie (par exemple zircon et monazite). Les modèles rhéologiques basés sur les résultats de la modélisation des équilibres de phase peuvent être utilisés pour évaluer comment la résistance de la croûte et du manteau peut changer à travers des processus métamorphiques et métasomatiques, ce qui a des implications sur une gamme de processus orogéniques, y compris la localisation des séismes. Enfin, la modélisation des équilibres de phase de la génération et de l’absorption des fluides pendant le métamorphisme peut être utilisée pour explorer les liens entre le métamorphisme et les cycles géochimiques globaux du carbone et du soufre, ce qui peut fournir de nouvelles perspectives sur le changement séculaire de la lithosphère, de l'hydrosphère et de l'atmosphère.

English In the framework of the Ecost project (www.ecostproject.org), this article seeks to lay the foundations of an interdisciplinary and integrative perspective on the true value of marine nature, which is exposed to a global alteration process that is qualitatively new. The article critically sets up the inherent limits and dead-ends of the dominant utilitarian neoclassic economic paradigm in the understanding of the human–marine entities nexus. Mapping the conceptual oppositions, the paradigm divides and scans the lines of possible convergences (biology, philosophy, anthropology) and propounds a re-elaboration of the concept of intrinsic value. The latter is based on a Spinozist-Jonassian approach enlarged by the concepts of non-linearity, uncertainty, irreversibility and trophic dynamics, which ground the growing ecosystemic approach to the res halieutica. 1 Based on a broad anthropological-ethical vision of the historical forms of appropriation of marine entities, which include symbolic and spiritual dimensions, the article questions the construction processes used in constructing timeframe horizons (dispositions, valuing schemes) since, within the diversity of institutional forms of access, these timeframe horizons in the last analysis govern the extraction of these wild entities cast as resources. In contrast to the regressive destructive enterprise of the highly integrated feudalities of industrial fisheries based on a high discount rate of fishing resources, the author once again underscores the urgent need to dismantle not only criminal forms of plundering, but those that are organized and legitimized, too. This would be possible through the rehabilitation of strong democratic public policies that gave priority to the wellbeing of inshore coastal fishing communities and the society, which are sustained in their social reproduction by that of nested ecosystems, where volens nolens they continue to be embedded. French Dans le cadre du projet Ecost (www.ecostproject.org) cet article cherche à jeter les bases d'une perspective interdisciplinaire et intégrative de la vraie valeur de la nature marine, en butte à un profond processus d'altération globale, qualitativement nouveau. Il établit de façon critique les limites inhérentes, les impasses du paradigme utilitariste dominant de l'économie néoclassique dans la compréhension du nexus humains–entités marines. Dans le cadre d'une cartographie des oppositions conceptuelles, des divisions paradigmatiques, mais aussi de possibles lignes de convergence (biologie, philosophie, anthropologie) il propose une ré-élaboration du concept de valeur intrinsèque construit sur la base d'une approche Spinoziste- Jonassienne renouvelée à la lumière des concepts de non-linéarité, d'incertitude, d'irréversibilité et de dynamiques trophiques mise en oeuvre dans l'approche écosystémique croissante de la res halieutica. Dans une vision large, anthropologique et éthique des formes historiques d'appropriation des entités marines mettant en oeuvre une dimension symbolique ou spirituelle du monde marin, il interroge les processus de construction des horizons de temps (dispositions schèmes d'appréciation) dans le cadre de la diversité des formes institutionnelles d'accès qui, en dernière instance, règlent l'extraction de ces entités sauvages constituées comme ressources. Contre l'entreprise de destruction involutive des féodalités hautement intégrées de la pêche industrielle dans le monde, basée sur de hauts taux d'escompte, l'auteur à nouveau établit l'urgente nécessité de démanteler, en deçà des formes criminelles, celles organisées et légitimées de pillage et cela au moyen de la réhabilitation de fortes politiques publiques démocratiques faisant droit au bien-être des communautés de pêcheurs côtiers et de la société qui demeurent soutenues dans leur reproduction sociale par celle de l'emboîtement des écosystèmes dans lesquelles volens nolens elles continuent de s'insérer.

Le Mont Cameroun est un volcan actif situé en bordure du continent africain. Le climat tropical humide régnant sur ses flancs crée des conditions privilégiées pour l'étude des processus d'altération des basaltes. L'altération chimique a_ d'abord été examinée dans des coulées massives (d'âge < 100 ans) puis dans des sols formés à partir de dépôts pyroclastiques récents (810 - 4530 ans). Les coulées massives ne montrent pas de transformations chimiques notables liées à l'altération, ainsi qu'en témoignent les concentrations en éléments majeurs et traces et les isotopes du Sr, Nd, Pb et' U. Toutefois, deux processus associés à l'interaction eau/roche se produisent à la surface des coulées: (1) un échange de cations entre les ions Na+ de la lave et les ions H+ des eaux d'altération et (2) une oxydation partielle du . Fe2+ en Fe3+. Ces modifications chimiques restent très limitées au regard des précipitations dans la zone d'étude (2"à 12 m/an). Nos résultats démontrent que les effets de l'altération sont négligeables sur la composition chimique de laves basaltiques massives soumises à des conditions tropicales humides sur une période de 100 ans. Plus perméables, les sols formés à partir de dépôts pyroclastiques constituent un matériel plus réactif vis-à-vis des solutions d'altération. Ces sols sont significativement enrichis en Cs, Ba, Pb, U, Th, P et appauvris en Na, K, Rb, Mg, Ca, Sr, Ni, Co et Si. Les enrichissements élémentaires, ainsi que les variations isotopiques du Sr, Nd et Pb dans les horizons superficiels, s'expliquent par l'adjonction périodique de poussières sahariennes. Nous montrons que la proportion massique d'aérosols sahariens dans les sols n'excède pas 7%. Les appauvrissements élémentaires résultent de l'hydrolyse des minéraux magmatiques. L'intensité de l'altération ne dépend pas de l'âge des dépôts pyroclastiques mais du temps pendant lequel ils . restent en surface avant d'être recouverts par des laves plus récentes et des conditions paléoclimatiques.

Ce travail est focalisé sur la datation des profils d’altération par l’étude des déséquilibres radioactifs de la série de l’uranium-238. Il prolonge les efforts menés à Strasbourg pour le développement de méthodes robustes de caractérisation et de datation des processus d’altération et des surfaces continentales. C’est en effet un paramètre clé pour mieux comprendre les processus de transfert dans les couches de surface. D’un point de vue analytique, le travail a permis une amélioration notable de l’analyse des concentrations de radium par spectrométrie de masse à thermo-ionisation et des rapports isotopiques du thorium supérieurs au million. Les méthodes de dilution isotopique ont été améliorées par la mise en place d’une procédure permettant l’analyse des déséquilibres radioactifs U-Th-Ra dans les faibles quantités d’échantillon. Par ailleurs, la datation des processus d’altération a nécessité le développement d’un programme de simulation numérique par méthode inverse des déséquilibres U-Th dans les sols. Trois sites d’application ont été retenus pour ce travail : un profil latéritique en Amazonie centrale, une couronne d’altération développée sur un fragment de basalte au Costa Rica et une succession de sols développés sur des coulées basaltiques au Mont cameroun. Les résultats obtenus donnent des vitesses d’altération de l’ordre de 10m/Ma en Amazonie centrale et des vitesses plus faibles de l’ordre de 0,5m/Ma au Costa Rica. Cette différence est attribuée aux propriétés hydrodynamiques très contrastées entre le profil latéritique d’Amazonie et la couronne développée sur basalte au Costa Rica. Ce résultat suggère que ce sont ces propriétés hydrodynamiques qui contrôlent les vitesses d’altération dans les profils. L’étude de cette couronne d’altération montre également le potentiel de ces matériaux comme enregistreurs des conditions paléogéographique d’altération. Par ailleurs, l’étude de l’impact des dépôts secs sur les sols au Mont Cameroun suggère que ces dépôts peuvent influencer les déséquilibres radioactifs mesurés dans ces sols basaltiques mais montre également que cette contribution reste faible et peut donc être négligée dans la majorité des cas
This work focuses on the study of U-series disequilibria to constrain the timescale of formation and evolution of weathering profiles. Following previous studies, this work carries on with the development of geochemical tools to precise processes occurring within weathering profiles and to constrain their timescales. This information is a key parameter to understand geochemical transfer processes within surface layers. Analytical work enhances the measurement of radium concentrations and the measurement of thorium isotopic ratios up to one million by thermo-ionization mass spectrometry. New isotopic dilution techniques were set up to measure U-Th-Ra disequilibria within small amounts of samples. To date weathering profiles, a computing code was developed to inverse U-series data in soils. We studied three sites under tropical climate during this work: a lateritic profile in central Amazonia, a weathering rind developed on a basaltic clast in Costa Rica and a succession of soils developed on recent lava flows in Mount Cameroon. The results give weathering rates about 10m/Ma in Amazonia and lower rates, about 0,5m/Ma, in Costa Rica. This difference is related to different hydrodynamic characteristics between lateritic profile and weathering rind. This result suggests that hydrodynamic characteristics play a key role in controlling weathering rates. The study of this weathering rind suggests that this kind of materials can be used to record past weathering process characteristics. The study of the impact of dried deposits in Mount Cameroon suggests that these dust inputs can influence U-series disequilibria in basaltic soils. Nevertheless, that influence is quite limited and can be neglected in most cases

Ce travail est une analyse des conséquences de la présence de roches altérées, les altérites, sur les instabilités littorales du Labourd (Pays Basque). Le contexte environnemental des mouvements de terrain qui mobilisent ces matériaux méconnus est étudié afin de mieux appréhender les processus de rupture. Pour cela, d’une part, les altérites sont caractérisées d’un point de vue géologique ; d’autre part, les propriétés géotechniques et les circulations hydrogéologiques sont déterminées. Ces études permettent de mettre en évidence les différents facteurs prédisposant et déclenchant les instabilités, validés par modélisation numérique. La connaissance des processus ainsi améliorée, un outil d’estimation de l’aléa dans les altérites est proposé
This work is an analysis of the consequences of the presence of weathered rocks, called alterites, on the coastal landslides of the Labourd (Basque country). The environmental context (geological, hydrogeological and morphological) of the landslides is studied to a better understanding of the failure processes. These studies allow to highlight the main triggering factors of the landslides, which are validated by numerical modelling. The knowledge of the processes so improved, a tool to estimate landslide hazards in the alterites is proposed

Le Sud du Brésil est une région où l'agriculture est très intensive et la pression sur les sols est beaucoup plus importante que dans la région amazonienne. Ainsi, il est important d'étudier les processus d'altération des roches qui constituent des étapes clés du développement des sols et de leurs fonctions environnementales.Dans ce contexte, ce travail vise à : (i) caractériser la morphologie, les propriétés physiques et chimiques de profils d'altération développés en l'absence ou avec une intervention humaine minimale : (ii) établir les évolutions géochimiques et minéralogiques des sols dans un environnement subtropical ; et (iii) évaluer l'impact des actions anthropiques sur la minéralogie des horizons de surface. Cette étude concerne des sols du Rio Grande do Sul dont le climat subtropical (T ~17°C et P ~1800 mm/an) favorise l'accumulation de matière organique ainsi que la formation de minéraux argileux 2:1 en faible proportion. Les indices d'altération (Weathering Intensity Scale – WIS, Chemical Index of Alteration - CIA) permettent de classer les profils selon leur degré d'altération et de leur composition minéralogique différente (smectite, smectite + kaolinite, kaolinite). Dans la dernière partie les résultats montrent qu'après 12 ans de culture des sols avec un système intégré culture-élevage les surfaces non pâturées présentent une proportion moins importante de minéraux 2:1. Les surfaces sous pâturage intensif et modéré présentent une aluminisation plus élevée de la couche interfoliaire des minéraux 2:1. La fixation d'une partie de l'aluminium dans la phase solide du sol, ce qui pourrait le rendre moins disponible pour les plantes et diminuer sa phytotoxicité
Southern Brazil is a region with a very intensive agriculture and the pressure on soil is considerably more intense than in the Amazonian region. Thus, it is necessary to study weathering processes as they control soil development and their environmental functions.In this context, this work aims to: (i) characterize the morphological, physical and chemical properties of weathering profiles developed in the absence, or with minimal human action; (ii) establish the geochemical and mineralogical evolution of soils in a subtropical environment; and (iii) assess the impact of anthropogenic actions on on the mineralogy of surface horizons. This study concerns soils of Rio Grande do Sul where the subtropical climate (T ~17°C and P ~1800mm/yr) favored the accumulation of organic matter and occurrence of 2:1 clay minerals in low proportion. The weathering indices (Weathering Intensity Scale - WIS and Chemical Index of Alteration - CIA) make it possible to classify the profiles according to their weathering intensity and their different mineralogical compositions (smectite, smectite + kaolinite, kaolinite).In the last chapter, the results show that after 12 years of cultivation under an integrated soybean–beef cattle production system, the ungrazed areas presented lower proportion of 2:1 minerals. The areas under intensive grazing and moderate grazing presented higher aluminization of the interlayer of 2:1 minerals. The higher aluminization under intensive and moderate grazing managements may be a drain of aluminum in the soil solid phase and possibly making it less available to plants and decreasing its phytotoxicity
O sul do Brasil é uma região com uma agricultura muito intensa e com grande pressão de uso do solo, consideravelmente mais intenso do que na região da Amazônia. Assim, é necessário desenvolver estudos que relacionem o desenvolvimento do solo com seu respectivo material de origem, detalhando as transformações na zona de transição solo-rocha e suas implicações para as atividades ambientais e humanas. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo: (i) caracterizar os aspectos mineralógicos, pedoquimicos e geoquimicos dos perfis de alteração desenvolvidos na ausência ou mínima ação humana; (ii) caracterizar qualitativa e semi-quantitativamente os minerais primários e os minerais pedogênicos em solos inseridos em regiões ecossistêmicas importantes do Rio Grande do Sul; e (iii) avaliar o impacto de diferentes intensidades de pastejo na mineralogia de um Latossolo, sob sistema de produção integrada soja-bovinos de corte no sul do Brasil. Este estudo foi realizado em solos do Rio Grande do Sul, onde o clima subtropical (temperatura média anual ~ 17°C, precipitação anual média de 1800mm/ano) favorece o acúmulo de matéria orgânica ea ocorrência de argilominerais 2:1.Os índices de intemperismo (Weathering Intensity Scale - WIS e Chemical Index of Alteration - CIA), considerando a composição mineralógica dos perfis de alteração, indicaram a seguinte sequência crescente do grau de intemperismo: esmectita < caulinita - esmectita < caulinita. O estudo mostrou diferenças importantes nos solos, mesmo entre aqueles formados a partir do mesmo material de origem, devido às diferenças climáticas e de relevo. Por fim, após 12 anos sob um sistema integrado de produção de soja-bovinos de corte, as áreas não pastejadas apresentaram menor intensidade para os argilominerais 2:1. Por outro lado, as áreas sob pastejo intensivo e pastejo moderado apresentaram comportamento semelhante, devido à maior aluminização da entrecamada dos argilominerais 2:1. A maior aluminização sob pastejo intensivo e moderado pode ser um dreno de alumínio na fase sólida do solo, tornando-o menos disponível para as plantas e diminuindo sua fitotoxicidade

Ce travail, consacre a la validation du magnetisme des roches et du paleomagnetisme comme traceurs des processus d'alteration meteorique, presente l'etude conjointe de plusieurs systemes d'alteration naturels caracterises par des analyses petrologiques et geochimiques poussees et des proprietes magnetiques de goethites de synthese substituees en al et ga, mineraux majeurs de ces environnements. On montre que cette demarche permet de rendre compte des evolutions mineralogiques et cristallochimiques majeures des mineraux porteurs du fer lors de l'alteration et de la pedogenese. Dans le cas de l'alteration recente d'un basalte du moyen-atlas marocain, l'evolution de la mineralogie magnetique est expliquee par la dissolution selective de titanomaghemites heritees. L'anisotropie de susceptibilite magnetique (asm) montre que les fortes valeurs de changement volumetriques calculees a partir des bilans geochimiques isoelements sont irrealistes. La datation paleomagnetique de la roche mere permet d'estimer la duree de l'alteration meteorique a moins de 780000 ans. Dans le cas d'une sequence lateritique du cameroun, la mineralogie magnetique est dominee par les mineraux neoformes et differencie les alterites des cuirasses ferrugineuses qui les surmontent. L'asm met en evidence une perte progressive des structures de la roche mere jusque dans les cuirasses nodulaires. L'etude de la mineralogie magnetique des systemes lateritiques polygeniques du burkina-faso permettra de valider le paleomagnetisme comme outil de tracage des remaniements morphoclimatiques recents des systemes anciens

L'enregistrement géologique de Mars a préservé des minéraux indicateurs d'une altération par l'eau liquide active durant plusieurs centaines de millions d'années après la formation de la planète. La reconstitution de ces processus anciens est un enjeu majeur de la planétologie, l'évolution de la Terre primitive étant inaccessible aujourd'hui en raison du renouvellement de la croûte terrestre par la tectonique des plaques, le volcanisme et l'érosion. Cette thèse apporte plusieurs contributions à la compréhension des processus d'altération sur Mars primitive à travers des expériences d'altération sous dioxyde de carbone et l'analyse de données orbitales de spectrométrie visible et proche-infrarouge. Les résultats conduisent à un modèle de formation des sulfates martiens par l'altération combinée de silicates et de sulfures de fer, qui se révèle cohérent avec l'extension spatiale et temporelle limitée des sulfates. De manière concordante, l'étude des minéraux secondaires de la dépression d'Ismenius Cavus illustre que l'altération acide à l'origine des sulfates n'a pas concerné l'ensemble de la planète. Une seconde étude orbitale focalisée sur le plateau de Nili Fossae démontre qu'au moins une partie des argiles martiennes résulte de l'altération météorique. Cette conclusion est appuyée par une expérience d'altération de l'olivine en conditions martiennes simulées confirmant que les minéraux observés dans Nili Fossae et d'autres régions martiennes sont compatibles avec une altération sous une atmosphère de dioxyde de carbone plus dense qu'aujourd'hui, assurant la stabilité de l'eau liquide à la surface de la planète.

Depuis quinze ans, de multiples instruments de mesure ont été envoyés vers Mars et explorent aujourd'hui sa surface ou y sont en orbite. Les données, renvoyées par ces sondes ont fourni une grande quantité d'informations quant aux conditions régnant aujourd'hui sur Mars, mais aussi sur la géologie des terrains et sur la minéralogie associée. Les minéraux découverts sur Mars se sont formés dans des conditions tout à fait différentes de celles qui y règnent aujourd'hui.Une approche associant modélisations numériques et expériences est proposée pour permettre d'identifier l'influence de divers processus comme le rayonnement UVC, la température et la pression partielle de CO2 ou de SO2. Des expériences en boîte à gants sont réalisées à des pressions partielles de CO2 de 10-6 bar, 10-3 bar et 10-2 bar, en présence ou non de rayonnement UVC. Conjointement à ces expériences, des expériences en capsules en or sont menées pour des températures de 20°C et 50°C avec des pressions partielles de CO2 d'environ 10-3 bar, 10-2 bar et 1 bar ainsi qu'avec une pression partielle de SO2 d'environ 1 bar. Les résultats ont montré qu'il était possible de reproduire expérimentalement et par les codes de calculs, la minéralogie supposée résultant de l'altération d'un verre basaltique de composition proche de roches martiennes. L'observation de carbonates de calcium dans les expériences réalisées à des pressions partielles de CO2 supérieures à 10-3 bar est en accord avec la prédiction de ces mêmes minéraux par des simulations numériques réalisées avec le logiciel DISSOL. Néanmoins, l'abondance de ces carbonates dans les deux types de modélisations, ainsi que leur composition à dominance calcique, contrastent avec les observations des rares minéraux carbonatés magnésiens à la surface de Mars. Ce contraste pose les questions concernant la composition de l'atmosphère, la composition initiale du verre et la préservation des carbonates après leur précipitation. Bien que des argiles n'aient pas été observées dans les expériences à cause d'un taux de dissolution du verre trop faible, des montmorillonites ferrifères et magnésiennes sont prédites dans les simulations numériques quelle que soit la pression partielle de CO2. De la beidellite sodique est également prédite dans le cas où les conditions atmosphériques martiennes seraient réductrices quelle que soit la pression partielle de CO2. Contrairement aux observations de la surface de Mars, aucune nontronite ne précipite. Les sulfates sont absents des paragenèses minérales obtenues lors des expériences avec une atmosphère à CO2. Dans les modélisations, aucun minéral sulfaté n'est néoformé pour les pressions partielles de CO2 imposées (> 10-6 bar) et la teneur en soufre du verre expérimental de synthèse. Toutefois, la précipitation de gypse peut être observée dans les simulations si la teneur en soufre est 100 fois supérieure à celle du verre utilisé pour ce travail. L'absence de sulfates magnésiens, de même que de carbonates magnésiens suggère que la composition chimique choisie pour le verre soumis à l'altération ne correspond pas totalement celle de la roche qui a pu donner les différents assemblages minéralogiques observés à la surface de Mars. En revanche, des sulfates de calcium et, des sulfates de fer et d'aluminium sont observés pour des expériences en capsules avec une atmosphère à SO2. Le rôle des atmosphères est essentiel quant à l'abondance des minéraux carbonatés et des minéraux sulfatés. Les expériences montrent que les radiations UVC accélèrent la dissolution du verre et favorise l'oxydation partielle du soufre du verre en pyrite
Process of deterioration on the primitive surface of Mars: experimental and digital simulations and mineralogical implications

L'objectif de cette thèse est d'arriver à mieux contraindre les paramètres qui contrôlent les processus d'altération à l'échelle d'un petit bassin versant, en se focalisant plus précisément sur le rôle de l'hydrologie. Pour ce faire, les variations temporelles et spatiales des signatures chimiques et isotopiques (U, Sr) des eaux du bassin versant du Ringelbach (Vosges, France) sont étudiées. Plusieurs sources de ce bassin versant, essentiellement composé d'un granite plus ou moins fracturé, ont été échantillonnées mensuellement sur une période de deux ans, le long d'un profil altitudinal. Ce bassin versant présente également l'avantage d'être équipé de trois forages profonds (allant jusqu'à 150 mètres de profondeur) qui ont permis de prélever à la fois les roches et les eaux profondes. Sur la base de l'interprétation géochimique des eaux, la connectivité des différents compartiments hydrologiques a été évaluée et un schéma de fonctionnement hydrogéochimique est proposé s'appuyant sur une bonne connaissance du contexte géologique. Enfin, un taux d'altération et un flux d'eau sont estimés à partir d'une modélisation de l'évolution du rapport isotopique de l'uranium (234U/238U) le long d'un trajet d'eau. L'originalité de cette étude est également de coupler cette approche de traçage géochimique avec une approche modélisatrice en utilisant le logiciel KIRMAT (Kinetic Reactions and Mass transport) qui intègre les équations des réactions géochimiques (dissolution/précipitation) et les équations de transport (1D). Il est ainsi possible de simuler le transport réactif d'une eau traversant la roche le long d'un certain trajet d'eau. Cette modélisation s'appuie sur la caractérisation minéralogique, des propriétés physiques des échantillons de roches prélevés le long des forages et sur les interprétations géochimiques des eaux. Ainsi, la modélisation de la composition chimique des eaux de sources et des eaux de forages a permis d'affiner la compréhension des processus d'altération, notamment le rôle des phases secondaires précipitées. Celle-ci permet également une meilleure compréhension des phénomènes de couplage entre les différents paramètres qui contrôlent la signature chimique des eaux à l'échelle du bassin versant.

Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la biodégradation dans les réservoirs pétroliers par l’étude moléculaire et isotopique du soufre de trois séries naturelles de pétrole et de carottes, provenant de l’Alberta (Canada), du bassin de Potiguar (Brésil) et de la vallée de San Joaquin (Californie, USA). L’étude moléculaire des échantillons a permis de leur attribuer un niveau de biodégradation sur l’échelle de Peters et Moldowan (1993) et a également mis en évidence des variations dans les degrés de maturité atteints et l’origine de la matière organique des échantillons, au sein de chaque série. Les corrélations entre les échantillons ainsi que l’identification de leurs roches-mères se sont révélées, par contre, complexes, du fait de l’altération des biomarqueurs. L’étude isotopique du soufre des pétroles étudiés a montré que le 34S constitue un outil de corrélation adapté. En effet, celui-ci ne semble pas affecté par la biodégradation des composés organo-soufrés. Cependant, dans les réservoirs susceptibles de contenir de l’H2S, notamment formé par la réduction bactérienne des sulfates, des réactions secondaires de sulfuration et d’échange de soufre pourraient se produire au cours de la biodégradation, et entraîner des variations de 34S du pétrole. A cet égard, des expériences de simulation au laboratoire ont mis en évidence que de telles réactions pouvaient effectivement se produire dans les conditions des réservoirs biodégradés. Enfin, des essais de couplage irm-GC/MS ont été réalisés pour mesurer la composition isotopique du soufre de composés individuels et ainsi approfondir l’étude des processus de sulfuration et d’échange de soufre
In the present study, the biodegradation of petroleum in reservoirs has been investigated by the molecular and isotopic study of three series of petroleum and core extracts, coming from Alberta (Canada), from the Potiguar Basin (Brazil) and from the San Joaquim Valley (California, USA). The molecular study allowed us to rank them according to the biodegradation scale of Peters and Moldowan (1993). This study also showed variations in the level of maturity reached by the samples and in the origin of the organic matter, within each series. However, correlations between oil samples as well as the identification of their source rocks appeared difficult to establish, due to the biodegradation of biomarkers. The sulfur isotopic study of oil samples showed that the 34S constitutes a good correlation tool because it does not seem to be affected by the biodegradation of sulfur organic compounds. However, this work suggested that secondary reactions of sulfur exchange and/or incorporation could happen with increasing biodegradation, and lead to variations in the sulfur isotopic composition of oil, in reservoirs containing H2S, generated notably by bacterial sulphate reduction. This was further corroborated by laboratory experiments of simulation. Finally, tests for the development of irm-GC/MS to measure the sulfur isotopic composition of individual compounds were performed in order to progress in the study of the sulfurization processes of organic matter