Soutenance mémoire
La région d’étude se trouve dans la partie sud du massif montagneux des Aurès qui est le prolongement oriental des chaînes de l’Atlas Saharien. Au nord de la région se trouve le grand djebel d’El Azereg (Côte 1937m) étiré en direction Nord-Est. Au sud-est, ce massif est limité par des escarpements raides confinant la cuvette de Rhassira ayant un relief présentant l’aspect d’un véritable « bed land », recoupée par le canyon de Rhoufi dont les bords verticaux atteignent une hauteur de 100m. Le principal cours d’eau de la région est l’oued Rhassira qui présente un tronçon de l’Oued El Abiod qui devient un torrent impétueux après les pluies hivernales et taris par endroits en été. Le secteur d’étude Rhoufi est situé à 57 Km au Nord-Est du chef lieu de la wilaya de Biskra et à 31 Km au Sud –Ouest de la commune d’Arris (W. Batna) (Fig : 01) L’indice d’argile de Rhoufi est devisé en 03 sous secteurs (central (I), Est (II), et l’extension Est) dont le plus perspectif (secteur I) qui se trouve à 1 km au Nord du village de Rhoufi est représenté par une couche gris –verdâtre encaissée dans les formations marnocalcaires de la partie médiane du Lutétien moyen. Sa disposition est subhorizontale avec un pendage de direction Nord-Ouest (N-W).
CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL
La lithostratigraphie
Dans la région d’étude, seules des formations sédimentaires, datant du Trias au Quaternaire, sont connues et sont marines, lagunaires ou continentales (Fig. 02). Ces formations ont été largement étudiées par Laffitte (1939) et Guiraud (1973) ; de ce fait, nous ne donnerons dans ce qui suit, qu’une synthèse de ces travaux, nous permettant d’identifier et de préciser le contexte lithostratigraphique régional de la région étudiée qui est celui du Massif de l’Aurès.
Le Trias
Les dépôts triasiques sont les plus anciens reconnus dans la région d’étude et se rencontrent en position stratigraphique anormale. Ils se présentent sous forme de pointements, souvent, à extensions très limitées, représentés par du sel gemme, des argiles violettes ou rouges et des lambeaux de marnes violacées associées à du gypse fibreux et à des blocs de cargneules .
Le Jurassique
Les terrains jurassiques, les plus anciens visibles en situation normale dans la région, constituent, entre les vallées de l’Oued Abdi et de l’Oued Abiod, le cœur de l’anticlinal du djebel El Azereg. Ils forment une boutonnière d’environ 20 à 25km de longueur dans laquelle, on peut reconnaître du centre vers la périphérie : le Kimméridgien, le Portlandien et le Berriasien.
Le Jurassique inférieur
Les affleurements du jurassique inférieur sont inconnus en situation normale dans la région ; cependant Laffitte (1939) a signalé deux petits lambeaux de schistes fossilifères, emballés dans les marnes à gypse triasiques des environs de Menaâ qu’il attribue selon leur contenu fossilifère au Toarcien.
Le Jurassique supérieur
Le jurassique supérieur est représenté par :
– Le Kimméridgien
Il s’agit des plus anciens terrains reconnus en position stratigraphique normale dans les Aurès et forment le cœur de djebel El Azreg. Ils sont représentés par des marnes localement à bancs de calcaires marneux.
– Le Portlandien et le Berriasien
Ces deux étages se présentent sous deux faciès bien distincts formant entre eux un passage latéral progressif avec un faciès calcaro-marneux au NW et un faciès dolomitique au SW du massif de l’Aurès.
Le Crétacé
Le crétacé est très développé dans toute la région d’étude dont on peut voir une coupe continue du Berriasien au Danien ; il est concordant avec le Jurassique et en partie avec le Nummulitique. Deux séries s’individualisent dans les formations crétacées : une série gréseuse basale du Crétacé inférieur et une série marno calcaire sommitale du Crétacé supérieur.
Le Crétacé inférieur
– Le Valanginien
Le Valanginien est formé à sa base par des assises marneuses présentant, fréquemment, un niveau pyriteux assez riche en fossiles caractéristique du Valanginien inférieur. Dans sa partie médiane s’intercalent des calcaires à Ostracées et des grés, alors que dans son sommet, on trouve tantôt des grés tantôt des calcaires pisolithiques.
– L’Hauterivien
Dans la région d’étude, les formations hauteriviennes dessinent une auréole régulière au centre de l’anticlinal de Dj. El Azereg où elles forment autour des dépressions occupées par les marnes valanginiennes des escarpements calcaires ou gréseux.
– Le Barrémien
Il est essentiellement, représenté par un faciès quartzeux, surtout dans la partie septentrionale et centrale, où ce faciès est très développé ; vers le SW, à ce faciès quartzeux s’intercalent des marnes rouges ou violacées, des bancs de grés sableux ou gypseux ; par contre au NE, il devient complètement calcareux.
– L’Aptien
L’Aptien affleure dans tous les grands anticlinaux du Massif de l’Aurès (Dj. El Azereg, Dj. Boughezal, Dj. Ichmoul, Dj. Chelia). Sa partie inférieure est représentée par des marnes à Echinides, Ostracées, Brachiopodes et de rares Ammonites, tandis que sa partie supérieure, riche en Rudistes et Orbitolines, est représentée par des calcaires massifs, des calcaires à intercalations marneuses, de grès et des marnes gréseuses.
– L’Albien
Il couronne régulièrement les assises du Crétacé inférieur et se présente, souvent, sous forme d’un faciès gréseux grossier, facile à distinguer des grès des étages inférieurs qui sont fins. Latéralement, ces grès passent à des alternances de marnes et de quartzites vers le NE et à des couches marneuses bariolées et des grès rouges vers le SW de la région. Dans sa partie sommitale, des calcaires remplacent progressivement les grés et deviennent dominants dans la série.
Le Paléogène
Il comprend tous les terrains compris entre le Danien et le miocène inférieur et se présente sous formes de deux séries :
– Une série marine à la base.
– Une série continentale au sommet.
La série marine du Paléogène (Eocène inférieur et moyen)
Au Danien marin se succèdent, en concordance, des couches marines, marno calcaire dans lesquelles, localement s’intercalent des couches lacustres ou lagunaires. La plupart des niveaux carbonatés sont fossilifères et sont à Gastéropodes, Lamellibranches et Méliolidés.
La série continentale du Paléogène, (Eocène supérieur et Oligocène)
Le Paléogène continental se rencontre, selon Laffitte (1939) dans deux situations différentes :
– Dans les synclinaux recouvrant en concordance le Lutétien et supportant parfois en concordance le Burdigalien.
– En discordance sur tous les termes des séries plus anciennes. La série est constituée, essentiellement, de faciès continentaux représentés par une sous unité marno-grèseuse basale et par une sous-unité sommitale formée de poudingues à ciment calcaire ou gréseux et à Gastéropodes.
Le Néogène
Dans la région d’étude, les terrains néogènes occupent une grande superficie. Les principaux affleurements se localisent en bordures des bassins. Dans les centres de ces bassins, les dépôts néogènes sont enfoncés sous d’épaisses formations récentes du Quaternaire qui viennent les couvrir en discordance. La série du Néogène, bien développée en affleurement, notamment, en bordures septentrionales des bassins aurésiens, repose souvent en discordance sur tous les terrains antérieurs. Lorsqu’elle est complète, elle comporte plusieurs ensembles litho stratigraphiques découpés en formations ; cependant, malgré les différentes subdivisions existantes, la plupart des auteurs s’accordent à donner à cette série néogène, la superposition suivante : A la base des argiles vertes ou brunes et des calcaires aquitano-burdigaliens ; des argiles, souvent, brunes à intercalations de bancs gypseux langho-serravaliens ; des argiles rouges gypseuses tortoniennes ; des grès ou sables bruns-rouges messéniens ; Au sommet, des poudingues rouges pliocènes ;
Cette superposition correspond, d’après Chebbah (2007) au schéma très simplifié des grands ensembles qui présentent sur le terrain d’importantes variations latérales et verticales de faciès. Aussi, si la série est divisée en un néogène marin à la base et un néogène continental au sommet ; les limites restent sujettes à discussions, car les récents travaux de Chebbah (2007) montrent, du moins pour la région de Biskra, l’existence de dépôts marins du miocène supérieur ou même du pliocène.
Le Quaternaire
Les terrains quaternaires sont largement répondus à la périphérie du massif de l’Aurès où ils forment de larges nappes alluviales, souvent, d’épaisseur considérable; par contre à son centre, ils sont rares et ne sont représentés que par des éboulis et des terrasses alluviales. Localement, se manifestent des dunes plus récentes (SW Biskra) ou encore des travertins au voisinage des sources (Bni Farh).
|
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE CADRE GEOLOGIQUE
CHAPITRE I : CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL
I.1. La lithostratigraphie
I.1.1. Le Trias
I.1.2. Le Jurassique
I.1.2.1. Le Jurassique inférieur
I.1.3. Le Crétacé
I.1.3.1. Le Crétacé inférieur
I.1.3.2.Le Crétacé supérieur
I.1.4.Le Paléogène
I.1.4.1. La série marine du Paléogène (Eocène inférieur et moyen)
I.1.4.2. La série continentale du Paléogène, (Eocène supérieur et Oligocène)
I.1.5. Le Néogène
I.1.6.Le Quaternaire
I.2. La tectonique
I.2.1. Les plissements
I.2.2. Les cassures
I.2.3. Les pointements triasiques
I.2.4.L’accident Sud Atlasique
I.3. Reconstitution de l’histoire du massif de l’Aurès
CHAPITRE II : CADRE GEOLOGIQUE LOCAL
II.1. La lithostratigraphie
II.1.1. Le Paléogène
II.1.1.1. L’Eocène
II.1.1.2. L’Oligocène
II.1.1.3.Le Néogène
II.1.1.4. Le Quaternaire
II.2. Tectonique
II.3. Paléogéographie du secteur d’étude
II.4. Conclusion
II.5. Morphologie de la couche d’argile
II.6. Caractéristique du milieu de sédimentation
DEUXIEME PARTIE GENERALITES SUR LES MINERAUX ARGILEUX
CHAPITRE I : DEFINITIONS, STRUCTURES ET CLASSIFICATION
I.1. Définitions
I.2. Aperçu sur les silicates
I.2.1. Silicates à tétraèdres isolés ou Nésosilicates
I.2.2. Silicates à 2 tétraèdres liés entre eux ou Sorosilicates
I.2.3. Silicates à tétraèdres en chaînes fermées ou Cyclosilicates
I.2.4. Silicates à tétraèdres en chaînes droites ou Inosilicates
I.2.5. Silicates à tétraèdres en édifices à trois dimensions, ou téctosilicates
I.2.6. Silicates à tétraèdres en feuillets, ou phyllosilicates
I.3. Formule générale des minéraux argileux
I.4. Critères de classification des minéraux argileux
I.5. Les différents types de minéraux argileux
I.6. Nomenclature des minéraux argileux
I.6.1. Les monophyllites
I.6.1.1. Les minéraux 1 :1 ou Te-Oc
I.6.1.2. Les minéraux 2 :1 ou Te – Oc-Te
I.6.1.3. Les minéraux 2 :1 :1 ou (Te – Oc – Te- Oc)
I.6.1.3.1. Les chlorites vraies
I.6.1.3.2. Les pseudo-chlorites ou chlorites gonflantes
I.6.2. Les polyphyllites
I.6.2.1. Les minéraux interstratifiés
I.6.2.1.1. Les minéraux à inter- stratification irrégulière
I.6.2.1.2. Les minéraux à inter- stratification régulière
I.6.3 Minéraux à pseudo- feuillets à faciès fibreux
I.6.3.1. Historique et définitions
I.6.3.2. Problème de nomenclature de la série des Palygorskites
I.6.3.3. Structure de la famille de la Palygorskite :(cas de l’attapulgite)
I.6.3.4. Formule chimique de l’attapulgite
I.6.3.5. Propriétés de l’attapulgite
I.6.3.5.1. Propriétés microscopiques
I.6.3.5.2. Capacité d’échange cationique
I.6.3.5.3. Pouvoir agglomérant
I.6.3.5.4. Pouvoir absorbant et adsorbant
CHAPITRE.II. GENESE DES MINERAUX ARGILEUX
II. GENESE DES MINERAUX ARGILEUX
II.1. L’héritage
II.2. La transformation
II.3. Néogenèse ou Néoformation
II.4. Mécanisme de formation des minéraux argileux
II.4.1. Processus de destruction et altération de la roche source
II.4.1.1. Les processus physiques
II.4.1.2. Les processus chimiques
II.4.1.2.1. Dissolution
II.4.1.2.2. Oxydation et réduction
II.4.1.2.3. Hydratation
II.4.1.2.4. Décarbonatation
II.4.1.2.5.Hydrolyse
II.4.1.2.6. Acidolyse
II.5. Les facteurs contrôlant l’altération des roches
II.5.1. Les facteurs internes
II.5.1.1. Résistance des minéraux à l’altération
II.5.1.2. La mobilité des ions
II.5.2. Les facteurs externes contrôlant l’hydrolyse
II.5.2.1. Les conditions climatiques
II.5.2.2. Influence de la tectonique
II.5.2.3. Le pH et la nature de la roche mère
II.5.2.4. La topographie
II.6. Quelques exemples de genèse des minéraux argileux
II.6.1. Les minéraux argileux de la famille de la kaolinite
II.6.2. Les minéraux argileux de la famille de la montmorillonite
II.6.3. Les minéraux argileux de la famille de l’illite
II.6.4. Les minéraux argileux de la famille du talc
II.6.5. Les minéraux argileux de la famille des saponites
II.6.6. Les minéraux argileux de la famille des vermiculites
II.6.7. Les minéraux de la famille de la sépiolite et l’attapulgite
TROISIEME PARTIE METHODOLOGIE D’ ETUDE, RESULTATS ET DISCUSSIONS
CHAPITRE I :METHODODOLOGIE DU TRAVAIL
I.1.Echantillonnage et préparation des échantillons
I.1.1.Echantillonnage
I.1.2. préparation des échantillons
I.1.2.1. les étapes de préparation des échantillons
I.2.Analyse granulométrique et séparation de la fraction argileuse fine
CHAPITRE II :ETUDE MINERALOGIQUE
II.1. Etude par diffraction des rayons X
II.1.1.Objectif
II.1.2. Principe
II.1.3. Préparation des échantillons
II.1.4. Résultats et discussions
CHAPITRE III : ETUDE GEOCHIMIQUE
III.1.Etude par fluorescence aux rayons X (FRX)
III.1.1. Objectif
III.1.2 Principe
III.1.3. Résultats et discussions
III.2.Essai de purification de la fraction argileuse (attapulgite de Rhoufi)
III.2.1. Méthodes de traitement
III.2.1.1.Traitement mécanique ou par densité
III.2.1.2.Méthode de traitement chimique
IIII.2.1.3.Résultas obtenus
IIII.2.2.Méthodes de traitement suggérées
IIII.2.2.1.L’utilisation des résines échangeuses des cations (AmberliteIRC-50H)
IIII.2.2.2.Evaluation des résultats de cette méthode
CONCLUSION GENERALE
