DISTRIBUTION DE LA MATIÈRE ORGANIQUE DANS LES ÉLÉMENTS TRIES DE PHOSPHATE CONSÉQUENCES SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ÉLÉMENTS TRACES DANS LES PHOSPHATES DU BASSIN DE GAFSA-MÉTLAOUI Nadia Khamli
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Nadia Khamli. DISTRIBUTION DE LA MATIÈRE ORGANIQUE DANS LES ÉLÉMENTS TRIES DE PHOSPHATE CONSÉQUENCES SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ÉLÉMENTS TRACES DANS LES PHOSPHATES DU BASSIN DE GAFSA-MÉTLAOUI. Géochimie. Université de Tunis El Manar (Tunisie), 1988. Français. tel-02564600
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Présentée A L’UNIVERSITE DE TUNIS – FACULTE DES SCIENCES
Pour l’obtention du
DIPLÔME DE DOCTORAT DE SPECIALITE
OPTION "GEOCHIMIE ORGANIQUE"
Par Nadia KHAMLI
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS LES ELEMENTS TRIES DE PHOSPHATE
CONSEQUENCES SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMENTS TRACES DANS LES PHOSPHATES DE GAFSA-METLAOUI
Soutenue le 12 Juillet 1988, devant la commission d’examen :
MM. T. GALLALI ……………Professeur FS Tunis……………….Président H. BELAYOUNI………..Professeur FS Tunis …………..….Directeur de Thèse S. SASSI………………….Professeur FS Tunis……………….Examinateur A. M’HIRI……………….Professeur INRA Tunis……………Examinateur E.H. CHELLAÏ………...Professeur UCA Marrakech……….Examinateur H. NEFFATI……………Ingénieur en Chef CPG ……………Invité
AAvvaanntt--pprrooppooss
Ce travail constitue le premier jalon de collaboration scientifique en particulier géologique entre la Faculté des Sciences de Marrakech (Maroc) et la Faculté des Sciences de Tunis (Tunisie). A son aboutissement, il est une tâche très agréable celle de rendre hommage à ceux qui ont contribué à sa réalisation.
Que Monsieur H. Belayouni, Maître de conférences à la Faculté des Sciences de Tunis, veuille bien trouver ici l'expression de ma profonde gratitude. Ce travail a été entièrement réalisé sous sa vigilante direction. Durant tout mon séjour dans son laboratoire, son appui efficace, son soutien moral, sa permanente disponibilité et sa patience sans limite m'ont grandement facilité la tâche. Qu'il soit rassuré de ma sincère reconnaissance.
C'est avec respect que je remercie Monsieur T. Gallali, Professeur à la Faculté des Sciences de Tunis qui me fait un grand honneur en acceptant de présider mon jury. Je ne saurais oublier l'aide dont j'ai bénéficié de sa part au cours de la réalisation d'une partie de ce mémoire.
Monsieur S. Sassi, Professeur à la Faculté des Sciences de Tunis était toujours présent pour résoudre mes nombreux problèmes tant d'ordre techniques que scientifiques. Sa présence dans le jury m'honore grandement et est pour moi un véritable signe d'encouragement. Qu'il trouve ici l'expression de ma profonde gratitude et je lui dis tout simplement "Merci Si Sassi".
Monsieur E.H. Chellaï, Maître-assistant à la Faculté des sciences de Marrakech a suivi avec attention et intérêt la Réalisation de travail. Ses conseils et ses encouragements, pendant ses brefs passages en Tunisie, m'ont été un véritable support moral. Je suis particulièrement émue qu'il ait pu effectuer le déplacement pour faire partie de mon jury malgré ses multiples préoccupations. Qu'il en soit vivement remercié.
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C'est à la fois un honneur et un plaisir pour moi de voir siéger dans le jury Monsieur, A. M'Hiri, Professeur à l'Institut National d'Agronomie de Tunis. Je ne saurais oublier son aide dont j'ai bénéficié pour analyser mes échantillons dans son laboratoire et je profite de l'occasion pour le remercier très sincèrement.
Il m'est agréable d'adresser mes vifs remerciements à Monsieur H. Neffati, Ingénieur en Chef à la Compagnie de Phosphate de Gafsa pour son aide et pour avoir accepté de juger ce travail.
Madame A. Béji-Sassi, Maître-assistant à la Faculté des Sciences de Tunis, m'a toujours aidé sur les plans matériel, moral et scientifique. Sa documentation concernant les phosphates a été toujours à ma disposition sans limite aucune, nos discussions ont fructifié mes connaissances sur les phosphates de Tunisie. Merci beaucoup Madame Sassi.
Monsieur S. Tlig, Maître de Conférences à la Faculté des Sciences de Tunis, était toujours présent pour me soutenir durant les périodes surtout difficiles traversés au cours de la réalisation de ce travail. Je lui dis simplement Merci.
Je remercie Messieurs F. Chaâbani et A. Zaier, Maîtres -assistants à la Faculté des Sciences de Tunis, pour la riche bibliographie dont ils m'ont fait bénéficier, ainsi que Monsieur A. Mammou, Maître-assistant à la Faculté des Sciences de Tunis pour m'avoir aidé à traiter mes résultats sur l'ordinateur.
Il m'est agréable d'adresser mes vifs remerciements à mes enseignants qui m'ont aidé et soutenue durant la réalisation de ce travail. Je cite particulièrement Messieurs M. Feki et A. M'Rabet, Professeurs à la Faculté des Sciences de Tunis et Madame S. Razqallah, Maître de Conférences à la Faculté des Sciences de Tunis.
Je remercie également Messieurs B. Najar, Maître de Conférences à la Faculté de Médecine de Tunis, S. Bouhlel et Ch. Ben Hamza, Maîtres-assistants à la Faculté 2
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES des Sciences de Tunis, pour leurs aides et leur sympathie.
Je ne saurais sous estimer la collaboration de tout le personnel du Département de Géologie. C'est avec sincérité que je remercie Naceur qui a analysé mes nombreux échantillons avec une célérité parfois étonnante, Najiba, Najet, Souad, Samia, Hatem, Taoufiq, Am.Salah, Saâdallaoui, Abdeslem, Mongi et Chadly, m'ont tous aidé et encouragé. Qu’ils en soient très vivement remerciés.
Je remercie également mes compagnon de route Chokri, Mourad, Lassâad, Moncef, Hédi, Rachida, Imen, Narjess, Mohamed Ali, Rabah, Rachad, Salah, Nadia, Zohra, Kamal, Mohamed et les autres. Leurs collaboration seule a rendu possible la naissance de ce mémoire. Qu'ils soient amicalement remerciés.
Mes amis marocains, Içam, Meriama, Amani, Khadija, Amina B., Amina D., Samira A, Samira R, Hassan ont su créer autour de moi une atmosphère de sympathie dont le souvenir restera toujours vivant dans ma mémoire. Je leur dis très amicalement "Bonne chance pour le reste de votre parcours".
Que Madame Jery Directrice du Foyer Universitaire "Chawki" trouve ici l'expression de ma sincère reconnaissance pour m'avoir offert les meilleures conditions de travail.
Que les personnes qui ont collaboré à la réalisation de ce mémoire et que j'ai oublié de citer, se voient associés à ces remerciements.
Enfin, à mon père, à ma mère, à mes frères, à mes sœurs et aux miens qui m'ont toujours soutenu et sans eux ce travail ne verra pas le jour. Qu'ils trouvent dans ces lignes l'expression de ma reconnaissance et de ma gratitude.
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SOMMAIRE
INTRODUCTION ...... 1 INTRODUCTION ...... 2 Chapitre 1: ...... 8 MATERIEL D’ETUDE ET METHODOLOGIE...... 8 I- MATERIEL D'ETUDE ...... 9 I-1 Données lithologiques concernant la série phosphatée du bassin de Gafsa- Metlaoui...... 9 I-2 Description des sondages et choix des échantillons ...... 16 I-2-a Description lithologique des séries recoupées par les quatre sondages 16 I-2-b Choix et description des échantillons étudiés ...... 17 II- METHODOLOGIE ...... 24 II-1 Tri granulométriques des fractions phosphatées ...... 24 II-2 Extraction des composés humiques contenus dans les grains phosphatés (d'après Schnitzer et Khan, 1972) ...... 25 II-2-a Extraction des composés humiques ...... 25 II-2-b Séparation des acides fulviques et des acides humiques ...... 25 II-3 Dosage du carbone organique ...... 26 II-4 Préparation des échantillons pour le dosage des éléments majeurs et des éléments traces ...... 26 CHAPITRE 2: ...... 28 PRÉSENTATION DES RÉSULTATS ...... 28 I- RÉSULTATS DU TRI GRANULOMÉTRIQUE OPÉRÉ SUR LES DIFFÉRENTS ÉCHANTILLONS ...... 29 II- DISTRIBUTION DU CARBONE ORGANIQUE DANS LES ROCHES BRUTES ET DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES PHOSPHATEES ...... 40 III- DISTRIBUTION DES ÉLÉMENTS MAJEURS ET DES ÉLÉMENTS TRACES DANS LES ROCHES PHOSPHATÉES BRUTES; DANS LES DIFFÉRENTES FRACTIONS GRANULOMÉTRIQUES ET DANS LES ACIDES HUMIQUES...... 41 III-1 Distribution des éléments majeurs dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées...... 44 III-2 Distribution des éléments traces dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques...... 44 III-2-a Eléments traces liés à la fraction minérale phosphatée ...... 51 III-2-b Eléments en traces liés aux acides humiques ...... 52 4
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Chapitre 3: ...... 56 ANALYSES ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS ...... 56 I- RENSEIGNEMENTS DÉDUITS DE LA DISTRIBUTION DES DIFFÉRENTES FRACTIONS GRAULOMÉTRIQUES DANS LES DIVERS FACIÈS CONSTITUANT LA SÉRIE PHOSPHATÉE DU BASSIN DE GAFSA - METLAOUI ...... 57 I-1 RELATION: FREQUENCES DES GRAINS PHOSPHATES-FACIES LITHOLOGIQUE 57 I-2 FREQUENCES DES DIFFERENTES FRACTIONS DANS LES DIVERS ECHANTILLONS ...... 58 II- NATURE DE LA MATIÈRE ORGANIQUE ASSOCIÉE AUX ÉLÉMENTS DE PHOSPHATE TRIÉS 66 III- RENSEIGNEMENTS DÉDUITS DE LA DISTRIBUTION DU CARBONE ORGANIQUE DANS LES FRACTIONS PHOSPHATÉES TOTALES ET DANS LES FRACTIONS GRANULOMÉTRIQUES ...... 68
III-1 CORRELATION ENTRE CARBONE ORGANIQUE TOTAL ET P205 TOTAL...... 68 III-2 CORRELATION:CARBONE ORGANIQUE DES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES- TAILLE DES CLASSES GRANULOMETRIQUES ...... 70 III-3 Variation des teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales...... 75 III-3-a Variation des teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales en fonction des teneurs en P2O5 ...... 75 III-3-b Variation des teneurs en carbone organique de la fraction phosphatée totale en % du poids de l'échantillon ...... 77 i- Variation en fonction de la nature lithologique ...... 77 ii- Variation verticale le long des profils lithologiques ...... 79 iii- Variation des teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales au sein de la même couche...... 81 III-4 RELATION: CARBONE ORGANIQUE DES ROCHES BRUTES-CARBONE ORGANIQUE DES FRACTIONS PHOSPHATEES TOTALES ...... 82 IV- RENSEIGNEMENTS DEDUITS DE LA DISTRIBUTION DES ELEMENTS MAJEURS ET DES ELEMENTS TRACES DANS LES ROCHES BRUTES, DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES TRIEES ET DANS LES ACIDES HUMIQUES EXTRAITS DE CES FRACTIONS...... 84 IV-1 Répartition des éléments majeurs ...... 84 IV-1-a Répartition du Calcium ...... 84 IV-1-b Repartition du Magnesium ...... 88 IV-1-a Repartition du Sodium ...... 90 IV-2 FRACTIONNEMENT DES ELEMENTS TRACES ENTRE PHASE PHOSPHATEE ET PHASE NON PHOSPHATEE ...... 95
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IV-2-a Signification de la répartition du Strontium ...... 95 IV-2-b Signification de la répartition du Zinc ...... 106 IV-2-c Distribution du Chrome ...... 114 IV-2-d Distribution du Plomb ...... 122 IV-2-e Distribution du Cadmium ...... 130 Chapitre 4: SYNTHESE ET CONCLUSIONS ...... 139 CONCLUSIONS GÉNÉRALES ...... 140 I- Distribution des différentes fractions granulométriques des éléments phosphatés dans les faciès de la série phosphatée ...... 141 II- Nature et distribution de la matière organique dans les éléments phosphatés triés des différentes fractions granulométriques ...... 142 III- Distribution de certains éléments traces (Sr, Zn, Pb, Cr, Cd) dans les fractions granulométriques et dans les acides humiques qui leurs sont associés ...... 142 LISTE DES TABLEAUX ...... 147 LISTE DES FIGURES ...... 148 BIBLIOGRAPHIE ...... 154
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INTRODUCTION
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INTRODUCTION
Les phosphates sédimentaires sont la plus part du temps associés à une fraction organique plus ou moins importante variant de 0,5% à 9% (Belayouni, 1983; Rachidi, 1983; Powel et al.1975; Slansky, 1980) et pouvant atteindre des teneurs de l'ordre de 20% (Maughan, 1980). Ce lien étroit qui existe entre phase phosphatée et phase organique a depuis longtemps intéressé les spécialistes et a suscité un intérêt tout particulier dans la recherche d'indices pouvant éclairer les voies de la phosphatogenèse (Baturin et al., 1970, 1972; Baturin, 1971; Romankevitch et Baturin, 1973; Burnett, 1977, 1980, Burnett et Veeh,1977; Price et Calvert, 1978).
Au cours de ces dix dernières années, un progrès considérable a été réalisé dans l'étude des contenus organiques des phosphorites sédimentaires et l'on a pu ainsi aboutir à une connaissance globale de la nature et de la composition de la matière organique de ces phosphorites (Brongersma-Sanders1957 ; Mc Kelvey, 1967 ; Romankevitch et Baturin, 1972 ; Powell et al., 1975 ; Burnett, 1977 ; Nissenbaum,1979 ; Slansky,1980 ; Belayouni, 1983).
L'une des caractéristiques fondamentales qui semble caractériser cette matière organique est son caractère lipidique marqué qui lui confère une origine marine planctonique et son état d'évolution qui la situe au stade humique, un stade très précoce de la diagenèse (Huc, 1973 ; Huc et Durand, 1977).
Aussi paradoxalement que cela puisse paraitre, les phosphorites de par le monde et quel que soit leur âge, ont fossilisé une matière organique du type humique que l'on a l'habitude de trouver en grande abondance dans les sédiments récents, exclusivement, et jamais dans les sédiments anciens.
Ce caractère humique caractérise les phosphorites de diverses provenances tels que celles du bassin de Gafsa-Metlaoui de Tunisie (Belayouni et Trichet, 1983 ; Belayouni, 1983) ou celles provenant des bassins marocains (Benalioulhaj et al., 1987) ou celles provenant du bassin Néguev Palestine (Amit and Bein ,1982), ou encore celles
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES d'Australie (Sandstrom,1982).
Des études en cours montrent d'ores et déjà, que ce caractère se retrouve également dans d'autres phosphorites provenant de plusieurs autres parties du monde (Nord Caroline, USA; Egypte; Irak; Jordanie; Syrie, etc.).
L'intérêt que revêt ce résultat, réside dans les renseignements nouveaux qu'il apporte concernant d'une part, la nature physico-chimique de l'environnement phosphatogenèse et d'autre part la connaissance des mécanismes qui conduisent à la genèse des phosphorites.
Ainsi, il devient maintenant clair que la phosphatogenèse se déroule dans les interstices du sédiment au dessous de l'interface eau/sédiment dans un environnement anoxique, non réducteur (Burnett, 1974; Belayouni and Trichet, 1980 et 1983; Belayouni, 1983).
Les phosphorites apparaissent ainsi comme étant des matériaux dont la genèse coïncide avec la présence dans le milieu de grandes quantités de composés humiques en voie de polymérisation et d'insolubilisation. La fossilisation de ces composés humiques par les phosphorites suppose à priori, que ces derniers ont été soustraits aux processus diagenétiques qui les aurait conduits jusqu’au stade ultime de la diagenèse : stade kérogène.
La voie qui est proposée pour expliquer cette fossilisation, consiste en une incorporation, ou plutôt un piégeage des composés humiques au sein de l’endogangue des éléments phosphatés.
Cette hypothèse est corroborée par la corrélation positive qui existe entre les teneurs en P205 et le carbone organique des acides humiques (Belayouni, 1983). Cette corrélation indique que les composés humiques sont essentiellement liés à la fraction phosphatée et que la diminution de celle ci dans le sédiment s'accompagne d'une baisse
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES de leurs taux.
Récemment (Khamli, 1985), nous avons pu démontrer à partir d'analyses de ces composés humiques sur des fractions phosphatées triées à la loupe que le contenu organique de 1'endogangue des grains phosphatés est exclusivement de nature humique, alors que celui de 1’exogangue est composé essentiellement de Kérogène.
Ainsi la phosphatogenèse semble opérer un partage organique, au cours de la diagenèse précoce, en fossilisant des composés humiques au sein de l'endogangue des éléments phosphatés alors constitués. la matière organique non piégée, continue à évoluer par polymérisation et par insolubilisation progressive jusqu'au stade kérogène (Belayouni, 1983; Benalioulhaj et al., 1987).
La localisation, maintenant quasi-certaine des composés humiques au sein même des éléments phosphatés (pellets, coprolithes, oolithes, lithoclastes, etc.) nous conduit à s'interroger sur les effets et les répercussions d'une telle association sur la nature de la phase phosphatée et notamment sur la composition chimique de l'apatite.
Deux points nous semblent ici, mériter une attention particulière.
1°- Le premier, consiste à rechercher les facteurs qui contrôlent la concentration des composés humiques dans les phosphorites. Celles-ci étant constituées par des éléments divers et disparates (pellets, oolithes, coprolithes, bioclastes,) de différentes tailles granulométriques il serait intéressant de vérifier s'il existe une relation entre celles-ci et la concentration des composés humiques.
2°- Le deuxième point consiste à rechercher l'existence éventuelle d'un lien entre la concentration des composés humiques et la composition chimique de l'apatite.
De nombreux travaux ont déjà montré que la concentration par exemple des terres rares
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES et des éléments traces dans les éléments phosphatés est contrôlée étroitement par la taille de ces grains phosphatés. Les plus fins concentrent généralement des quantités plus élevées en éléments traces et terres rares que les plus grossiers ( Béji-Sassi, 1985; Krauskoof, 1955; Gulbrandsen,1966; Calvert, 1976; Altschuler, 1980).
Ce résultat a été souvent interprété comme étant dû à la grande surface spécifique des éléments fins qui favorise l'adsorption de quantités plus élevées en éléments traces et en terres rares (Burnett, 1980, Béji-Sassi, 1985).
Toutefois, nous pensons que les composés humiques; composés très riches en groupements fonctionnels oxygénés (COOH, C=O, -OCH3, -OH, etc.) et donc doués d'un fort pouvoir complexant pour les éléments traces et les terres rares, sont susceptibles, étant donné le lien étroit qu'ils ont contracté avec les phosphorites, de jouer un rôle actif dans le contrôle de la composition chimique de l'apatite.
Les phosphorites sont souvent anormalement enrichies en éléments traces et en terres rares (U, Sr, Cr, Cd, Pb, Zn, Ce, Eu, etc.), il serait donc intéressant de faire la part entre les quantités associées aux composés humiques et les quantités associées à l'apatite et de rechercher, ensuite, si les composés humiques n'avaient pas d'une manière ou d'une autre, contrôlé la concentration de ces éléments chimiques dans le réseau de l'apatite.
Les auteurs ont souvent invoqué comme raison à cette concentration la grande affinité de ces éléments chimiques avec le réseau de l'apatite (Altschuler, et al, 1958; Clarcke et Altschuler, 1958, Swaine, 1962; Gulbrandsen, 1969; Baturin et al., 1970 ; Martin et Knauer, 1973; Sassi, 1974; Chaâbani, 1978; Doubinger1978; Altschuler, 1980).
Une telle hypothèse est certes très fondée, mais ne nous semble pas en contradiction avec l'éventualité d'un contrôle préalable par les composés humiques.
Anticipant sur l'un des principaux résultats de ce travail, et priant le lecteur de
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES nous en excuser, nous pouvons évoquer, à titre d'exemple, la possibilité d'une préconcentration, dans un premier temps, de ces éléments chimiques par les composés humiques et dans un deuxième temps, un fractionnement de ces éléments entre la phase organique et la phase apatitique.
Ce fractionnement a lieu à la suite de l'incorporation précoce des composés humiques au sein de l'élément phosphaté alors constitué.
Ainsi, avons-nous essayé, dans le présent travail, de vérifier le bien fondé des deux points évoqués précédemment, c'est-à-dire l'existence ou non d'une relation entre la taille granulométrique des éléments phosphatés et l'abondance des composés humiques, ainsi que le rôle éventuel de ces derniers dans le contrôle de la concentration de certains éléments traces dans les phosphorites.
Ce travail comporte quatre chapitres:
Le premier chapitre est constitué de deux volets:
- le premier volet traite du matériel d'étude. Il résume les données lithologiques caractérisant la série phosphatée du bassin de Gafsa- Metlaoui ainsi que la description des séries recoupées par les sondages étudiés, de même que celle des échantillons retenus,
- le deuxième volet comprend les différents protocoles analytiques utilisés.
Le deuxième chapitre présente les résultats des différentes études et analyses réalisées sur les échantillons sélectionnés. Ces études consistent en;
- un tri granulométrique de toutes les fractions phosphatées contenues dans les trois types de faciès argile, marnes, chert, calcaire, phosphate) constituant la série phosphatée du bassin de Gafsa- Metlaoui,
- un dosage du carbone organique des roches brutes et des différentes fractions granulométriques phosphatées triées à partir des roches 6
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
brutes,
- un dosage des éléments majeurs dans les roches brutes ainsi que dans les fractions granulométriques triées,
- enfin, un dosage des éléments traces dans les roches brutes, fractions granulométriques extraits humiques et dans les extraits de décarbonatation issus de ces fractions granulométriques.
Le troisième chapitre propose des interprétations pour les résultats obtenus ainsi que des déductions d'un ensemble de renseignements fournis sur le rôle des acides humiques dans la concentration des éléments traces et dans la composition chimique de l'apatite.
Le quatrième et dernier chapitre sera réservé à la synthèse et aux conclusions de cette étude.
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Chapitre 1: MATERIEL D’ETUDE ET METHODOLOGIE
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
I- MATERIEL D'ETUDE
Le matériel qui a fait l'objet de cette étude correspond à la série phosphatée d'âge Paléocène supérieur-Eocène inférieur (Sassi, 1974; Ben Abdesslem, 1979) du bassin du Gafsa-Metlaoui (Fig.1 et 2).
Les échantillons ont été prélevés dans quatre sondages effectués à travers tout le bassin. Il s'agit d'Ouest en Est (Fig. 3), du sondage de Redeyef SR 15, du sondage de M'Rata SM 37, du sondage de Metlaoui S6 et du sondage de M'Dilla S l0B.
I-1 DONNEES LITHOLOGIQUES CONCERNANT LA SERIE PHOSPHATEE DU BASSIN DE GAFSA-METLAOUI.
La série phosphatée affleurant dans le bassin de Gafsa-Metlaoui appartient au terme moyen de la formation Metlaoui d'âge Paléocène -Eocène inférieur (Sassi, 1974). Elle est formée par une succession de neuf couches phosphatées, alternant avec des couches stériles plus ou moins phosphatées de trois natures lithologiques différentes: des calcaires pour la plupart biogénique, des marnes, des argiles et des cherts (Fig. 4). Ces derniers ont une répartition d'inégale importance à travers le bassin et constituent, quand ils existent, un seul niveau intercalé entre la couche VI et la couche VII de phosphate.
Cet horizon de chert existe dans tous les sondages étudiés où il représente une épaisseur de trois mètres environs, sauf dans le sondage M'Dilla S 10B où il est remplacé par des calcaires coquillers.
Quant aux calcaires, marnes et argiles ils constituent des horizons en nombres variables, mais sont toujours très bien représentés le long de la série phosphatée et ceci dans tous les sondages étudiés.
Calcaires, marnes, argiles et cherts peuvent être très pauvres en phosphate
(teneurs en P205 < 1%) ou plus ou mois phosphatés avec des teneurs en P205 pouvant atteindre 15% du poids total de l'échantillon. Dans ce cas ils sont désignés par les
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES termes "calcaire phosphaté" ou "marnes et argiles phosphatées".
Les phosphates désignent alors, les couches où les teneurs en P205 sont supérieurs à
20% du poids de la roche.
La succession de ces faciès s'ordonne en quatre séquences successives, débutant chacune, de bas en haut, par un niveau de calcaire coquiller ou de lumachelle et se terminant par un niveau argileux, marneux ou cherteux.
La séquence type comprend du haut en bas les termes suivants : (Sassi, 1974) (Fig. 5)
Séquence D: Complexe calcaire, phosphate, marnes Phosphate : couche I Lumachelle Phosphate: couche II (a et b) Boulets calcaires (ou lumachelle)
Séquence C: Complexe marno-phosphaté (couches III et IV) Phosphate couche V Argiles ou marnes Phosphate: couche VI Boulets calcaires ou lumachelle
Séquence B : Chert (ou calcaire coquiller) Phosphate: couche VII Argiles ou calcaires Phosphate: couche VIII Lumachelle ou calcaire non lumachellique
Séquence A : Marnes ou argiles Phosphate: couche IX Lumachelle ou calcaires coquillers
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Fig. 1 Schéma paléogéographique de l'Afrique du Nord au Paléocène et à l'Eocène (Sassi, 1974)
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Téthys Terres émergées Emplacement des sondages étudiés
Fig 2. Schéma paléogéographique de la Tunisie à l'Eocène inférieur (Béji-Sassi, 1985)
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Fig. 3 Emplacements des sondages étudiés, dans le bassin de Gafsa Metlaoui
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M’RATA REDEYEF METLAOUI M’DILLA
Faciès marneux argileux Faciès phosphatés Faciès carbonatés
Fig. 4 Profils lithologiques schématisés, montrant l'alternance des trois principaux faciès rencontrés dans la série phosphatée dans les sondages de M'Rata (A), Redeyef (B), Metlaoui (C) et M'Dilla(D).
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Calcaire coquillier du toit, Ypréso Lutétien
Calcaire Marnes et argiles
Calcaire organogène Argiles ou marne phosphatée
Calcaire marneux Chert Lumachelle Phosphate
Fig. 5 Subdivision en séquences du profil stratigraphique de la série stratigraphique du bassin de Gafsa-Metlaoui (Sassi, 1974)
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I-2 DESCRIPTION DES SONDAGES ET CHOIX DES ECHANTILLONS
La série phosphatée du bassin de Gafsa-Métlaoui présente des variations lithologiques et minéralogiques aussi bien verticalement que latéralement. Ainsi, d'Ouest en Est, les couches phosphatées montrent un enrichissement en
phosphate (teneur en P205) de plus en plus intense en direction de l'île de Kasserine, s'accompagnant d'une condensation des assises principales et d'une réduction de la puissance de la série. Ceci a été expliqué par Sassi en 1974, comme étant le résultat des conditions hydrodynamiques du milieu qui éliminent vers le large (par vannage) les particules les plus fines et concentrent les éléments grossiers à proximité du littoral. Outre les variations latérales des sédiments de la série phosphatée, il existe également une certaine variation verticale qui affecte cette série et qui se traduit par une augmentation de la puissance des couches phosphatées et de leurs teneurs en phosphate (Fig. 4).
Ainsi, c'est en tenant compte de ces variations latérales et verticales de la série phosphatée, que nous avons choisi les quatre sondages cités précédemment. Ces derniers sont d'Est en Ouest :
sondage M'Dilla S10B situé au Sud Est du bassin de Gafsa-Métlaoui à proximité de la plateforme saharienne et de l'île de Kasserine (Fig.6),
sondage Metlaoui S.6, situé au centre du bassin, plus près du craton saharien (Fig.7),
sondage M'Rata SM. 37 et Redeyef SR.15, situés à l'Ouest du bassin. (M'Rata, au NW et Redeyef au SW), plus loin des zones du paléorivage (Fig. 8 et 9).
I-2-a DESCRIPTION LITHOLOGIQUE DES SERIES RECOUPEES PAR LES QUATRE SONDAGES
L'examen des profils lithologiques des sondages de M’Rata, Redeyef, M'Dilla
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES et Metlaoui (Fig. 4, 6, 7, 8,9) permet de dégager les observations suivantes:
1. Chaque sondage présente une variation verticale de faciès illustrée par l'alternance de niveaux phosphatés (couches C V, C VI, ... C I, CO) avec des niveaux stériles de types marneux, marno-calcaires, et argileux, des niveaux de calcaire coquiller, de lumachelle ou de boulets calcaires et un niveau siliceux carbonaté (chert) qui est un niveau repère situé entre la couche VI et la couche VII.
2. Tous les sondages présentent une certaine augmentation de la puissance des niveaux minéralisés, de bas vers le haut de la série. En effet, les couches phosphatées C V et C IV) des séquences inférieures (séquences B et C) sont moins épaisses (2 à 3 m) que les couches I et II de la séquence supérieure (séquence A) dont l'épaisseur peut atteindre 6m. Cette augmentation des puissances, s'accompagne également d'une augmentation des teneurs en phosphate tricalcique (T.C.P.) et s'explique par une ouverture du bassin qui a provoqué une forte agitation du milieu en entraînant une régression des faciès fins (argiles, silice, matière organique, etc.) qui se sont dispersés vers le large (Sassi, 1974).
3. La comparaison des profils lithostratigraphiques des quatre sondages montre une variation lithologique latérale (en allant de M'Dilla à Redeyef), caractérisée par une augmentation du nombre de niveaux argileux au bénéfice des niveaux carbonatés, par la multiplication des niveaux phosphatés et par le passage d'un niveau calcaire (M'Dilla) à un niveau de chert (Métlaoui, Redeyef et M'Rata).
I-2-b CHOIX ET DESCRIPTION DES ECHANTILLONS ETUDIES
Des quatre sondages choisis, nous avons retenu 32 échantillons dont 16 sont des phosphates, 6 sont des calcaires et 10 sont des marnes, des argiles ou des cherts. Nous dressons ci-dessous la liste et la description lithologique des échantillons étudiés :
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Sondage M’Dilla S 10B
CÔTE Description
MD 176,80m Marnes sableuses et phosphatées
MD 183,00m Phospharénite coprolithique, sableuse et friable
MD 185,00m Lumachelle à matrice phosphatée
MD 205,00m Phospharénite grise et dure, légèrement marneuse
MD 207,6Om Boulets calcaires, durs à ciment marno-phosphaté
MD 208,30m Pelphospharénite grise, légèrement marneuse à petits boulets calcaires.
Sondage Metlaoui S.6
CÔTE Description
MT 156,65m Marnes feuilletées et phosphatées avec quelques coquilles d'huitres
MT 159,80m Phospharénite gris-brunâtre, coprolithique
MT 161,10m Phospharénite gris-brunâtre, coprolithique
MT 163,60m Pelphospharénite, gris-brunâtre marneuse
MT 164,80m Phospharénite légèrement marneuse et coprolithique
MT 165,00m Marnes vertes compactes phosphatées
MT 169,50m Pelphospharénite calcaire et marneuse, légèrement coprolithique
MT 171,00m Pelphospharénite, gris-brunâtre, tendre
MT 172,50m Chert (diatomite)
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Sondage de Redeyef SR 15
CÔTE Description
RD 234,00m Conglomérats à éléments calcaires, cimentés par du phosphate
RD 237,20m Phospharénite gris-noirâtre, tendre très coprolithique
RD 238, l0m Phospharénite gris-noirâtre, tendre et coprolithique
RD 242,40m Calcaire coquillier à ciment phosphaté
RD 243,80m Phospharénite gris-noirâtre, assez dure à gros coprolithes
RD 250,20m Argiles et marnes vertes phosphatées
RD 252,30m Marnes vert-olive, compactes et phosphatées
RD 253,60m Marnes vert-olive, compactes et phosphatées
RD 260,90m Chert (diatomite)
RD 261,60m Phospharénite, grise, dure et coprolithique
Sondage M’Rata SM 37
CÔTE Description
SM 225,00m Phosphate gris dur, très coprolithique à débris de coquilles et d'huitres
SM 228,00m Phosphate gris très due et légèrement marneux
SM 244,20m Phosphate gris dur, coprolithique
SM 244,80m Phosphate gris dur très coprolithique
SM 249,00m Marnes vert-foncé en feuillets
SM 264,60m Boulets de coquillers phosphatés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Calcaire blanc coquillier
Marnes vertes calcareuses au toit, légèrement phosphatées
Marnes vertes calcareuses au toit, légèrement phosphatées
Marnes vertes compactes calcareuses au toit, jaunes verdâtres à la base Marnes sableuses phosphatées beiges Phosphate sableux et marneux Marnes vertes compactes Phosphate gris coprolithique légèrement marneux
Calcaire coquillier à ciment marneux et calcareux
Marnes vertes compactes
Alternance de marnes vertes et deboulets calcaires Marnes calcareuses Phosphate calcareux Marnes vertes compactes Boulets calcaires Phosphate gris légèrement marneux Phosphate gris coprolithique mi-dur Phosphate gris fin à petits boulets calcaires éparpilliés Boulets calcaires et coquilles d’huîtres
X: Emplacement des échantillons étudiés
Fig. 6 Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage de M'Dilla S. 10.B
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Calcaire grisâtre lumachellique phosphaté Lumachelle grisâtre, phosphatée
Phosphate calcaire et marneux gris Marnes phosphatée avec des débris de coquilles
Phosphate gris à débris de coquilles et à boulets de calcaire
Calcaire très phosphaté gris
Calcaire en boulet très phosphatés Calcaire marneux très dur Phosphate très tendre Marno-calcaire Banc calcaire Phosphate gris Marno-calcaire Banc calcaire
Phosphate marneux gris rubané Marnes vert-olive
Phosphate faiblement marneux à débris de coquilles Conglomérat marneux Marnes vertes compactes phosphatées Marnes vertes feuilletées et phosphatées très coquillées Marnes phosphatées Phosphate marneux gris
Phosphate gris brunâtre mi-tendre
Phosphate marneux Phosphate marneux plus gros coquilles d’huitres Boulets calcaires Phosphate marneux
Alternance de marnes compactes et marnes phosphatées
Phosphate marneux gris-brunâtre
Marnes vertes feuilletées Phosphate gris marneux au toit
Phosphate marneux gris-brunâtre
Alternance de boulets et de phosphate
Alternance de marnes et de marnes phosphatées Marnes vertes rubanées et phosphatées Phosphate calcareux et marneux Marnes vertes compactes et feuilletées
Alternance de boulets calcaires, de marnes phosphatées et de phosphate
Phosphate calcareux et marneux
Marnes vertes compactes et dures Phosphate marneux Phosphate gris brunâtre , tendre
Chert
Phosphate beige marneux et calcareux Alternance de marnes, de marnes phosphatées et phosphate Banc calcaire marneux au mur
Phosphate marneux Phosphate marneux à débris coquillés
Calcaire phosphaté dur
Calcaire coquiller, phosphate fin Marnes compactes, phosphatées au toit
X: Emplacement des échantillons étudiés
Fig. 7 Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage de Metlaoui S6.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
X: Emplacement des échantillons étudiés
Fig. 8 Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage Redeyef S.R. 15
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
X: Emplacement des échantillons étudiés
Fig. 9 Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage M'Rata S.M. 37
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
II- METHODOLOGIE
Les échantillons sélectionnés ont fait l'objet de différentes analyses granulométriques et géochimiques à savoir: (Fig. 10)
un tri granulométrique des différentes fractions phosphatées et une évaluation de la fréquence de chaque classe granulométrique,
le dosage du carbone organique total des roches brutes et celui des fractions granulométriques triées,
le dosage des teneurs en éléments majeurs (Ca, Mg, Na, P) dans les roches brutes,
le dosage des éléments traces (Sr, Zn, Cd, Pb, Cr) dans les roches brutes; dans les fractions granulométriques et dans les extraits aussi bien de décarbonatation que d'acides humiques issus de ses fractions granulométriques.
II-1 TRI GRANULOMETRIQUES DES FRACTIONS PHOSPHATEES
Généralement, la taille de la fraction phosphatée constitutive des niveaux minéralisés de la majorité des phosphorites est comprise entre 80 µm et plus de 2 mm. Dans le souci de récolter la totalité de cette fraction phosphatée et de la séparer en différentes classes granulométriques nous avons choisi une colonne de tamis (AFNOR) dont la taille varie de 25 µm à 315 µm (25 µm; 50 µm; 100 µm; 125 µm; 160 µm; 200 µm; 250 µm et 315 µm).
La méthode adoptée est la suivante:
L’échantillon (à poids initial connu) est modérément fragmenté pour désagréger toutes les particules agglomérées, puis passé sur une colonne de tamis classés (de haut en bas) par ordre décroissant de leur taille et ceci sous un courant d'eau. La fraction granulométrique récoltée de chaque tamis est placée dans une cuve à' ultrason pour bien nettoyer les grains phosphatés et les débarrasser de leur exogangue.
Les huit fractions granulométriques récupérées sont ensuite triées sous la loupe
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES binoculaire afin d'éliminer tout ce qui n'est pas phosphaté (quartz, calcite, etc.).
A l'issue de toutes ces étapes, nous avons obtenu les différentes classes granulométriques phosphatées constituant les échantillons triés.
II-2 EXTRACTION DES COMPOSES HUMIQUES CONTENUS DANS LES GRAINS PHOSPHATES (D'APRES SCHNITZER ET KHAN, 1972)
II-2-a EXTRACTION DES COMPOSES HUMIQUES
L'extraction des composés humiques a été réalisée systématiquement sur toutes les fractions granulométriques phosphatées pures.
Une quantité, de poids connu, de grains phosphatés purs est placée dans un bêcher puis attaquée par de l'acide chlorhydrique (HCl 2N) à froid pendant une nuit (décarbonatation totale).
Après centrifugation (3500 trs 1 mn) pendant l5 mn, les résidus sont lavés à l'eau distillée jusqu'au PH =7, puis additionnés avec de la soude NaOH 0,1N et enfin agités mécaniquement pendant une heure.
Une seconde centrifugation à 3000 trs /mn pendant 10 mn permet d'obtenir les composés humiques totaux (acides fulviques + acides humiques) contenus dans les grains phosphatés.
II-2-b SEPARATION DES ACIDES FULVIQUES ET DES ACIDES HUMIQUES
Le volume d'extraits humiques totaux obtenus est transvasé dans un bécher et additionné à du HCl 4N jusqu'à pH=2, puis placé dans un réfrigérateur à + 4 °C pendant une nuit. Après centrifugation à 3000 trs/mn durant 20 mn nous obtenons un surnageant formé par les acides fulviques, solubles en milieu acides, et un résidu contenant les acides humiques, qu'on remet en solution par ajout de la soude 0,1N.
Ces acides humiques sont purifiés par dialyse de la solution contre de l'eau distillée. Les solutions dialysées obtenues vont nous servir pour le dosage des teneurs en éléments
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES traces.
II-3 DOSAGE DU CARBONE ORGANIQUE
Les teneurs en carbone organique des roches brutes et celles des grains phosphatés sont déterminées par combustion des échantillons à 1100 t sous une atmosphère oxydante en utilisant un analyseur du carbone type Carmograph 8, Wosthoff.
50 mg d'échantillon à analyser, sont placés dans une nacelle en porcelaine émaillée puis décarbonatés par addition d/'une solution de HCI 2N à chaud (60°C) pendant une nuit. La solution de HCI en excès est éliminée par évaporation à une température de 50°c. La nacelle est ensuite introduite dans le four du Carmograph préalablement ramené à une température de 1100 °C.
Le C02 produit par combustion de la matière organique est dosé par mesure de la variation de la conductivité ionique d'une solution de soude NaOH N/250. Les teneurs en carbone organique sont calculées après étalonnage de l'appareil par du carbonate de calcium pur.
II-4 PREPARATION DES ECHANTILLONS POUR LE DOSAGE DES ELEMENTS MAJEURS ET DES ELEMENTS TRACES
500mg de roche brute ou de fractions granulométriques triées sont placés dans une capsule en téflon, humectés avec l ml d'eau distillée puis additionnés avec 10 ml de HF
(acide fluorhydrique) et 5ml de HCl04 (acide perchlorique). On couvre et on laisse agir pendant 48 heures sous la hotte. Les capsules sont ensuite chauffées doucement jusqu'à apparition des premières vapeurs blanches de HClO4 (8 heures environ). On ajoute10m1 de HF et on laisse chauffer (jusqu'à apparition de fumées blanches plus denses), on ajoute l0ml de HNO3 l N/2 et on va à sec.
Les capsules sèches sont humectées avec l0 ml de HClO4 et 10ml d'eau distillée chaude. La solution obtenue est ensuite transvasée dans une fiole jaugée (50 ou 100ml) et complétée avec du H2O distillée.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Roche brute
Tri granulométrique des fractions phosphatées
Extraction des Extraction de la acides fraction humiques décarbonatée
Dosage du Corg Dosage du Corg des fractions total de la roche granulométriques brute
Éléments en Eléments en Éléments en traces Eléments traces traces et traces des et majeurs des de la fraction majeurs de la acides fractions décarbonatée roche totale humiques granulométriques
Fig. 10 Schéma du protocole expérimental suivi dans la présente étude
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
CHAPITRE 2: PRÉSENTATION DES RÉSULTATS
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
I- RÉSULTATS DU TRI GRANULOMÉTRIQUE OPÉRÉ SUR LES DIFFÉRENTS ÉCHANTILLONS
Présentation des résultats
Les résultats du tri granulométrique effectué sur les différents échantillons sont consignés dans le tableau A.
Nous avons désigné par: F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, les différentes fractions phosphatées obtenues à la suite du tri granulométrique effectué sur chaque échantillon. La taille de ces classes varie de plus de 315 µm à 25 µm, elles se répartissent de la manière suivante:
F1>315 µm; 315 µm >F2 > 250 µm; 250 µm>F3> 200 µm; 200 µm >F4>160 µm;
160µm > F5>125 µm; 125 µm >F6>100 µm; 100 µm > F7>50 µm; 50 µm > F8> 25 µm.
La somme de ces fractions granulométriques phosphatées (F1 à F8) est désignée par la lettre F représentant ainsi la fraction phosphatée totale.
L'examen des résultats obtenus conduit à quatre observations:
1. La fraction phosphatée totale (F) représente 26% à 87% du poids de la roche brute dans les phosphorites, 10% à 49% dans les cherts et marnes et 0,3% à 2% dans les calcaires.
2. La fraction phosphatée totale correspondant à la phase minéralisée de chaque échantillon n'est pas homogène du point de vue granulométrique. la taille des grains varie en effet de l00µm à plus de 315 µm, ce qui permet de les classer en plusieurs fractions granulométriques.
Remarquons également l'absence quasi totale des grains phosphatés dont la taille
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
est inférieure à 50 µm alors que les grains dont la taille est comprise entre 50µm et 100µm sont rarement présents.
3. Dans chaque échantillon, les classes granulométriques phosphatées ne se présentent pas à des fréquences égales, leurs abondances varient de 0,71% à
58% du poids de la fraction phosphatée totale.
4. Ce sont généralement les fractions granulométriques fines (100 µm, 125µm et 160 pm) qui sont les plus fréquentes. Elles représentent jusqu'à 40% de la fraction phosphatée totale. Alors que les fractions grossières dont la taille est supérieure à 200 µm sont comparativement moins fréquentes. Cependant, certains échantillons que nous avons qualifiés de coprolithiques montrent une prédominance de la fraction grossière dont la taille est supérieure à 315µm, tel par exemple l'échantillon Mt 164,80 m où la fraction 315µm représente 51,41% du poids de la fraction phosphatée totale.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6
0,75 34,00 92,80 10,50
2,02 13,38 4,77 8,12 2,60 44,86 26,25
0,19 0,07 0,14 0,06 1,07 0,50
Marnes 0,69
MT 156,65m 156,65m MT 9,00 3,17 6,63 2,84 50,57 27,87
1,02 63,60 25,90
2,04 21,17 6,96 9,34 20,88 34,14 7,51
0,20 0,09 0,17 0,52 0,80 0,26
Phosphates 1,29
MT 159,80m 159,80m MT 9,78 4,27 8,25 25,45 39,46 12,77
1,23 64,21 26,40
2,17 12,38 2,83 3,91 13,48 27,94 39,50
0,02 0,09 0,11 0,60 0,15 1,20 1,39
MT 161,10 m m 161,10 MT
phosphate marneuxphosphate 0,92 4,23 4,89 27,73 6,70 47,25
Tableau A Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6
1,03 25,68 44,40 26,10
1,78 15,60 8,54 16,27 25,33 25,33 34,24
0,45 0,23 0,44 0,60 0,07 /
Marnes
MT 163,10 163,10 MT 0,46 25,10 12,91 24,70 33,51 3,77 /
1,36 9,49 3,45 9,30
0,50 9,00 6,58 10,93 25,95 31,95 15,35
0,04 0,03 0,12 0,08 0,16 0,07
MT 163,60 163,60 MT
Phosphates 0,05 7,20 6,00 24,48 16,60 32,60 13,20
0,93 71,10 29,00 20,70
0,36 51,41 5,87 8,69 12,57 15,96 5,49
0,15 0,02 0,03 0,06 0,08 0,02
Phosphates 0,26
MT 164,80 m m 164,80 MT 42,30 4,83 9,34 16,48 22,25 4,80
Tableau A (suite) Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6
1,52 33,93 9,65 12,70
0,43 18,25 18,22 15,04 17,24 23,18 8,05
0,06 0,09 0,06 0,07 0,10 0,05
Marnes Marnes 0,15
MT 165,00 m m 165,00 MT 13,87 19,65 14,57 16,45 22,90 12,35
1,00 69,00 32,00 24,60
0,47 13,05 0,06 16,80 34,64 29,03 /
0,06 0,02 0,09 0,16 0,14 /
Phosphates 0,32
MT 169,50 m m 169,50 MT 11,70 4,25 19,15 34,90 39,79 /
1,39 58,42 18,53 25,80
0,44 0,43 11,73 25,60 43,22 17,35 16,66
0,00 0,08 0,08 0,19 0,05 0,08
Phosphates 0,26
MT 171,00 m m 171,00 MT 0,23 17,46 17,46 44,00 12,24 18,14
Tableau A (suite) Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6
0,27 2,00 16,00 4,45
2,16 / 21,14 20,33 23,50 23,88 11,13
/ 0,27 0,40 0,54 0,55 0,39 0,04
RD 234,00 m m 234,00 RD / 12,39 18,70 25,24 25,52 18,14
Calcaire phosphté Calcaire
0,90 23,00 33,45 10,50
1,31 8,15 4,90 5,69 14,00 26,00 41,20
0,10 0,03 0,09 0,17 0,46 0,45
Marnes 0,30
RD 237,20 m m 237,20 RD 7,64 2,52 6,87 13,14 35,29 34,53
0,78 51,10 71,41 25,50
1,09 7,07 4,50 5,97 17,33 24,45 40,00
0,08 0,05 0,06 0,16 0,25 0,49
Phosphates 0,56
RD 238,10 m m 238,10 RD 7,52 4,58 5,70 16,86 22,84 44,50
Tableau A (suite) Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
34
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F F7 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de Corg. F7 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. Corg. F7 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6 de F7
1,04 44,12 50,38 21,90
1,19 / 4,50 7,18 19,49 38,58 30,13 /
/ 0,07 0,07 0,19 0,57 0,30 /
Phosphates 0,52
RD243,80 m / 5,47 5,47 15,74 47,64 25,25 /
1,36 86,44 77,41 28,70
1,22 24,36 5,35 9,34 26,34 26,96 6,63 /
0,23 0,07 0,13 0,35 0,37 0,07 /
Phosphates 1,05
RD250,20 m 19,13 5,60 10,83 28,40 30,70 5,33 /
1,67 48,93 41,80 13,50
1,43 14,98 3,05 5,17 14,08 20,82 21,78 20,09
0,18 0,06 0,08 0,20 0,31 0,30 0,30
Marnes 0,70
RD253,60 m 12,41 3,92 5,54 14,16 21,81 20,83 21,31
1,20 70,94 54,16 27,25
0,93 5,11 14,67 34,90 37,76 6,84 0,71 /
0,05 0,15 0,31 0,35 0,07 0,01 /
Phosphates 0,65
RD261,60 m 4,86 15,65 33,04 38,12 7,66 0,65 /
Tableau A (suite) Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm; 100 µm > F7 > 80 µm
35
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6
0,87 48,52 32,18 10,90
0,58 58,27 5,61 7,11 12,02 11,24 5,74
0,29 0,03 0,05 0,74 0,10 0,04
Marnes 0,28
MD 176,80 m m 176,80 MD 50,00 5,17 7,76 12,76 17,58 6,20
0,91 87,17 62,13 26,45
0,71 50,00 7,08 7,81 17,52 16,16 1,47
0,13 0,02 0,12 0,30 0,14 /
Phosphates 0,62
MD 183,00 m m 183,00 MD 17,60 3,28 17,04 42,25 19,72 /
0,68 0,35 35,70 7,35
0,70 / 3,90 4,32 19,82 30,20 41,70
/ / / 0,13 0,25 0,32 Calcaires 0,24
MD 185,00 m m 185,00 MD / / / 18,80 35,41 45,58
Tableau A (suite) Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
36
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6
1,38 73,50 37,00 26,50
0,69 4,70 4,16 15,41 38,44 27,16 10,11
0,01 0,02 0,10 0,38 0,09 0,10
Phosphates 0,51 MD205,00 m 2,07 3,31 13,70 54,22 12,70 14,00
0,80 O,18 0,10 /
0,45 / 11,38 1,87 48,25 21,86 16,63
/ / / 0,07 0,22 0,16 Calcaires / MD207,60 m / / / 16,44 47,77 35,55
1,18 66,00 39,00 21,45
0,70 7,70 5,60 13,15 29,50 15,15 28,74
0,05 0,04 0,09 0,21 0,11 0,20
Phosphates 0,46 MD208,30 m 7,14 5,71 12,86 30,00 15,71 28,57
Tableau A (suite) Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
37
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Carb. Org. (%) du Carb. Org. de F en % du Carb. Org. Roche poids de roche Poids de F en (%) de la roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 brute
Corg. F% du poids F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F de F (%)
Corg. F1 % pds de Corg. F2 % pds de Corg. F3 % pds de Corg. F4 % pds de Corg. F5 % pds de Corg. F6 % pds de F1 F2 F3 F4 F5 F6 Corg. F% du poids
ECHANTILLONS de l'éch. (%) Corg. F1 % Corg. de Corg. F2 % Corg. Corg. F3 % Corg. Corg. F4 % Corg.de Corg. F5 % Corg. de Corg. F6 % Corg. F1 de F2 de F3 F4 F5 de F6
Phosphates 39,25 57,14 23,50
0,35 10,11 7,80 8,60 19,19 24,90 29,53
0,50 0,06 0,05 0,05 0,10 0,12 0,11
Phosphates
MR 228,30 m m 228,30 MR 0,20 12,20 9,00 10,40 20,20 24,30 21,54
Phosphates 46,87 26,15 22,20
1,30 4,16 4,47 2,82 8,55 34,90 48,09
0,73 0,02 0,0" 0,03 0,06 0,28 0,30
Phosphates
MR 244,20 m m 244,20 MR 0,34 3,17 4,13 4,49 7,58 38,89 50,65
Tableau A (suite) Tableau représentant les résultats du tri granulométrique et les teneurs en carbone organique dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
38
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Poids de F en (%) de la roche Carb. Org. (%) du poids de roche brute P 0 en (%) du poids de roche brute brute 2 5 ECHANTILLONS F1 (%) F F2 (%) F F3 (%) F F4 (%) F F5 (%) F F6 (%) F
0,37 48,14 22,50 MR 225,00 m Phosphates 21,06 9,28 8,71 20,45 19,05 21,44
1,34 46,00 24,20 MR 244,80 m Phosphates 2,00 5,22 6,65 12,13 17,35 56,60
4,53 31,83 9,50 MR 259,60 m Chert 2,97 8,79 18,26 24,63 23,88 21,46
Tableau A (suite) Tableau représentant le résultat du tri de trois échantillons et la fréquence des fractions granulométriques triées
F1 > 315 µm; 315 µm > F2 > 250 µm; 250 µm > F3 > 200 µm; 200 µm > F4 > 160 µm; 160 µm > F5 > 125 µm; 125 µm > F6 > 100 µm
39
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
II- DISTRIBUTION DU CARBONE ORGANIQUE DANS LES ROCHES BRUTES ET DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES PHOSPHATEES
L'étude quantitative de l'abondance de la matière organique associée aux différents faciès de la série phosphatée du bassin de Gafsa-Métlaoui a été réalisée sur des échantillons de roches brutes et sur des fractions granulométriques phosphatées qui constituent la fraction phosphatée totale de ces roches brutes.
Présentation des résultats
Dans le tableau A nous avons représenté (pour chaque sondage) les teneurs en carbone organique des roches brutes, des fractions phosphatées totales et 1es fractions granulométriques triées.
L'examen des résultats obtenus permet de dégager les observations suivantes:
1. Les teneurs en carbone organique des roches brutes analysées varient de 0,27% à 0,68% du poids de la roche dans les échantillons calcaires; de 0,30% à 1,38% du poids de la roche dans les échantillons phosphatés et de 0,75% d 4,53% du poids de la roche dans les échantillons marneux et cherteux.
2. Les teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales des divers échantillons varient de 0,2% à 2,1% du poids de ces fractions totales et de 0,1% à 92% du taux du carbone organique total des roches brutes.
3. Les teneurs en carbone organique des différentes fractions granulométriques
phosphatées (F1, F2, F3, F4, F5, F6 et F7) varient d'une classe à une autre, ces teneurs vont de 0,001% à 1% du poids de ces fractions granulométriques. Ce sont généralement les fractions granulométriques les plus fines qui présentent les teneurs les plus élevées en carbone organique jusqu’à 50% du carbone organique de la fraction phosphatée totale).
40
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
III- DISTRIBUTION DES ÉLÉMENTS MAJEURS ET DES ÉLÉMENTS TRACES DANS LES ROCHES PHOSPHATÉES BRUTES; DANS LES DIFFÉRENTES FRACTIONS GRANULOMÉTRIQUES ET DANS LES ACIDES HUMIQUES.
Au cours de cette partie nous exposerons les résultats obtenus à partir des analyses de la composition géochimique des échantillons retenus pour cette étude. Ainsi nous allons présenter et examiner les résultats du dosage des éléments majeurs et des éléments traces dans les roches phosphatées brutes, dans les différentes familles granulométriques phosphatées et dans les solutions d'acides humiques et les extraits de décarbonatation issus de ces fractions phosphatées.
Deux objectifs ont été visés à partir de l'entreprise de cette étude:
1. Comparer les teneurs en éléments traces dans les roches phosphatées brutes avec les teneurs en ces éléments dans les grains phosphatés purs et dans les extraits humiques de ces grains et voir s'il s'est opéré un tri géochimique au moment de la genèse des pellets phosphatés, c'est-à-dire un fractionnement des éléments chimiques entre exoguangue, endogangue et réseau apatitique des grains phosphatés.
2. Suivre la variation des teneurs en éléments traces dans les différentes fractions granulométriques d'un échantillon donné, en fonction de leurs tailles granulométriques, de leurs teneurs en carbone organique et de leurs teneurs en
P2O5 pour avoir des renseignements sur l'influences de ces facteurs sur le fractionnement des éléments chimiques dans les phosphorites.
Présentation des résultats
Les analyses des éléments majeurs (Ca, Mg, Na et P) et des éléments traces (Zn, Sr, Cd, Cr et Pb) ont été réalisées sur 16 échantillons phosphatés bruts (dont 4
41
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES proviennent du sondage Redeyef; 5 du sondage M'Rata; 4 du sondage Métlaoui et) du sondage M'Dilla) (Tableau B); sur 33 fractions granulométriques phosphatées obtenues à partir du tri effectué sur 6 échantillons (MT 164,80m; MT 159,80m; MR 228,30m; MR 244,20m; RD 238,10m et MD 183,00m ) (Tableau C et D); sur 23 extraits d'acides humiques et 6 solutions de décarbonatation issues des fractions granulométriques des échantillons: MT 164,80m; MD 183,00m et RD 238,10m (Tableau E et F).
Le choix de ces éléments a été fait en fonction de deux critères:
1. Ces éléments majeurs et éléments traces représentent les éléments les plus abondants dans les phosphates (Sassi, 1974). Certains d'entre eux (Na, Sr, Cd, Zn, Cr et Pb) se concentrent massivement dans le réseau de l'apatite (Kauskopf, 1955; CooK, 1972; Sassi ,1974; Prévôt et al., 1977; Prévôt et Lucas, 1979, 1980; Mc Arthur, 1978b; Althschuler,1980).
2. Les cinq éléments traces retenus, présentent une grande affinité avec la matière organique et surtout avec les acides humiques, aussi bien d'origine marine (Nissenbaum and Swaine, 1976; Disnar, 1981,1982) que d'origine continentale (Schnitzer et Khan, 1972; Gabteni, 1986, Hatira, 1987).
42
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Tableau: B Résultats de l'analyse chimique des éléments majeurs et des éléments en traces dans des roches phosphatées brutes provenant des sondages, Métlaoui, Redeyef, M'Rata et M'Dilla.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
III-1 DISTRIBUTION DES ELEMENTS MAJEURS DANS LES ROCHES BRUTES ET DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES PHOSPHATEES.
Quatre résultats se dégagent de l'analyse des éléments majeurs:
1. Les teneurs en CaO dosées dans les échantillons phosphatés bruts oscillent entre 39,67% et 50,47% du poids de la roche. Dans les fractions granulométriques, ces teneurs varient de 22,47% à 36,40% du poids des fractions analysées, soit 0,85% à 12,1% du poids de la fraction phosphatée totale.
2. Les teneurs en MgO sont de 0,59% à 1,6% du poids de la roche dans les échantillons phosphatés bruts et de l'ordre de 0,40% à 2,36% du poids des fractions granulométriques analysées 1 soit 0,025% à 0,75% (par rapport à la fraction phosphatée totale).
3. Les teneurs en Na20 varient de 1,99% à 2,96% du poids de la roche dans les échantillons bruts. Dans les fractions phosphatées ces teneurs sont de 0,087% à 1,89% du poids des fractions analysées, soit 0,020% à 0,4% par rapport à la fraction phosphatée totale.
4. Les teneurs en P205 dans les roches phosphatées brutes oscillent entre 20,70% et 28,70% du poids de la roche totale, alors que dans les fractions granulométriques triées, ces teneurs sont de 27% à 32% du poids de ces fractions phosphatées.
III-2 DISTRIBUTION DES ELEMENTS TRACES DANS LES ROCHES BRUTES ET DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES.
L'examen des résultats relatifs aux analyses des éléments traces dans les roches phosphatées brutes et dans les fractions granulométriques a permis de relever les points suivants:
1. Les éléments traces ne se concentrent pas à des proportions égales dans les différentes couches phosphatées. Ainsi le Strontium (Sr) est l'élément trace le plus abondant dans nos échantillons, il présente des teneurs variables oscillant entre 1193 ppm et 1617 ppm, suivi du Zinc (Zn) (97 ppm - 860 ppm), du Chrome (Cr) (190 ppm - 416 ppm); du Plomb (Pb) (180 ppm -360 ppm) et enfin du Cadmium (Cd) (14 ppm - 160 ppm).
44
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Ils se classent par ordre de concentration décroissante comme suit:
[Sr] > [Zr] > [Cr] > [Pb] > [Cd]
2. A l'image des roches phosphatées brutes, ces éléments traces ne présentent pas les mêmes concentrations dans les différentes fractions phosphatées pures, mais gardent le même ordre d'abondance que dans les premiers. Ainsi le Sr est le plus abondant avec des teneurs allant de 64 ppm à 691 ppm. Vient ensuite, le Zn avec des teneurs de 0,5 ppm à 386 ppm, suivi du Cr avec des teneurs comprises entre 3,6 ppm et 115 ppm puis du Pb avec des teneurs comprises entre 5,6 ppm et 220 ppm, vient enfin le Cd avec des teneurs oscillant entre 0,4 ppm et 34 ppm.
3. Dans les roches brutes, les teneurs en chaque élément pris séparément ne semblent pas varier considérablement d'une couche à une autre, alors que dans les différentes classes granulométriques phosphatées ces teneurs présentent des variations significatives.
En effet ces éléments sont souvent plus concentrés dans les fractions fines (100 ppm, 125ppm, 160 ppm) que dans les fractions grossières (250µm, 315µm). Cependant, il existe une exception, celle présentée par les échantillons MT 164,80m et MD 183m où la fraction grossière est plus riche en éléments traces que les autres fractions fines.
45
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
A: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée B: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée/à la fraction phosphatée totale
CAO (%) MgO (%) Na20 (%) Fraction A B A B A B
Echantillon 315 µm 23,53 12,10 0,55 0,28 0,62 0,31
250 µm 23,34 1,31 0,53 0,03 0,83 0,05
200 µm 23,26 2,02 0,51 0,04 0,57 0,05
160 µm 22,83 2,87 0,54 0,07 0,69 0,09
MT 164,80 m MT 164,80 125 µm 23,39 3,73 0,58 0,58 0,09 0,09
100 µm 25,48 1,40 0,53 0,03 0,60 0,03
315 µm 23,21 4,91 0,40 0,08 0,51 0,11
250 µm 24,09 1,68 0,42 0,03 0,69 0,05
200 µm 23,28 2,23 0,43 0,04 0,54 0,05
160 µm 23,12 4,83 0,47 0,10 0,60 0,13
MT 159,80MT m 125 µm 22,77 7,77 0,48 0,16 0,59 0,20
100 µm 27,33 2,05 0,57 0,04 0,59 0,04
315 µm 30,05 3,04 0,51 0,05 1,25 0,13
250 µm 33,61 2,62 0,54 0,04 1,29 0,10
200 µm 31,65 2,72 5,00 0,04 1,26 0,11
160 µm 28,74 5,52 0,49 0,09 1,15 0,22
MR 228,30 m 125 µm 29,63 7,38 0,52 0,13 1,23 0,31
100 µm 29,02 8,57 0,55 0,16 1,16 0,34
Tableau C Résltats du dosage des éléments majeurs dans les fractions granulométriques de quatre échantillons phosphatés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
A: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée B: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée/à la fraction phosphatée totale
CAO (%) MgO (%) Na20 (%) Fraction A B A B A B
Echantillon
315 µm 22,55 11,25 1,09 0,55 0,70 0,35
250 µm 30,60 2,17 0,78 0,06 1,42 0,10
200 µm 27,31 2,13 0,64 0,05 1,34 0,10
MD 183,00 m 125 µm 26,59 4,30 0,58 0,09 1,31 0,21
315 µm 32,55 1,25 0,61 0,03 1,89 0,08
250 µm 29,89 1,33 2,36 0,11 1,44 0,06
200 µm 30,31 0,85 1,06 0,03 1,49 0,04
160 µm 27,92 2,39 1,63 0,14 1,31 0,11
MR 244,20 m
125 µm 24,37 8,51 0,46 0,22 0,77 0,27
100 µm 23,58 11,33 1,59 0,76 0,82 0,39
315 µm 36,40 2,57 0,44 0,03 1,36 0,10
200 µm 21,47 1,30 0,64 0,04 0,26 0,02
160 µm 27,63 4,79 0,57 0,10 1,47 0,25
RD 238,10 m 125 µm 23,42 5,73 0,47 0,12 0,33 0,08
100 µm 22,47 9,14 0,61 0,25 0,16 0,07
Tableau C (suite) Résultats du dosage des éléments majeurs dans les fractions granulométriques de quatre échantillons phosphatés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
A: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée B: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée/à la fraction phosphatée totale
Sr (ppm) Cr (ppm) Cd (ppm) Zn (ppm) Pb (ppm) Fraction A B A B A B A B A B
Echantillon 315 µm 1345,00 691,46 92,00 47,30 9,00 4,63 92,00 47,30 128,00 65,81
250 µm 1188,00 69,73 198,00 11,62 6,00 3,52 57,00 3,35 104,00 6,11
200 µm 1172,00 101,86 213,00 18,52 7,00 0,61 106,00 9,21 124,00 10,78
160 µm 1184,00 149,82 237,00 29,79 7,00 0,88 37,00 4,65 105,00 13,20
Phosphates
MT 164,80 m 125 µm 1205,00 192,32 248,00 39,58 7,00 1,12 30,00 4,80 141,00 22,50
100 µm 1165,00 63,93 255,00 14,00 7,00 0,38 56,00 3,07 127,00 6,97
315 µm 1153,00 244,10 160,00 33,87 61,00 12,91 509,00 107,75 319,00 67,53
250 µm 1112,00 77,39 202,00 14,06 64,00 4,46 549,00 30,21 118,00 8,21
200 µm 1145,00 106,94 237,00 22,14 63,00 5,88 533,00 49,78 102,00 9,53
160 µm 1156,00 241,37 267,00 55,75 71,00 14,83 556,00 116,09 142,00 29,65
Phosphates
MT 159,80 m 125 µm 1083,00 369,73 261,00 89,10 71,00 24,24 576,00 196,31 119,00 40,70
100 µm 1181,00 88,69 262,00 19,68 61,00 4,58 424,00 31,81 153,00 11,49
315 µm 1200,00 121,32 200,00 20,22 20,00 2,02 36,00 3,64 128,00 12,94
250 µm 1295,00 101,01 281,00 21,92 28,00 2,18 6,00 0,47 118,00 9,20
200 µm 1310,00 112,66 252,00 21,67 25,00 2,15 25,00 2,15 121,00 10,40
160 µm 1226,00 235,27 288,00 55,26 18,00 3,45 32,00 6,14 115,00 22,06
Phosphates
MR 228,30 m 125 µm 1268,00 315,73 285,00 70,96 16,00 3,98 48,00 11,95 123,00 30,63
100 µm 1280,00 377,98 278,00 82,09 22,00 6,49 50,00 14,77 94,00 27,75
Tableau D Résltats du dosage des éléments majeurs dans les fractions granulométriques des échantillons phosphatés MT 164,80m, MT 159,80m, MR 228,30m; MR 244,20m; RD 238,10m et MD 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
A: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée B: Teneurs en éléments traces dans la fraction phosphatée analysée/à la fraction phosphatée totale
Sr (ppm) Cr (ppm) Cd (ppm) Zn (ppm) Pb (ppm) Fraction A B A B A B A B A B
Echantillon
315 µm 1604,00 66,72 267,00 11,10 67,00 2,78 468,00 19,47 321,00 13,35
250 µm 1305,00 58,33 81,00 3,62 44,00 2,19 473,00 21,14 261,00 13,65
200 µm 1424,00 40,08 186,00 5,24 68,00 1,91 582,00 16,38 198,00 11,66
160 µm 1318,00 112,70 253,00 21,63 50,00 4,79 527,00 45,06 121,00 5,57
Phosphates
MR. 244,20 m 125 µm 1037,00 361,91 242,00 84,46 83,00 28,97 563,00 196,48 117,00 40,83
100 µm 1038,00 499,70 240,00 115,41 64,00 30,77 803,00 386,16 459,00 220,70
315 µm 1671,00 118,14 129,00 9,12 199,00 14,70 1073,00 75,86 167,00 11,81
200 µm 1168,00 69,73 301,00 17,97 72,00 4,30 452,00 26,98 147,00 8,78
160 µm 1435,00 249,70 221,00 38,30 132,00 22,88 747,00 129,50 125,00 21,66
125 µm 1183,00 289,24 284,00 69,73 114,00 27,87 549,00 134,20 165,00 40,34
Phosphates
RD RD 238,10 m 100 µm 1124,00 417,02 281,00 114,25 84,00 34,15 407,00 165,50 145,00 58,96
315 µm 1127,00 563,50 157,00 78,50 25,00 12,50 304,00 152,00 131,00 65,50
250 µm 1470,00 104,07 210,00 14,87 39,00 2,76 343,00 24,28 130,00 9,20
200 µm 1469,00 114,73 250,00 19,52 132,00 10,31 356,00 27,80 140,00 10,93
Phosphates
MD183,00m 125 µm 1468,00 237,73 320,00 51,71 40,00 6,46 312,00 50,42 104,00 16,80
Tableau D (suite) Résultats du dosage des éléments majeurs dans les fractions granulométriques des échantillons phosphatés MT 164,80m, MT 159,80m, MR 228,30m; MR 244,20m; RD 238,10m et MD 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
a- Distribution des éléments traces dans les fractions phosphatées et dans les acides humiques.
Avant d'exposer les résultats relatifs aux dosages des éléments traces dans les acides humiques, il nous est apparu utile de prévenir le lecteur des difficultés d'ordre analytiques que nous avons rencontrées au cours des dosages de ces éléments dans les composés humiques.
Ces difficultés se résument dans la perte au cours des manipulations, de quantités plus ou moins importantes d'éléments traces.
L'ensemble des artéfacts analytiques est occasionné par les traitements chimiques que subit l'échantillon lors de l'extraction des composés humiques.
Le premier artéfact est induit par le traitement de l'échantillon avec HCl 2N avant l'extraction de ses composés humiques. Ce traitement a pour effet de détruire la fraction phosphatée et éventuellement carbonatée et de solubiliser ainsi les éléments traces liés à cette fraction.
Le lecteur trouvera dans ce même paragraphe les quantités d'éléments traces libérés lors de ce traitement.
Toutefois, si ce traitement devrai t à priori, ne pas altérer la matière organique, il peut néanmoins, étant donné la fragilité des composés humiques, déstabiliser certains liens contractés entre les éléments traces et ces composés. Ainsi, la solution de décarbonatation va comporter, du moins dans des faibles proportions, des quantités variables de ces éléments.
Le deuxième artéfact est induit par les différents lavages de l'échantillon à l'eau distillée après décarbonatation. Les solutions de lavages étant non récupérées, peuvent contenir des quantités d'éléments traces plus ou moins importantes, lessivées à partir des composés humiques.
Le troisième et dernier artéfact est quant-à-lui induit par le traitement que subit l'échantillon lors de l'extraction même des composés humiques. Ces derniers étant solubilisés par NaOH 0,l N, il est probable que ce solvant oxydant, entraine une oxydation de quelques éléments traces et leur élimination.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
C'est pour toutes ces raisons que les quanti tés en éléments traces dosés dans les acides humiques sont légèrement inférieures aux quantités réellement présentes dans ceux-ci. Certains éléments comme le Cr, Pb et Cd n'ont pas pu être dosés dans les acides humiques, étant donné leurs faibles quantités.
III-2-a ELEMENTS TRACES LIES A LA FRACTION MINERALE PHOSPHATEE
Les éléments traces liés à la fraction phosphatée, ont été dosés dans les solutions de décarbonatation de quelques fractions granulométriques par HCl 2N à froid pendant une nuit. Tout en ne représentant pas exactement les quantités réellement associées à la seule fraction minérale, ces quantités sont à rapporter, dans une large proportion, à1a fraction phosphatée. Seule une faible proportion pourrait en effet provenir des composés humiques.
Les résultats de ces analyses (consignés dans le Tableau F) permettent de dégager quatre observations :
1. Les teneurs en Sr dosées dans les extraits de décarbonatation de quelques fractions granulométriques varient de 520 ppm à 420 ppm (du poids des fractions analysées) soit 65 ppm à 235 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale). Ces teneurs représentent 31,23% à 44% du Sr total de ses fractions analysées.
2. Les teneurs en Zn dosées dans les extraits de décarbonatation des fractions granulométriques vont de 20 p pm à 270 ppm (du poids des fractions analysées) soit 2,51 ppm à 101,65 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale). Ces teneurs représentent 33% à 61,4% du Zn total des pellets phosphatés analysés.
3. Pour le Cr, les teneurs dosées dans les extraits de décarbonatation des fractions granulométriques varient de 50 ppm à 150 ppm (du poids des fractions
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
analysées) soit: 7,76 ppm à 48,8 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale). Ces teneurs représentent 42,7% à 63,35% du taux du Cr total lié aux pellets phosphatés analysés.
4. Les teneurs en Pb dosées dans les extraits de décarbonatation des pellets phosphatés varient de 30ppm à 50ppm du poids des fractions analysées, soit 1,76 ppm à 20,56ppm par rapport à la fraction phosphatée totale et représentent 20,41% à 38,1% du taux du Pb total dans ces fractions analysées.
5. Enfin, les teneurs en Cd dosées dans les extraits de décarbonatation des fractions granulométriques phosphatées varient de 2ppm à 27ppm du poids des fractions analysées, soit 0,25 ppm à 10 ppm du poids de fraction phosphatée totale. Ces teneurs représentent 20 à 55,6 % du taux du Cd total dosé dans ces fractions analysées.
III-2-b ELEMENTS EN TRACES LIES AUX ACIDES HUMIQUES
Les résultats des analyses des éléments traces dosés dans les acides humiques sont consignés dans le Tableau E.
Seuls le Sr et le Zn ont pu être dosés. Le Cd, le Cr et le Pb ne figurent pas vue leurs faibles concentrations dans les roches brutes et dans les fractions granulométriques phosphatées (comparativement aux teneurs en Sr et en Zn). Ils ont été lessivés par les traitements qu’ont subis les échantillons au cours de l'extraction de la fraction carbonatée et lors des lavages successifs par de l'eau distillée.
L'examen des teneurs en Sr et en Zn associées aux acides humiques permet de constater que :
1. Dans les acides humiques les teneurs en" Zn varient de 6,06 ppm à 156,25ppm du poids des factions analysées soit 0,5 ppm à 10,57 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Ces teneurs en Zn dans les acides humiques représentent 1,1% à 91,2% du taux du Zn associé aux pellets phosphatés analysés.
2. Le Sr est moins concentré dans les acides humiques que le Zn. Les teneurs en Sr dans ces extraits varient de 1,86 ppm à 208,33 ppm du poids des fractions analysées soit 0,2 ppm à 17,81 ppm (par rapport à la fraction phosphatée total).
Ces teneurs en Sr lié aux acides humiques représentent à 13% du Sr total concentré dans les pellets analysés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Sr (ppm) Zn (ppm) Sr A.H. % Zn A.H. % Fractions dans la fraction dans la fraction teneur /fr. ph. Tot Sr pel. Ph. teneur /fr. ph. Tot Zn pel. Ph. granulométrique granulométrique
Echantillon
315 µm 1,86 0,96 0,14 6,70 3,44 7,28
200 µm 20,67 1,80 1,77 53,15 4,62 50,00
160 µm 3,84 0,48 0,32 26,93 3,40 72,80
125 µm 5,33 0,85 0,44 24,02 3,82 80,00
MT m164,80 Phosphate 100 µm 9,70 0,53 0,83 51,00 2,80 91,21
315 µm 4,78 2,39 0,42 9,56 4,78 3,14
250 µm 13,77 0,97 0,93 27,53 1,95 8,02
200 µm 40,45 3,16 2,75 20,23 1,58 5,68
160 µm 30,16 5,28 60,31 10,57
125 µm 18,51 2,99 1,26 37,04 6,00 11,87
Md m183,00 Phosphate 100 µm 16,51 0,24 33,03 0,49
315 µm 208,13 8,67 13,00 138,89 5,78 29,00
250 µm 156,25 6,98 12,00 156,25 6,98 32,00
200 µm 108,70 3,06 7,63 108,70 3,06 18,30
160 µm 78,13 6,68 5,93 78,13 6,68 14,70
125 µm 51,02 17,81 4,92 25,51 8,90 4,53
MR m244,20 Phosphate 100 µm 14,88 7,16 1,43 14,88 7,16 1,83
315 µm 15,60 1,19 0,94 62,80 4,44 5,85
250 µm 40,04 1,81 26,85 1,21
200 µm 43,04 2,57 3,70 100,43 6,00 22,22
160 µm 12,52 2,17 0,87 12,52 2,17 1,68
125 µm 18,17 4,44 1,53 6,06 1,48 1,10
RD m238,10 Phosphate 100 µm 10,59 4,30 0,94 10,58 4,30 2,60
Tableau E Résultats du dosage des éléments majeurs dans les fractions granulométriques des échantillons phosphatés MT 164,80m; MR 244,20m; RD 238,10m et MD 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Sr (ppm) Zn (ppm) Fractions Extrait de Acides Extrait de Acides Pellets Pellets
Echantillon décarbontation humides décarbontation humides Par rapport à 470,00 1127,00 4,78 100,00 304,00 9,56 la fr. ph. Anal. Par rapport à 480,00 1124,00 644,00 250,00 407,00 10,56 la fr. ph. tot
F. 315 µm 315 F.
MD 183,00 m MD183,00 41,7 (%) 100 (%) 0,42 (%) 32,9 (%) 100 (%) 3,14 (%)
Par rapport à 480,00 1124,00 10,59 250,00 407,00 10,58 la fr. ph. Anal. Par rapport à 195,17 417,02 4,30 101,65 165,50 4,30 la fr. ph. tot
F. 100 µm 100 F. 42,7 (%) 100 (%) 0,94 (%) 61,43 (%) 100 (%) 2,26 (%)
Par rapport à 500,00 1183,00 18,17 270,00 549,00 6,06 la fr. ph. Anal. Par rapport à 12,25 289,24 4,44 66,00 134,23 1,48 la fr. ph. tot
F. 125 µm 125 F. 42,3 (%) 100 (%) 1,53 (%) 49,18 (%) 100 (%) 1,1 (%)
RD 238,10RD m Par rapport à 450,00 168,00 43,04 240,00 452,00 100,43 la fr. ph. Anal. Par rapport à 26,87 69,73 2,57 14,33 26,98 6,00 la fr. ph. tot
F. 200 µm 200 F. 38,53 (%) 100 (%) 3,7 (%) 53,1 (%) 100 (%) 22,22 (%)
Par rapport à 420,00 1345,00 1,86 50,00 92,00 6,70 la fr. ph. Anal. Par rapport à 216,00 691,46 0,96 25,71 47,30 3,44 la fr. ph. tot
F. 315 µm 315 F. 31,23 (%) 100 (%) 0,14 (%) 54,35 (%) 100 (%) 7,28 (%)
Par rapport à 520,00 1184,00 3,84 20,00 37,00 26,93 la fr. ph. Anal. Par rapport à 65,42 148,82 0,48 1,25 4,65 3,40 MT 154,80 m la fr. ph. tot
F. 160 µm 160 F. 34,9 (%) 100 (%) 0,32 (%) 26,88 (%) 100 (%) 72,8 (%)
Tableau F Tableau regroupant les teneurs en Zn (ppm) et en Sr (ppm) dans quelques fractions granulométriques, dans leurs extraits de décarbonation et dans leurs acides humiques
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Chapitre 3: ANALYSES ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
I- RENSEIGNEMENTS DÉDUITS DE LA DISTRIBUTION DES DIFFÉRENTES FRACTIONS GRAULOMÉTRIQUES DANS LES DIVERS FACIÈS CONSTITUANT LA SÉRIE PHOSPHATÉE DU BASSIN DE GAFSA - METLAOUI
I-1 RELATION: FREQUENCES DES GRAINS PHOSPHATES-FACIES LITHOLOGIQUE
L'examen des résultats statistiques de l'abondance des fractions phosphatées totales (F) dans les échantillons de phosphates, de marnes et cherts et de calcaires (Tableau A) montre que bien que ces échantillons proviennent de la même série 1ithologique, l'abondance des grains phosphatés y diffère considérablement.
En effet, ces grains phosphatés sont plus abondants dans les échantillons phosphatés que dans les niveaux marneux phosphatés et encore moins abondants dans ceux de calcaires.
La variation du taux des grains phosphatés dans ces différents faciès, on le sait, reflète les variations dans le temps et dans l'espace des conditions physico-chimiques favorables à la formation de ces éléments phosphatés (Belayouni, 1983).
La fluctuation de ces conditions entraîne une alternance de deux types d'épisodes:
des épisodes non favorables à la phosphatogenèse, ils sont responsables de la mise en place de couches stériles du type calcaires (lorsque les conditions qui y règnent sont trop oxydantes) et du type marneux, argileux et cherteux (quand les conditions sont fortement réductrices), où les grains phosphatés sont moins abondants ou quasi absents,
des épisodes propices à la phosphatogenèse, donnant naissance à des couches minéralisées riches en grains phosphatés qui peuvent représenter à eux seuls jusqu'à 87% du poids total de la roche.
57
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Les limites entre ces deux milieux ne sont pas franches et le passage d'une couche minéralisée à une couche stérile se fait d'une manière progressive, d'où l'existence d'étapes intermédiaires entre un niveau phosphaté et un niveau marneux (ce sont les marnes phosphatées ou les phosphates marneux) ou calcaire (ce sont les calcaires à ciment phosphaté ou les phosphates calcaires).
Ce passage progressif explique la présence à des concentrations variables de grains phosphatés dans les niveaux stériles où ils représentent dans tous les niveaux qui figurent moins de 50% du poids total de la roche.
I-2 FREQUENCES DES DIFFERENTES FRACTIONS DANS LES DIVERS ECHANTILLONS
Au sein de la fraction phosphatée totale (phase minéralisée) de chaque échantillon nous constatons l'existence d'une certaine hétérogénéité des tailles des grains phosphatés qui la constituent.
En effet, le tri granulométrique de ces fractions totales a mis en évidence une distribution polymodale des grains phosphatés (Fig. 11 à 15), avec des modes grossiers, entre 250 µm et plus de 315 µm, correspondant à un stock généralement peu important (4% à l0% du poids de la fraction phosphatée totale F).
Ce stock est constitué par des gros grains phosphatés et des coprolithes entiers ou fragmentés. Puis plusieurs autres modes fins à peu grossiers, représentés par des grains ayant une taille qui oscille entre 100 µm et 200 µm, correspondant pour l'essentiel à des pellets phosphatés de forme ovoïde, représentant jusqu'à 44% du poids de la fraction phosphatée totale.
Un examen plus détaillé des pourcentages de fréquences des différentes classes granulométriques montre deux types de répartition de ces classes:
il y a des échantillons où la fraction granulométrique fine (dont la taille varie
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES entre 100µm et 160 µm) domine et représente jusqu'à 56,6% du poids de la fraction phosphatée totale. Dans ces échantillons les fractions grossières (dont la taille est supérieure à 200 µm) sont moins fréquentes.
Ces variations de fréquences sont: illustrées par les corrélations négatives établies entre la taille des grains et leurs fréquences dans la fraction phosphatée totale (Fig. 11 à 15).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.11 Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.12 Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.13 Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.14 Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.15 Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
Il y a un autre type d'échantillons dans lesquels nous avons mis en évidence une nette dominance des fractions grossières, essentiellement, la classe dont la taille est supérieure à 315 µm. Dans ce type de roches nous observons des corrélations positives entre la taille des classes granulométriques et les pourcentages de fréquences de ces classes. C'est le cas présenté par les échantillons: MT 164,80m et MD 183 m (Fig.11 et 13).
La dominance des fractions fines ou des fractions grossières dans les échantillons triés résulte de l'action de deux facteurs principaux:
-Le premier, c'est l'emplacement du sondage (d’où provient l’échantillon) dans le bassin phosphaté par rapport aux zones de paléorivages (île de Kasserine et craton saharien).
En effet, dans le cas des sondages situés prés des zones du paléorivage, l'agitation des eaux a entraîné l'élimination par vannage des particules fines qui ont été mises en suspension, puis dispersées vers le large, d'où la dominance dans ces zones d'une
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES fraction pour l'essentiel grossière.
Contrairement aux premiers, les sédiments situés au large du bassin, à l'abri de l'agitation des eaux, présentent une nette prédominance des fractions fines.
-Le deuxième facteur réside dans la position de l'échantillon le long du profil lithologique. Les échantillons situés à la base ou au sommet de la couche présentent une prédominance des fractions grossières et des coprolithes. Ceci est dû aux processus du remaniement et du vannage qui affectent les phosphorites postérieurement à leur dépôt et qui ont été beaucoup plus intenses au niveau de la base et du sommet de la couche qu'au niveau de sa partie médiane.
C'est le cas des échantillons: MT 164,80 m (base de la couche II), RD 234 m (toit de la couche 0), RD 261,60 m (sommet de la couche VII) et MD 183 m (base de la couche I).
Alors que dans les échantillons placés au milieu de la couche phosphatée il y a une dominance des fractions fines dont la taille varie entre 100 µm et 160 µm. Ces échantillons reflètent les conditions d'un milieu calme non affecté par les remaniements.
Ce résultat est nouveau et intéressant car, d'une part, il confirme l'effet des mécanismes du remaniement et du vannage dans la genèse d'une couche minéralisée et d'autre part, il apporte des précisions sur l'intensité de ces processus dans le cas des couches de la série phosphatée du bassin de Gafsa - Métlaoui. Dans chaque couche, ces processus sont d'inégale intensité la base et le sommet de la couche ont en effet connu un remaniement plus intense que la partie médiane de cette couche.
CONCLUSION
La séparation de la fraction phosphatée totale contenue dans divers échantillons triés, en plusieurs classes granulométriques a mis l'accent sur trois points qui nous apportent des précisions d'ordre sédimentologique intéressants :
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
1°- les fractions phosphatées qui forment les niveaux minéralisés ont des tailles qui oscillent entre100 µm et plus de315 µm,
2°- l'emplacement des sondages (dans le bassin phosphaté) par rapport aux zones du paléorivage et l'intensité des processus du remaniement et du vannage qui affectent les niveaux phosphatés contrôlent largement la taille des grains phosphatés qui constituent ces niveaux.
3°- dans une même couche phosphatée, le remaniement été plus intense à la base et au sommet de la couche et de moindre intensité au milieu de la couche.
II- NATURE DE LA MATIÈRE ORGANIQUE ASSOCIÉE AUX ÉLÉMENTS DE PHOSPHATE TRIÉS
L'extraction des composés humiques à partir d'éléments de phosphate triés et nettoyés a permis de constater que toute la matière organique contenue dans les pellets phosphatés est extractible par la soude 0,1 N et donc elle est entièrement de nature humique. En effet, les extractions ne laissent aucun résidu organique, ce qui permet de conclure à priori que la fraction kérogène n'est pas représentée dans le contenu organique des pellets, puisqu'on sait que le résidu restant après l'extraction des composés humiques constitue généralement la fraction kérogène.
Ce résultat est très significatif, car il confirme des résultats déjà obtenus (Khamli, 1985) et il apporte la preuve que le contenu organique des éléments de phosphate est entièrement et exclusivement constitué de composés humiques.
Le fractionnement de ces composés humiques, en acides humiques et en acides fulviques a permis de constater que les acides fulviques ne sont pas
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES représentés et que les composés humiques se trouvent entièrement sous forme d'acides humiques.
De point de vue géochimie fondamentale, ce résultat montre que la genèse des éléments de phosphate coïncide avec la présence dans le milieu de sédimentation d'une matière organique au stade des acides humiques, c'est-à-dire, à un stade très précoce de la diagenèse. Ceci suggère que les éléments phosphatés prennent naissance dans les premiers mètres de sédiments au sein d'une boue dans laquelle les eaux interstitielles sont particulièrement riches en matière organique de nature humique. La fossilisation de ces derniers à l'intérieur des éléments phosphatés les a soustraits aux processus diagenètiques qui les aurait conduits jusqu'au stade ultime de la diagenèse: stade kérogène.
Notons également que quelque soit la taille des éléments de phosphate analysés, la matière organique piégée dans leurs endogangues est totalement de nature humique.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
III- RENSEIGNEMENTS DÉDUITS DE LA DISTRIBUTION DU CARBONE ORGANIQUE DANS LES FRACTIONS PHOSPHATÉES TOTALES ET DANS LES FRACTIONS GRANULOMÉTRIQUES
Avant de suivre la variation du carbone organique dans les fractions phosphatées totales et dans les fractions granulométriques, nous allons essayer de présenter et d'analyser les résultats de la distribution des teneurs en carbone organique dans les roches phosphatées brutes et leur relation avec les les teneurs en P205.
III-1 CORRELATION ENTRE CARBONE ORGANIQUE TOTAL ET
P205 TOTAL.
La figure 16 représentant la variation des teneurs en carbone organique total des
échantillons phosphatés en fonction de leurs teneurs en P205(%) montre une faible corrélation positive (R=0,33) entre ces deux paramètres. Cette corrélation met en évidence deux types d'échantillons (Fig. 16).
1. Un premier groupe de roches phosphatées qui ont subi un remaniement qui a éliminé la seule fraction organique de l'exogangue et a épargné celle de l'endogangue, d'où la bonne corrélation positive que présente leurs teneurs en carbone organique avec celles en P205 total. C'est le cas des échantillons: MR 225m; MR 228,30m; MD 183m; RD 238,10m; RD 250,20m; RD 261,60m ET MT 159,80m.
2. Un deuxième groupe d'échantillons phosphatés qui ont des teneurs élevées en carbone organique car leurs exogangues sont riches en argiles, marnes et matière organique, ce qui explique l'absence de corrélation entre leurs
teneurs en carbone organique et celles en P205.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.16 Corrélation entre teneurs en carbone organique
total et teneurs en P2O5 dans les roches brutes des sondages: Metlaoui, Redeyef, M'Rata et M'Dilla.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Ce résultat suggère déjà, l’existence de deux stocks de matière organique.
Un stock intimement lié à l'endogangue des grains phosphatés et reste toujours à l'abri des remaniements et un deuxième stock éparpillé dans l'exogangue de ces pellets et ne présentant aucun lien avec les fractions phosphatées. Ce dernier stock sera éliminé' dès que les dépôts subissent des phénomènes du remaniement et du vannage.
III-2 CORRELATION:CARBONE ORGANIQUE DES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES-TAILLE DES CLASSES GRANULOMETRIQUES
Les graphiques (Fig. 17 à 20), illustrant la variation des teneurs en carbone organique des différentes classes granulométriques en fonction de la taille de ces classes. Ces graphiques présentent des histogrammes polymodaux prouvant que les teneurs en carbone organique varient d'une classe granulométrique à une autre.
Ces histogrammes montrent que les fractions fines (100um, 125µm et 160um) sont les plus riches en carbone organique comparativement aux fractions grossières (250 µm et 315 µm). Ces observations sont illustrées par les bonnes corrélations négatives entre les différents tailles des fractions granulométriques et leurs teneurs en carbone organique.
Ce résultat géochimique rejoint d'autres observations d'ordre pétrographique qui ont montré que dans un matériel phosphaté les grains de petites tailles (pellets et oolithes) présentent une endogangue plus riche en matière organique que les grains grossiers (Sassi, 1974; Slansky, 1980; Béji-Sassi, 1985).
Cependant, nous constatons l'existence de quelques exceptions où le carbone organique des fractions grossières (Ø > 315um) est plus élevé que celui des fractions fines. C'est le cas des échantillons MT 164,8Om et MD 176,80m. L'examen de la constitution de ces échantillons montre que ce sont des niveaux phosphatés coprolithiques où prédomine une fraction grossière (Fl représente 51 à 58% du poids de
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
F), d'où leur carbone organique représentant jusqu'à 50% du carbone organique de la fraction phosphatée totale.
Fig.17 Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.18 Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.19 Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.20 Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
III-3 VARIATION DES TENEURS EN CARBONE ORGANIQUE DES FRACTIONS PHOSPHATEES TOTALES
Les teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales varient de 0,43 à 2,167% du poids de F, soit 0,001 à 1,39% du poids de l'échantillon brut.
III-3-a VARIATION DES TENEURS EN CARBONE ORGANIQUE DES FRACTIONS PHOSPHATEES TOTALES EN FONCTION DES TENEURS EN P2O5
Les graphiques (Fig. 21, A et B) illustrant la variation des teneurs en carbone organique de F (% du poids du F) en fonction des teneurs dans les échantillons de phosphate et de marnes et calcaires peu phosphatés (des deux sondage Redeyef et M'Dilla montrent que ces teneurs restent constantes quelque soit la nature lithologique du faciès. En effet, ces teneurs ne dépendent que de la richesse des fractions granulométriques (qui composent la fraction phosphatée totale) en matière organique.
Cependant, nous observons une exception, celle présentée par le sondage Metlaoui où les échantillons MT 159,80m, MT 161,10m (phosphate) et MT 156,65m (marne) ont des fractions phosphatées totales ayant des teneurs particulièrement élevées en carbone organique (2,02 à 2,16% du poids de F). Ceci s'explique par la prédominance dans ces échantillons d'une fraction phosphatée fine (F5 représente 27,9 à 44,86% du poids de F et F6 représente 26,2 à 39,5% du poids de F). Comme nous l'avons déjà montré (§ III-2), les fractions granulométriques fines sont plus riches en matière organique, d'où les teneurs en carbone organique de F% du poids de F (dans ces trois échantillons) qui sont très élevées (Fig. 21, C).
La constance des teneurs en carbone organique dans les fractions phosphatées totales isolées et triées, montre que quelque soit la nature lithologiques (phosphate, marne, argile ou calcaire), la fraction phosphatée associée à ces faciès enregistre des teneurs comparables en carbone organique total. De plus, compte-tenu des résultats précédemment obtenus, ces contenus organiques sont également comparables du point de vue de leur nature et composition, ils sont en effet de nature exclusivement humique.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Redeyef
M'Dilla
Métlaoui
Fig.21 Variation des teneurs en carbone organique de la
fraction phosphatée en fonction des teneurs en P2O5
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Nous pouvons donc conclure que la concentration de la matière organique au sein des éléments phosphatés et uniforme, elle peut tout au plus dépendre de la taille granulométrique de ces éléments, mais reste pratiquement indépendante de la nature lithologique du sédiment ainsi que de l'abondance de la fraction phosphatée.
Cet indice organique témoignerait de la stabilité dans le temps, des conditions du milieu de genèse des phosphorites. Celles-ci ont été, en effet comparables tout au long de la période correspondant au dépôt de la série phosphatée du bassin de Gafsa-Metlaoui.
Ces caractéristiques du milieu ne sont véritablement différentes que lors du dépôt des niveaux complètement stériles et exempt de phosphate.
III-3-b VARIATION DES TENEURS EN CARBONE ORGANIQUE DE LA FRACTION PHOSPHATEE TOTALE EN % DU POIDS DE L'ECHANTILLON
Les teneurs en carbone organique de la fraction phosphatée totale (% de, l'échantillon) dosées dans des riches échantillons de phosphates, de marnes et calcaires peu phosphatés varient de 0,001 à 1,39% du poids de l’échantillon. Ces teneurs montrent des variations significatives le long des profils lithologiques.
Ces variations sont de trois types:
i- Variation en fonction de la nature lithologique
Les teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales (% du poids de la roche) dosées dans tous les échantillons (phosphate et marnes et calcaires peu phosphatés) sont les plus élevées dans les échantillons de phosphate où les valeurs se situent entre 0,20 et 1,39% du poids de la roche, intermédiaires dans les échantillons de marnes et argiles peu phosphatées avec des valeurs comprises entre 0,15 et 0,70% du poids de la roche et plus faibles dans les échantillons de calcaires phosphatés, où les valeurs varient de 0,001 à 0,24 % du poids de la roche brute.
Ces variations des teneurs en carbone organique de F (% du poids de l’échantillon) en fonction de la nature lithologique des faciès sont bien illustrées sur le graphique (Fig. 22) des sondages Metlaoui, Redeyef et M'Dilla.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Corg. F % du poids de l’échantillon
Teneurs en P2O5 (%)
Corg. F % du poids de l’échantillon
Teneurs en P2O5 (%)
Corg. F % du poids de l’échantillon
Teneurs en P2O5 (%)
Fig. 22 Variation des teneurs en Corg. du F (%) du poids de l'échantillon (%) en fonction des teneurs en P2O5 (%) dans les sondages, Metlaoui (A); M'Dilla (B) et Redeyef (C).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Ce résultat naturel s'explique par la variation de l'abondance des éléments phosphatés, qui est plus grande dans les échantillons de phosphate que dans les niveaux marneux phosphatés et encore moins grande dans les calcaires peu phosphatés.
ii- Variation verticale le long des profils lithologiques
Dans le sondage Metlaoui S. 6, nous assistons à une variation significative des teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales (% du poids de la roche brute) depuis la base jusqu'au sommet de la série. Ces teneurs sont de l'ordre de 0,26 à 0,32% du poids de la roche dans les couches phosphatées de la base (respectivement CVI et CV), alors que dans les couches qui forment le sommet de la série, ces teneurs sont de 1,29 à 1,39% du poids de la roche(CI).
Ce résultat est illustré par le graphique (Fig.23, A) sur lequel nous observons une diminution des teneurs en carbone de la fraction phosphatée totale (% de la roche) en fonction de la profondeur.
L'augmentation des teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales (% du poids de la roche) de la base au sommet de la série recoupée par le sondage Metlaoui s'observe également dans le sondage de M'Dil1a (Fig. 23, B), mais elle est moins importante que dans le premier.
Cette évolution géochimique verticale concorde avec un résultat d'ordre sédimentlogique (Sassi, 1974) qui montre que la série phosphatée présente une variation verticale se traduisant, entre autre, par une augmentation de la puissance des couches phosphatées (CI, CII), s'accompagnant d'une augmentation des teneurs en phosphate tricalcique (T.C.P.) et donc en éléments phosphatés.
Cette variation verticale qui affecte la série phosphatée est due à l'intensification des processus remaniement et de vannage qui entrainent une concentration des éléments phosphatés et la mise en suspension des particules fines (matière organique, argile, etc.), d'où l'appauvrissement de l'exogangue de ces éléments en matière organique (Sassi, 1974; Belayouni, 1983).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.23 Variation des teneurs en carbone organique de la fraction phosphatée F (% du poids de F) en le long du profil lithologique du sondage Metlaoui (A) et du sondage M'Dilla (B).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Donc la matière organique qui se trouve dans ces couches sera presque totalement associée aux grains phosphatés. Ceci est confirmé par les teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales en pourcent du carbone organique total de la roche brute qui varient de 62,13% à plus que 100% (car nous avons procédé à un enrichissement de l'échantillon par lavage et par tri des grains phosphatés uniquement). C'est le cas des échantillons MT 159,80m (CI) (C.org. T = 1,02%, C.org. F = 1,29%); MT 161,10m (CI) (C.org. T. = 1,23 %, C.org. F. = 1,39%) et MD 183 m (C.org. T. = 0,91%, C.org. F. = 0,62 %.). Alors que dans les couches de la base de la série où les processus de remaniement sont beaucoup moins intenses, l'exogangue des grains phosphatés est riche en matière organique d'où les teneurs en carbone organique de F % du C.org. T qui ne dépassent pas 18,5 % à 39 % du taux de C.org. T de la roche (CI, éch. MT 171 m; C.org. T= 1,4%; C.org. F. = 0,26 % ; MT 169,50m, C.org. T= 1,0%, C.org. F = 0,32%; MD. 205 m ; C.org. T= 1,38%, Corg. F. = 0,51% ; MD. 208,30m, Corg. T= 1,18% ; C.org. F. = 0,46%).
iii- Variation des teneurs en carbone organique des fractions phosphatées totales au sein de la même couche.
Nous allons suivre maintenant la variation des teneurs en carbone organique de la fraction phosphatée totale dans des échantillons provenant de la même couche phosphatée.
Dans la couche I du sondage Métlaoui, nous avons des teneurs en carbone organique de fraction phosphatée totale de l'échantillon MT 159,80 m, (placé au milieu de la couche) qui est de l'ordre de 1,29% du poids de l'échantillon, alors que dans l'échantillon MT 161,l0 m (placé à la base de la couche) le carbone organique de la fraction phosphatée totale passe à 1,39% du poids de l'échantillon. Donc, nous avons une variation du carbone organique de F significative (0,1%) suivant que l'échantillon est placé au milieu ou à la base de la couche.
Dans la couche II de ce même sondage nous avons l'échantillon MT 164,80m (placé à 0,30m de la base de la CII) qui présente une fraction phosphatée totale ayant une teneur en carbone organique égale à 0,26% du poids de l'échantillon alors que dans
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES l'échantillon MT 163,10m, (placé au top de la CII), la fraction phosphatée totale a une teneur en carbone organique égale à 0,45% du poids de la roche brute (soit une différence de 0,20%).
Ce résultat géochimique, bien que nuancé (différences des teneurs de l'ordre de 0,20% au maximum) confirme celui déjà dégagé de la variation des fréquences des éléments de phosphate au sein des couches minéralisées et montre que les processus de remaniement qui affectent la couche phosphatée sont plus intenses à la base et au sommet et moins intenses dans la partie médiane de la couche.
III-4 RELATION: CARBONE ORGANIQUE DES ROCHES BRUTES- CARBONE ORGANIQUE DES FRACTIONS PHOSPHATEES TOTALES
Dans les échantillons de phosphate analysés, la relation Corg. F/Corg. total avec le carbone organique total, met également en évidence l'existence de deux types d'échantillons phosphatés.
-Un premier groupe à exogangue riche en matière organique, ce sont des phosphorites marneuses qui n'ont pas subi de remaniement. Dans ce cas le rapport Corg. F/Corg. total est faible et ne dépassant pas 30% (Fig. 24).
-Un deuxième groupe de phosphorites ayant subi un remaniement qui a provoqué le lessivage ne la matière organique de l'exogangue et a épargné celle de l'endogangue. D'où les teneurs en carbone organique des pellets phosphatés représentant jusqu'à 60 à 70% du carbone organique total de la roche brute (Fig. 24).
De plus, le degré du remaniement et la richesse de l'exogangue en matière organique et en argile varient d'un échantillon à un autre, ce qui explique
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
l'existence de quelques échantillons se plaçant entre les deux groupes suscités.
Signalons, enfin l'existence d'un échantillon (RD 250,20m) riche à la fois en carbone organique (Corg. T.=1,36%) et en pellets phosphatés (F représente 86,44% du poids de l'échantillon), d'où le rapport Corg. F/Corg.T.= 77,41.
Fig.24 Variation du rapport Corg. F(%) du poids de l'échantillon/ Corg. Total en fonction du Carbone organique total de la roche brute dans les échantillons phosphatés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
IV- RENSEIGNEMENTS DEDUITS DE LA DISTRIBUTION DES ELEMENTS MAJEURS ET DES ELEMENTS TRACES DANS LES ROCHES BRUTES, DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES TRIEES ET DANS LES ACIDES HUMIQUES EXTRAITS DE CES FRACTIONS
IV-1 RÉPARTITION DES ÉLÉMENTS MAJEURS
IV-1-a RÉPARTITION DU CALCIUM
Les teneurs en CaO dosées dans les roches phosphatées brutes constituent 40% à 50% du poids de ces échantillons (Tableau B).
Les teneurs en CaO présentes dans les fractions phosphatées totales varient 19,85% à 29,84% du poids de ces fractions, elles représentent 47,50 % à 58,90 % du taux de CaO total dosé dans les roches brutes.
Ce résultat montre que le CaO des phosphorites n'est pas totalement lié aux grains phosphatés et qu'il existe une bonne partie de cet oxyde dans l'exogangue de ces éléments phosphatés. Ceci est confirmé par la faible relation établie entre les teneurs en
CaO (%) et les teneurs en P205 (%) dans les roches phosphatées brutes montrant que pour des teneurs constantes en P20S nous avons une 1arqe variation des teneurs en CaO (Fig. 25, A).
Quand à la répartition du CaO dans les fractions granulométriques phosphatées nous avons des variations notables en CaO d'une classe à une autre. Les teneurs dosées oscillent entre 22,77 % et 33,65 % du poids des fractions granulométriques analysées soit 0,85% à 12,1% par rapport à la fraction phosphatée totale. Ces teneurs représentent 9 à 18% du taux de CaO des roches brutes.
Les graphiques (Fig. 26) illustrant les variations des teneurs en CaO (%) dans les classes granulométriques en fonction de la taille de ces classes montrent une large prédominance du CaO dans les fractions granulométriques fines, contrairement aux
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.25 Variation des teneurs en P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes en fonction des teneurs en Cao (%) (A); MgO (%) (B) et en Na2O (%).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.26 Variation des teneurs en CaO (%) en fonction de la taille granulométriques (µm) dans les échantillons phosphatés triés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES classes grossières qui contiennent des quantités moindres.
Ceci s'illustre par les corrélations négatives observées sur ces graphiques. Cependant, il existe une exception celle présentée par les échantillons MT 164,80m et MD 183,00m où la fraction dont la taille est supérieure à 315 µm contient des teneurs élevées en CaO il l'abondance de cette fraction dans ces deux échantillons, d'où les corrélations positives observées sur les graphiques qui leur correspondent (Fig. 26).
Le rapport CaO/P2O5 dans les Fractions granulométriques triées varient de 0,75 à 1,03. Comparé au rapport trouvé dans la franco1ite de Cornouaille (1,45), à celui de Sra El Ouartane (1,56) et celui trouvé dans les phosphorites des gisements marocains (1,63) ce rapport calculé dans les éléments de phosphate du bassin de Gafsa-Métlaoui est nettement plus faible.
Ce résultat est inhabituel, car l'on sait que ce rapport établi dans des échantillons provenant du même bassin de Gafsa-Métlaoui par Sassi (1974), se situe entre 1,40 et 1,50). Les valeurs trop faibles que nous avons enregistrées dans nos échantillons peuvent à priori s'expliquer de deux manières:
1°- soit qu'une erreur s'est introduite dans la technique de dosage de ces
deux éléments (CaO et P2O5) ce qui est à notre avis très peu probable car,
nous retrouvons des valeurs comparables du rapport CaO/ P2O5 dans tous les échantillons analysés.
2°- Soit que dans nos échantillons, qui rappelons le, sont des échantillons prélevés dans des sondages et qui sont donc moins altérés que les échantillons à l'affleurement, le degré de substitution des ions Ca dans le réseau de l'apatite est particulièrement élevé. Cette hypothèse est, d'ailleurs
appuyée par les valeurs du rapport MgO/P205 qui sont au contraire, plus élevées dans nos échantillons (voir paragraphe IV-1- b) comparées à celles données par Sassi (1974).
Dans nos échantillons, nous enregistrons donc un degré de substitution élevé des ions Ca par des ions Mg.
Toutefois, nous ne pensons pas que le lessivage des phosphorites, par les eaux météoriques pourrait entrainer un appauvrissement des apatites en Mg
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
donc une élévation du rapport CaO/P2O5 et un abaissement du rapport
MgO/P2O5 d'où les valeurs différentes de ces deux rapports calculés dans des phosphorites à l'affleurement (Sassi, 1974).
IV-1-b REPARTITION DU MAGNESIUM
Les teneurs en MgO dosées dans les roches brutes varient de 0,59 à 1,61 % du poids total de ces roches.
Les teneurs dosées dans les fractions phosphatées triées, oscillent entre 0,40 et 2,36 % du poids des fractions analysées et représentent 53,5 à 78 % du taux du la total lié aux roches brutes. Ceci montre le partage que subi le Mg entre la fraction phosphatée des éléments minéralisés et leurs exogangues.
Ce résultat est confirmé par la corrélation entre les teneurs en MgO (%) et les teneurs en
P205 (%) dans les roches brutes (Fig. 24B) qui montre que MgO n'est pas intimement lié aux éléments de phosphate.
Les teneurs en MgO dosées dans les fractions grossières phosphatées varient do 0,40 à 2,36 % du poids des fractions analysées soit 0,030 % à 0,764 % par rapport à la fraction phosphatée total.
A l'image du CaO et du Na2O les teneurs en MgO sont plus concentrées dans les fractions fines que dans les fractions grossières. Ceci est illustré par les corrélations généralement négatives établies entre les teneurs en MgO (%) et la taille des classes granulométriques 01m) dans différentes fractions analysées (Fig. 27).
Le rapport MgO/P2O5 calculé dans nos éléments de phosphate varie de 0,013 à 0,077. La comparaison de ce rapport avec celui trouvé dans d'autres apatites (Tableau H) montre qu'il est plus élevé dans le bassin de Gafsa-Métlaoui.
Nous avons déjà discuté de la signification probable de ces valeurs é1eves des rapports MgO/P2O5 dans le paragraphe (IV-1). Il serait le résultat d'une substitution plus forte des ions Mg aux ions Ca dans le réseau de l'apatite.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.27 Variation des teneurs en MgO (%) en fonction de la taille granulométriques (µm) dans les échantillons phosphatés triés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
IV-1-a REPARTITION DU SODIUM
Les teneurs en Na2O (%) dosées dans les roches phosphatées brutes constituent 2% à 3 % du poids de ces échantillons (Tableau B).
L'analyse chimique d'éléments phosphatés triés révèle la présence d'une certaine teneur en Na2O dans la structure du minéral (0,16 à 1,9% du poids des fractions analysées). Ces teneurs en Na2O lié à 1'apatite représentent 24,2 à 61,5 % du taux de
Na2O total dans les roches brutes.
Nous assistons là à un premier fractionnement du Sodium entre l'apatite et l'exogangue des éléments du phosphate.
En effet, le graphique (Fig. 25), illustrant la variation des teneurs en Na20(%) en fonction des teneurs en P2O5 (%,) montre une dispersion des points qui indique que le sodium ne se trouve pas uniquement dans le réseau de l'apatite mais peut être lié aux silicates (Sassi, 1974, Chaâbani, 1978).
Au sein des différentes fractions granulométriques phosphatées analysées, les teneurs en
Na2O dosées varient de 0,16 à 1,9 % du poids des fractions analysées soit 0,02 à 0,4 % par rapport à la fraction phosphatée totale. Ces teneurs en Na2O sont plus concentrées les fractions fines que dans les fractions grossières, ceci est illustré par les graphiques
(Fig. 28) sur lesquels nous avons représenté la variation des teneurs en Na2O (%) dans les fractions granulométriques en fonction de la taille de ces classes (µm) et qui présentent généralement une corrélation négative entre ces deux paramètres. Exception faite des deux échantillons MD 183rn et MR 164,80 m où la fraction 315 µm concentre plus de Na2O que les autres Fractions fines d'où les concentrations positives observées sur les graphiques qui leurs correspondent.
Quant au rapport Na20/P2O5, calculé dans nos éléments triés, il varie de 0,006 à 0,05. La comparaison de ce rapport avec celui d'autres apatites (Tableau H) pures montre qu'il est nettement plus élevé dans les apatites du bassin de Gafsa- Métlaoui, il est même supérieur à celui du bassin de Sra Ouertane (0,015 ; Zaier, 1984). De même la variation du rapport Na20/P2O5 au sein du bassin Gafsa Met1aoui montre que ce rapport croit de l'Est (0,0267 à M'Dilla) vers l'Ouest (0,036 à M'Rata). Ces différences sont très significatives; en effet, les richesses en Na20 sont fonction de la salinité du mi1ieu, elles
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES renseignent donc sur le degré de confinement, ce dernier est plus élevé dans le bassin du Nord que dans celui du Sud (Sassi, 1974) et plus élevé à l’Ouest du bassin Gafsa- Metlaoui qu’à l’Est.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.28 Variation des teneurs en Na2O (%) en fonction de la taille granulométriques (µm) dans les échantillons phosphatés triés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fraction Ca0/P 2 0 5 Mg0/P 2 0 5 Na2 0/P 2 0 5 Fraction Ca0/P 2 0 5 Mg0/P 2 0 5 Na2 0/P 2 0 5
Echantillon Echantillon
315 µm 0,79 0,02 0,02 315 µm 0,73 0,01 0,02
250 µm 0,77 0,02 0,03 250 µm ― ― ―
200 µm 0,78 0,02 0,02 200 µm 0,85 0,02 0,02
160 µm 0,79 0,02 0,02 160 µm 0,82 0,02 0,02
MT 164,80 m MT 159,80 m 125 µm 0,77 0,02 0,02 125 µm 0,86 0,02 0,02
100 µm 0,83 0,02 0,02 100 µm 1,02 0,02 0,02
200 µm 0,81 0,02 0,01 160 µm 0,96 0,02 0,04
160 µm 0,95 0,02 0,05 125 µm 0,98 0,02 0,04
125 µm 0,82 0,02 0,01 100 µm 1,01 0,02 0,04
MR 228,30 m
RD RD 238,10 m 100 µm 0,82 0,02 0,01
250 µm 0,98 0,08 0,05 315 µm 0,75 0,04 0,02
160 µm 0,92 0,05 0,04 250 µm 1,03 0,03 0,05
125 µm 0,94 0,02 0,03 200 µm 0,95 0,02 0,05
MR 244,20 m
MD 183,00 m 100 µm 0,86 0,06 0,03 125 µm 0,93 0,02 0,04
Tableau G Variation des rapports Ca0/P205, Mg0/P205 et Na20/P205 dans les fractions granulométriques phosphatées des échantillons
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Ca0/P205 Mg0/P205 Na20/P205
Francolite de Cornouaille 1,45 0,0052 0,0010
Sra El Ouerten 1,56 0,0050 0,0150
Maroc (Benguérir) 1,63 0,0268 0,0420
Bassin de Gafsa-Métlaoui 0,75 - 1,03 0,013-0,077 0,006-0,05 (Présente étude) Bassin de Gafsa-Métlaoui 1,41 0,0100 0,0300 (Sassi, 1974)
Tableau H: Comparaison des rapports Ca0/P205, Mg0/P205 et Na20/P205 dans les différents éléments phosphatés triés
provenant de divers gisements phosphatés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
IV-2 FRACTIONNEMENT DES ELEMENTS TRACES ENTRE PHASE PHOSPHATEE ET PHASE NON PHOSPHATEE
Rappelons que l'inventaire des éléments traces dans les roches phosphatées brutes, dans les fractions granu10métriques pures et dans les extraits d'acides humiques issus de ces fractions a été conduit selon les deux objectifs suivants:
1. préciser le fractionnement de ces éléments chimiques entre la phase phosphatée constituée par les grains phosphatés et la phase non minéralisée qui forme l'exogangue de ceux-ci,
2. suivre plus loin le fractionnement de ces éléments chimiques au sein des différentes classes granulométriques et mettre en relief tous les facteurs qui contrôlent ce partage.
IV-2-a SIGNIFICATION DE LA REPARTITION DU STRONTIUM
Les analyses chimiques (Tableau B et D) ont montré que le Strontium (Sr) est l'élément trace le plus abondant dans nos échantillons bruts (1193 ppm à 1617 ppm) et aussi dans nos fractions granulométriques analysées (58 ppm à 691 ppm) avec des teneurs moyenne respectives de 1496 ppm et 446 ppm.
Généralement, les phosphorites présentent des teneurs en Sr variables entre 1000 ppm et 2000 ppm (Swaine, 1962; Gu1brandsen, 1969). Plusieurs auteurs ont étudié les propriétés cristallochimiques des apatites et ont montré que ces propriétés favorisent la substitution du calcium par plusieurs autres éléments dans le réseau de l'apatite.
Parmi ces éléments, nous trouvons le Sr dont la présence dans les phosphorites est interprétée comme étant le résultat d'une incorporation de cet élément dans le réseau de l'apatite par substitution partielle aux ions calcium (Swaine, 1962; Gulbrandsen, 1969; Tooms et al., 1969).
Quant à la source du Sr, elle est attribuée au Sr de l'eau de mer: 7,6 ppm (Clauer, 1966).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
L'apatite prélève directement le Sr de l'eau de mer lorsqu’elle résulte d'une précipitation chimique et indirectement par l'intermédiaire des carbonates lorsqu'il s'agit d'une épigénisation de ces derniers (Renard, 1972; Chaâbani, 1978).
Toutefois, dans nos échantillons phosphatés bruts, les teneurs en Sr présentent une corrélation positive mais faible (R= 0,14) avec les teneurs en P2O5 de ces échantillons, autrement dit, les teneurs en Sr ne sont pas proportionnelles aux teneurs en
P2O5 (Fg. 29).
Cette large variation des teneurs en Sr dans les roches phosphatées signifie que le taux de concentration du Sr dans les phosphorites ne dépend pas uniquement du taux incorporé dans le réseau de l'apatite. Néanmoins, il existe bien d'autres facteurs qui semblent influencer sur la concentration de cet élément dans les phosphorites; à savoir:
1. un facteur externe aux pellets phosphatés et qui réside dans l'existence de quantités non négligeables du Sr associées à l'exogangue carbonatée de ces derniers. Ceci nous amène donc à doser le Sr dans les pellets phosphatés purs et de le comparer avec les teneurs en Sr dans les roches phosphatées brutes. C'est le meilleur moyen qui permet d'éliminer l’effet de la matrice et de préciser le partage du Sr entre la phase minéralisée (pellets, coprolithes, .....) et la phase non minéralisée de l'exogangue,
2. un facteur lié aux éléments phosphatés eux-mêmes. Comme il a été déjà signalé, ces éléments phosphatés, bien qu'ils proviennent d'un même bassin sédimentaire, voire du même échantillon, diffèrent par leurs tailles et leurs teneurs en carbone organique. Alors, pour déceler une éventuelle influence de ces paramètres sur la concentration du Sr dans les phosphorites, il apparait nécessaire de suivre le fractionnement du Sr dans les pellets phosphatés purs en fonction de leurs tailles granulométriques et de leurs richesses en carbone organique.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Concernant le premier point relatif au fractionnement du Sr entre la phase minéralisée et celle non minéralisée, les teneurs dans nos roches phosphatées brutes varient entre 1193 ppm et 1617 ppm.
Les fractions phosphatées totales constituant l'ensemble des fractions granulométriques des échantillons bruts présentent des teneurs en Sr qui oscillent entre 1019ppm et 1131 ppm soit 60% à 96,5% du Sr total de la roche brute. Ceci montre donc déjà, un premier stade de fractionnement du Sr entre la phase minéralisée et la phase non minéralisée. Le taux de concentration du Sr dans cette dernière phase semble dépendre de sa richesse en carbonates et du degré de transformation diagénétique de ceux-ci, qui s'accompagne généralement d'une perte du Sr (Kulp, 1952; Bathurst, 1971; Renard, 1972).
Fig.29 Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) et les teneurs
en P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui,Redeyef, M'Dilla et M'Rata.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Quant au deuxième point relatif au fractionnement du Sr au sein des pellets phosphatés, les résultats du dosage de cet élément dans les fractions granulométriques phosphatées pures appartenant à divers échantillons montrent que les teneurs en Sr varient considérablement d'une classe à une autre (Tableau F). Ainsi, avons-nous des classes granulométriques, relativement peu riches en Sr avec des teneurs, en cet élément, ne dépassant pas 100 ppm
Les graphiques (Fig. 30) sur lesquels nous avons représenté les teneurs en Sr en fonction de la taille des classes granulométriques dans la plupart des échantillons, montrent que les plus fortes teneurs en Sr sont concentrées dans les fractions granulométriques fines, comparativement aux fractions grossières qui en concentrent des quantités moindres. D'où les corrélations négatives observées sur ces figures. Ce résultat illustre bien l'existence de variations importantes en Sr avec la taille des classes granulométriques des éléments phosphatés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.30 Variation des teneurs en Sr (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Ces grains phosphatés qui différent par leurs tailles granulométriques diffèrent également par leurs teneurs en matière organique. Celle-ci, douée d'un phénomène de complexation, complexe plusieurs éléments qui sont connus comme étant toujours liés à la matière organique. Le Sr, apparaît alors, comme un élément possédant une affinité avec la matière organique liée aux grains phosphatés. Nous confirmerons ce résultat dans le paragraphe qui suit.
Il est significatif de noter à cet effet, qu’il existe une relation entre les teneurs en Sr et la matière organique dans les pellets phosphatés illustrée par les nettes variations des teneurs en Sr des fractions granulométriques et leurs teneurs en carbone organique.
Ainsi, aux teneurs élevées en Sr, correspondent généralement des teneurs élevées en carbone organique et inversement, d'où les bonnes corrélations positives observées sur les figures 31, 32,33 avec des coefficients de corrélations allant jusqu'à 0,98.
Il apparait donc clair, que le Sr lié aux pellets phosphatés purs est partagé entre le réseau apatitique de ces pellets et leur contenu organique.
Ce résultat revêt un intérêt particulier car il illustre l'existence d'une relation étroite entre la matière organique, le Sr et l'apatite.
Rappelons que la présence de cette matière organique au sein même des éléments phosphatés et la nature essentiellement humique de cette matière organique (Belayouni, 1983; Khamli, 1985) illustre clairement que la genèse des grains phosphatés s'est déroulée au sein des sédiments interstitiels à un stade très précoce de la diagenèse.
Phosphate et matière organique ont été donc réunis dans un micro-milieu représenté par le grain phosphaté à un stade très précoce. Ceci expliquerait, d'ailleurs la raison pour laquelle ces composés humiques n'ont pas évolué vers le stade kérogène.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.31 Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des deux échantillons MT 159,80m et MT 164, 80m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 32 Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 33 Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des deux échantillons MR 238,10m et MR 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Compte-tenu du pouvoir fort complexant de ces acides humiques vis-à-vis des cations métalliques et non métalliques (Levesque, 1970; Schnitzer et Khan, 1972; Stevenson, 1982, Morel, 1985; McKeague et al., 1986; Hatira, 1987), une conclusion fort intéressante se dégagerait alors de ce lien étroit entre la matière humique et les phosphates en rapport avec la concentration du Sr. Ces composés humiques ont probablement collecté par complexation des quantités importantes de Sr ainsi que d'autres éléments (Zn, Cd, Pb, Cr) dans le milieu interstitiel, avant de se trouver piégés dans les grains phosphatés encore non consolidés.
L'individualisation alors de ces micro-milieux riches en phosphate, en composés humiques et en éléments divers a favorisé l'incorporation dans le réseau de l'apatite, en voie de constitution, de certains éléments traces par substitution aux ions Ca et plus particulièrement du Sr dont l'affinité avec l'apatite est maintenant clairement établie.
Les composés humiques agissent en quelque sorte, comme des agents collecteurs du Sr à partir du milieu interstitiel.
D'après ce résultat, nous pensons donc que le Sr serait associé initialement en totalité aux acides humiques et que suite au piégeage de ces composés dans les éléments phosphatés, il s'est opéré un fractionnement de cet élément entre la fraction phosphatée (apatite) et les composés humiques. C'est la raison pour laquelle nous trouvons du Sr aussi bien dans 1 'apatite des fractions phosphatées que dans les composés humiques.
Il serait alors fort significatif de faire la part entre ces deux différentes quantités.
Les teneurs en Sr dosées dans les extraits de décarbonatation correspondant pour la plupart aux quantités liées au réseau apatitique de quelques fractions granulométriques varient de 65,4 ppm à 235 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale) soit 420 ppm à 520 ppm .du poids des fractions analysées. Autrement dit, les teneurs en Sr substitué aux ions Ca dans les réseaux de l'apatite des pellets phosphatés représentent 31,23% à 44% du Sr total contenu dans ces pellets.
La corrélation de ces teneurs en Sr lié au réseau apatitique des pellets phosphatés avec le P205 de ceux-ci montre une bonne corrélation positive (R=0,98) (Fig.34).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Quant aux teneurs en Sr dosées dans les acides humiques de quelques fractions granulométriques, elles varient de 1,8 ppm à 208,30 ppm du poids des fractions analysées soit 0,24 ppm à 17,81 ppm (par rapport la fraction phosphatée totale).
Ce Sr des acides humiques représente 0, 14 % à 13 % du taux de Sr total lié aux pellets phosphatés.
Teneurs en Sr des extraits de décarbonatation (ppm)
P2O5 (%)
Fig. 34 Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) et des extraits de décarbonatation de quelques fractions granulométriques et leurs teneurs en
P2O5 (%)
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Conclusion
Les résultats du dosage du Sr dans les roches phosphatées brutes, dans les pellets phosphatés et dans les acides humiques montrent que cet élément a subi une série de fractionnement entre la phase non phosphatée qui forme l'exogangue des pellets (c'est le Sr lié aux carbonates de la matrice) et la phase phosphatée qui correspond aux éléments phosphatés eux mêmes. Au sein de ces derniers le Sr se partage entre le réseau de l'apatite (c’est le Sr qui substitue le Ca) et la matière organique présente dans les pellets (c'est le Sr lié aux acides humiques).
IV-2-b SIGNIFICATION DE LA REPARTITION DU ZINC
Comme pour le Sr, nous allons essayer de suivre le fractionnement du Zinc (Zn) entre les deux phases constituant les roches phosphatées (phase phosphatée et phase non phosphatée) et dégager les principaux facteurs qui contrôlent ce fractionnement au sein â e chaque phase.
Pour commencer, rappelons que le Zn est l'élément trace le plus abondant dans les roches phosphatées brutes après le Sr. Les teneurs en Zn dans ces roches varient de 97 ppm à 860 ppm avec une moyenne de 425 ppm. Cette moyenne est plus élevée que celle trouvée par Altschuler (195 ppm) dans divers phosphorites (Altschuler, 1980).
Dans les fractions phosphatées totales, les teneurs en Zn vont de 6,52 ppm à 114,12 ppm soit 3% à 23% du Zn total contenu dans la roche brute.
Ce résultat montre déjà que le Zn contenu dans les phosphorites a subi un premier partage entre la fraction phosphatée et celle non phosphatée correspondant à l'exogangue des grains minéralisés.
Les teneurs en Zn dosées dans les différentes fractions granulométriques varient de 6 ppm à 80 ppm du poids des fractions analysées soit 0,5 ppm à 386,16 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale).
Ces teneurs varient d'une classe granulométrique à une autre et nous observons que les fractions fines contiennent plus de Zn que les fractions grossières. D'où l'existence d'une
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES bonne corrélation négative (Fig. 35,36) entre les teneurs en Zn et la taille des classes granulométriques; à l'exception des échantillons MT 164,80m et RD 183m où les fractions 315 pm contiennent plus de Zn que les autres fractions fines.
Les variations des teneurs en Zn dans les différentes classes granulométriques en fonction des teneurs en carbone organique montrent l'existence de très bonnes corrélations positives entre ces deux composants (Fig.37, 38).
En effet la superposition des trois graphiques:
-taille des classes granulométriques - teneurs en carbone organique,
-taille des classes granulométriques - teneurs en Zn,
- teneurs en carbone organique - teneurs en Zn.
De tous les échantillons analysés montre que les classes granulométriques qui sont les plus riches en Zn sont celles qui contiennent les teneurs les plus élevées en carbone organique et inversement; les fractions qui sont pauvres en carbone organique leurs correspondent des teneurs faibles en Zn.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 35 Variation des teneurs en Zn (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons MT 159,80m; MT 164,80m et RD, 238,10m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 36 Variation des teneurs en Zn (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons MR 228,30m; MR 244,20m et MD 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Ce résultat explique d'ailleurs, l'anomalie observée dans les deux échantillons MT 164,80m et MD 183m qui présentent des fractions grossières plus riches en Zn que les fractions fines. Cette anomalie serait due à leur richesse en carbone organique.
En somme, on peut dire que le Zn est bel et bien lié en partie à la matière organique des phosphorites. Ce résultat est clairement confirmé par le dosage du Zn dans les acides humiques extraits de quelques fractions granulométriques.
En effet, les teneurs en Zn dosées dans les acides humiques varient de 0,06 ppm à 156,25 ppm du poids de la fraction analysées soit 0,5 ppm à 10,57 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale). Ces teneurs en Zn dans les acides humiques représentent 1,19 % à 91,21% du taux du Zn total lié aux pellets phosphatés.
Par ailleurs, le dosage du Zn dans les fractions carbonatées de quelques classes granulométriques ont révélé l'existence de quantités importantes de Zn dans ces solutions. Ces quantités varient de 10,07 ppm à 270 ppm (par rapport à l'échantillon brut) soit 1,25 ppm à 101,65ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale) (Tableau H).
Cependant, nous constatons (Fig. 39) l'inexistence de relation entre les teneurs en Zn dosées dans les extraits de décarbonatation et les teneurs en P2O5 des pellets phosphatés.
Ainsi, ce résultat montre qu'une partie du Zn se trouve lié à l'apatite des pellets phosphatés, dans des proportions de 26,88 % à 61,43 % du taux du Zn total contenu dans ces grains phosphatés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 37 Corrélation entre les teneurs en Zn (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m; MR 244,20m et 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 38 Corrélation entre les teneurs en Zn (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 159,80m; MT 164,80m et RD 238,10m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 39 Corrélation entre les teneurs en Zn (ppm) dosées dans
les extraits de décarbonatation et les teneurs en P2O5 (%) de quelques fractions granulométriques phosphatées.
Conclusion
Au terme de ce paragraphe, retenons les points essentiels suivants:
1. les teneurs en Zn concentrées dans les phosphorites se partagent entre la phase minéralisée constituée par les pellets et les coprolithes et la phase non minéralisée formant l'exogangue de ces derniers.
2. Au sein des grains phosphatés, le Zn subi un deuxième partage entre l'apatite et la matière organique des grains phosphatés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
De plus, comme pour le Sr, les composés humiques se comportent vis-à-vis du Zn comme un agent chargé de collecter cet élément à partir du milieu interstitiel et de le concentrer au sein des micro-milieux constitués par les grains phosphatés et les composés humiques. Tardivement, il s'opère un partage de cet élément (Zn) entre l'apatite et la matière organique.
Notons toutefois qu'étant donné l'absence d'affinité du Zn avec le réseau de l’apatite, le fractionnement est en faveur des composés humiques qui associent les proportions les plus élevées en cet élément en comparaison avec les quantités liées au réseau apatitique des grains phosphatés.
IV-2-c DISTRIBUTION DU CHROME
Rappelons que les teneurs en Chrome (Cr) dosées dans nos roches phosphatées brutes varient de 242 ppm à 440 ppm avec des moyennes de 295 ppm. La comparaison de cette moyenne avec celle trouvée dans le bassin de Maknassy-Mezzouna (125ppm) (Beji-Sassi, 1985) et celle avancée par Altschuler (1980) (121 ppm) montre que nos échantillons sont plus riches en Cr.
Les teneurs en Cr dosées dans les fractions phosphatées totales triées varient de 207 ppm à 264,17 ppm du poids des fractions phosphatées analysées soit 26,80 ppm à 54,26 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale).
Ceci permet de retenir deux points essentiels:
1. Le Cr subi un premier partage entre l'exogangue des pellets phosphatés et les pellets phosphatés eux mêmes.
2. l'absence de corrélation dans les roches phosphatées brutes entre les teneurs en
Cr et en P2O5 (Fig.40) confirme l'existence de quantités du Cr dans l'exogangue des pellets phosphatés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
La coexistence du Cr et de la matière organique aussi bien dans les pellets phosphatés triés que dans leurs exogangues, laisse penser que le Cr est lié presqu'exclusivement à cette matière organique. Mais il existe une faible corrélation positive entre les teneurs en Cr et en carbone organique total des roches brutes (R= 0,40) (Fig.41).
Avant d'aborder la relation matière organique - teneurs en Cr dans les fractions granulométriques, examinons tout d'abord la variation du taux du Cr en fonction de la taille de ces grains phosphatés.
Fig. 40 Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en
P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Redeyef, M'Rata, M'Dilla et Metlaoui
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 41 Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Redeyef, M'Rata, M'Dilla et Metlaoui
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 42 Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 159,80m; MT 164,80m et RD 238,10m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 43 Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m; MR 244,20m et MD 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Les figures 44, 45, montrent que les teneurs en Cr varient d'une classe à une autre et que ce sont, généralement les fractions fines qui contiennent les teneurs les plus élevées en Cr.
La superposition des trois graphiques:
- teneurs en Cr - classes granulométriques,
- teneurs en Cr- teneurs en carbone organique,
- teneurs en carbone organique- classes granulométriques, de chaque échantillon montre que la richesse en Cr dans différentes fractions varient proportionnellement aux teneurs en carbone organique de ces fractions. Ainsi les fractions granulométriques contenant les plus fortes teneurs en matière organique montrent les valeurs' les plus élevées en Cr. Les concentrations les plus faibles sont contenues dans les fractions pauvres en matière organique.
Cette liaison matière organique- teneurs en Cr est confirmée par les bonnes corrélations positives observées entre les teneurs en carbone organique et les teneurs en Cr dans les classes granulométriques de tous les échantillons analysés, avec des coefficients R allant de 0,99 à 1 (Fig.42, 43).
Le dosage du Cr dans les extraits de la décarbonatation de quelques fractions phosphatées a révélé l'existence de quantités du Cr liées à cette fraction allant de 50 ppm à 150 ppm (par rapport à l'échantillon brut) soit 7,7 ppm à 8,8 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale). Ces teneurs représentent 42,7% à 63,35% du taux du Cr total lié aux pellets phosphatés analysés.
La présence du Cr dans le réseau de l'apatite des grains phosphatés est interprétée comme étant le résultat de sa substitution (sous forme de Cr3+) aux ions Ca2+qui forment le cortex apatitique des grains phosphatés et ceci grâce à son rayon ioniques voisin de celui de ra2+ et qui est de l'ordre de 0,69Ǻ (Sassi, 1974).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 44 Variation des teneurs en Cr (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 45 Variation des teneurs en Cr (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m et MD 183,00m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Conclusion:
Le dosage du Cr dans les roches phosphatées brutes, dans les fractions granulométriques pures, dans les extraits de la décarbonatation et dans les acides humiques de ces fractions a permis de dégager les conclusions suivantes :
1. le Cr comme le Zn et le Sr liés aux phosphorites subi un premier fractionnement entre les grains phosphatés et l'exogangue de ces grains.
2. dans les pellets phosphatés, le Cr qui s'y trouve se partage entre le réseau apatitique par une substitution aux ions Ca2+ et la matière organique contenue dans ces pellets.
IV-2-d DISTRIBUTION DU PLOMB
Les teneurs en Plomb (Pb) dosées dans les roches phosphatées brutes varient de 180 Dom à 360 ppm, avec une moyenne de 230 ppm.
Ces teneurs en Pb corrélées avec les teneurs en P205 dans les roches totales présentent une corrélation négative faible (R= 0,30) (Fig.46). Ceci est probablement dû à l'existence du Pb dans l'exogangue des roches brutes.
En effet, la fraction phosphatée totale présente des teneurs en Pb allant de 102 ppm à 302,5 ppm soit 14,15 % à 84,25 % du taux du Pb contenu dans les roches brutes. Le reste du Pb se trouve donc, dans l'exogangue de cette fraction phosphatée totale.
Quant à la répartition du Pb dans les pellets phosphatés purs, elle nous sera donnée par les analyses faites sur les différentes classes granulométriques, par celles faites sur les extraits issus de leur décarbonatation et enfin, par les teneurs en Pb dosées dans les acides humiques de ces mêmes pellets.
Les teneurs en Pb dosées dans les différentes classes granulométriques varient de 94 ppm à 459 ppm du poids des fractions analysées, soit 5,6ppm à 220,7 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale).
La corrélation des teneurs en Pb dans les classes granulométriques avec la taille de ces
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES classes montre généralement une relation négative (Fig. 48, 49).
Ainsi, aux classes granulométriques fines correspondent des teneurs élevées en Pb, alors que les classes grossières concentrent des teneurs faibles en Pb.
A l'exception des deux échantillons : MT 164,80 m et MD 183 m, où nous avons la
Fig. 46 Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 47 Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en Carbone organique (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 48 Variation des teneurs en Pb (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m et MD 183,00m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 49 Variation des teneurs en Pb (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 50 Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m; MR 244,20m et MD 183,00m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 51 Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 164,80m; MT 156,65m et MD 183,00m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
classe 315 µm qui contient des teneurs importantes en Pb, comparativement aux autres classes fines.
A 1 'image des autres éléments déjà étudiés (Zn, Sr et Cr), la superposition des trois graphiques :
- taille des classes granulométriques- teneurs en Pb,
- taille des classes granulométriques- teneurs en carbone organique,
- teneurs en Pb - teneurs en carbone organique, des fractions granulométriques des échantillons analysés montre que les classes qui sont riches en carbone organique contiennent des teneurs importantes en Pb, alors que celles qui sont moins riches en matière organique en contiennent moins.
Ce résultat explique les très bonnes corrélations positives observées entre les teneurs en Pb et les teneurs en carbone organique (Fig. 50,51) et confirme la liaison matière organique- Pb au sein des grains phosphatés.
Quant aux teneurs en Pb dosées dans les extraits de décarbonatation de certaines fractions granulométriques, elles ne dépassent pas 30 ppm à 50 ppm du poids des fractions analysées, soit, 1,8 ppm à 2,56 ppm (par rapport à la fraction phosphatée totale). Ce résultat montre que le Pb qui n'est pas apte à substituer un élément du réseau de 1'apatite peut être adsorbé à celui-ci à des proportions représentant 20,4% à 38% du taux du Pb total contenu dans les fractions granulométriques analysées.
Conclusion.
Le Pb associé aux phosphorites du bassin de Gafsa - Métlaoui a subi une série de fractionnement entre les constituants de ces roches.
Un premier fractionnement entre 1 'exogangue des pellets phosphatés et les pellets phosphatés eux-mêmes. Puis un deuxième et dernier fractionnement entre le réseau de
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES l'apatite des éléments phosphatés (c’est le pb adsorbé à l'apatite) et la matière organique contenue dans l'endogangue de ces pellets. Cette matière organique a "pompé" le Pb avec d'autres éléments (Sr; Zn; Cr; etc.) au milieu interstitiel (où les grains phosphatés ont pris naissance) et l'a concentré au sein de ces grains. Une partie de ce Pb est livrée pour être adsorbée au réseau d'apatite de ces éléments, une fois qu'ils sont formés.
IV-2-e DISTRIBUTION DU CADMIUM
L'analyse chimique du Cadmium (Cd) dans les roches phosphatées brutes (Tableau B) montre que cet élément est moins concentré dans nos échantillons (comparativement aux Sr, Zn, Cr et Pb). Les teneurs en Cd varient de 14 à 162 ppm avec une moyenne de 78 ppm. Cette moyenne est supérieure à celle trouvée par Altschuler (1980) (18ppm).
Les corrélations des teneurs en Cd dans les roches brutes avec leurs teneurs en
P205 (Fig. 52) montrent que pour des teneurs constantes en Cd nous avons des teneurs variables en P205 et inversement, donc le Cd dans les phosphorites n'est pas uniquement lié aux éléments phosphatés mais il peut se trouver en dehors de ces éléments (dans l'exogangue).
L'existence d'une partie du Cd dans la fraction phosphatée et une autre partie dans l'exogangue traduit un stade précoce du fractionnement de cet élément.
Les teneurs en Cd dosées dans les fractions granulométriques varient de 7 à 199 ppm du poids des fractions granulométriques analysées soit 0,4 à 34 ppm du poids de la fraction phosphatée totale.
La variation de ces teneurs en fonction de la taille des classes granulométriques (µm) (Fig. 54, 55) montre que les fractions les plus fines concentrent généralement les quantités les plus élevées en Cd (34 ppm), alors que les fractions grossières en contiennent moins (exception faite de la fraction 315um de l'échantillon MT 164,80m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES qui est plus riche en Cd que les autre fractions fines de ce même échantillon).
Le dosage du Cd dans les extraits de décarbonatation de quelques fractions granulométriques et la corrélation des teneurs en Cd dans ces fractions avec leurs teneurs en carbone organique nous ont permit de suivre le fractionnement de cet élément au sein des éléments phosphatés.
Les teneurs en Cd dosées dans les extraits de décarbonatation des fractions granulométriques varient de 5 à 27ppm du poids de ces fractions soit 2,5 à 10ppm par rapport à la fraction phosphatée totale. Ceci montre qu'une partie du Cd peut être liée au réseau de l'apatite. Brooks and Ahrens (1961) expliquent la présence du Cd dans l'apatite pure par la possibilité de l'adsorption de cet élément sur le réseau de celle-ci. Dans le cas de nos échantillons, les quantités adsorbées représentent 20 à 55% du taux du Cd totalité aux éléments phosphatés.
La corrélation des teneurs en Cd des roches brutes avec leurs teneurs en carbone organique (Fig. 53) montre une liaison faible mais positive entre ces deux paramètres. Cette relation Cd-matière organique est bien mise en évidence par les graphiques (Fig. 56,57) qui montrent des bonnes corrélations positives entre les teneurs en Cd (ppm) des fractions granulométriques et leurs teneurs en carbone organique.
Ce résultat confirme donc le lien entre le Cd et la matière organique associée aux éléments phosphatés et concorde avec les observations faites par d'autres auteurs qui ont montré que le Cd caractérise les milieux riches en matière organique (Sassi, 1974).
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 52 Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les
teneurs en P205 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Métlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata
Fig. 53 Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les teneurs en P205 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 54 Variation des teneurs en Cd (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 55 Variation des teneurs en Cd (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m MD 183m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 56 Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les teneurs en C.org. (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m et MD 183m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 57 Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les teneurs en C.org. (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Conclusion
L'analyse du Cd dans les roches phosphatées brutes, dans les extraits de décarbonatation et dans les fractions granulométriques phosphatées permis de dégager les points suivants:
1°- Les teneurs en Cd dosées dans nos échantillons sont relativement plus importantes
2° Le Cd subi un premier fractionnement entre les éléments phosphatés et leurs exogangues.
3° Au sein des éléments phosphatés, le Cd est inégalement partagé entre le contenu organique des grains et leurs réseaux apatitiques.
Une quantité importante du Cd se trouve liée à la matière organique piégée dans l’endogangue des éléments phosphatés, alors qu'une autre, moins importante, se lie au réseau apatitique par une simple adsorption.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Conclusion de l’analyse des éléments traces
L'étude des éléments traces (Sr, Zn, Cd, Cr et Pb) dans les roches brutes, dans les fractions phosphatées triées et dans les acides humiques extraits de ces fractions conduit aux conclusions suivantes:
1. Les teneurs en ces éléments traces enregistrées dans les phosphorites sont relativement élevées. Elles se partagent inégalement entre l’endogangue phosphaté et l'exogangue d'une manière générale, les teneurs sont plus élevées dans l'endogangue des grains phosphatés.
2. La distribution de ces éléments traces dans les différentes fractions granulométriques montre que ce sont les fractions fines qui concentrent les teneurs les plus élevées, comparées aux fractions grossières qui en concentrent des quantités moindres.
3. Au sein de l'endogangue phosphatée et quelque soit la taille de la fraction granulométrique, nous constatons l'existence d'un partage de ces éléments traces entre l'apatite et les matières humiques qui lui sont associée Dans le cas du Sr, ce partage est en faveur de l'apatite tandis que pour les autres éléments traces, il est en faveur des matières humiques. 4. Ces résultats montrent que les matières humiques aujourd'hui associées aux éléments phosphatés, ont été au cours de la phosphatogenèse, les véritables collecteurs des éléments traces à partir du milieu interstitiel.
Incorporés au sein des éléments phosphatés, à un stade très précoce de la diagenèse, ces acides humiques ont cédé une partie des éléments traces qu'ils ont complexés, au profit du réseau apatitique. Ce partage s'est opéré en fonction des affinités des éléments traces d'une part avec l'apatite et d'autre part avec la matière organique.
5. Matières humiques et éléments traces sont massivement concentrés dans les éléments phosphatés très fins en raison probablement de la grande surface spécifique de ces derniers comparés aux éléments grossiers.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
CHAPITRE 4: SYNTHESE ET CONCLUSIONS
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
CONCLUSIONS GÉNÉRALES
Au cours de ce travail, nous avons progressé de la manière suivante :
Partant de données déjà acquises sur la nature et la composition du contenu organique des phosphorites, nous avons essayé d'apporter des éléments de réponse aux problèmes, toujours posés, relatifs au contenu organique des éléments de phosphate eux-mêmes (pellets, pisolithes, coprolithes, oolithes, etc.).
La seule démarche possible qui permet d'atteindre cet objectif consiste à effectuer une séparation minutieuse des éléments phosphatés de leur exogangue et de les étudiés ensuite du point de vue de leur contenu organique.
C'est ainsi que nous avons pris le soin d'effectuer un tri rigoureux des éléments phosphatés manuellement, grain par grain, sous loupe binoculaire et que nous avons ensuite classé par tranches granulométriques.
Le matériel qui a servi pour base à cette étude provient de la série phosphatée du bassin de Gafsa-Métlaoui, représenté par quatre sondages M'Rata SM. 37, Redeyef SR 15, Métlaoui S.6 et M'Dilla S.10B. Les échantillons retenus ont été prélevés aussi bien dans les couches phosphatées que dans les niveaux stériles peu ou non phosphatés.
Les résultats du tri granulométrique, de la distribution de la matière organique et de l'analyse de certains éléments traces (Sr, Zn, Pb, Cr et Cd) dans les classes granulométriques et dans la matière organique qui leur est associée; nous ont livré, plusieurs conclusions qui peuvent être regroupées en trois parties:
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
I- DISTRIBUTION DES DIFFERENTES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES DES ELEMENTS PHOSPHATES DANS LES FACIES DE LA SERIE PHOSPHATEE
La distribution de l'abondance des fractions granulométriques le long du profil de la série dans les niveaux phosphatés et peu ou non phosphatés, et le long d'une même couche phosphatée a permis de mettre en évidence des variations significatives qui illustrent et traduisent les effets des processus de remaniement qui ont affecté à des intensités variables la série phosphatée aussi bien dans le temps que dans l'espace.
Ces processus de remaniement différentiels ont pu être identifiés à deux échelles:
1°- A 1'échelle de la série phosphatée, la distribution des fractions granulométriques traduit l'existence d'une variation d'intensité dans les processus de remaniement en fonction de la nature lithologique de la couche (phosphate, argiles, marnes et calcaires phosphatés, et argiles, marnes et calcaires peu ou non phosphatés), et suivant la position de la couche le long du profil lithologique. D'une manière générale, ces processus de remaniement ont été plus intenses dans les couches fortement minéralisées que dans les couches stériles peu ou non phosphatées. On confirme ainsi que le remaniement est un processus nécessaire pour la constitution d'un niveau phosphaté d'intérêt économique.
En comparant les couches minéralisées entre elles, il s'avère que le remaniement a été beaucoup plus intense dans les couches du sommet de la série (couches I et II) et moins intense dans les couches de la base de la série (couches VIII, VII, VI, etc.).
2°- A l'échelle de la couche; la variation de l'abondance relative des classes granulométriques phosphatées montre que les processus de remaniement n'y ont pas conservé la même intensité. En générale, la base et le sommet de la couche ont connu un remaniement plus intense que celui ayant affecté sa partie médiane.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
II- NATURE ET DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS LES ELEMENTS PHOSPHATES TRIES DES DIFFERENTES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES
L'étude de l'abondance et de la nature de la matière organique dans les fractions granulométriques triées, a permis de dégager deux conclusions essentielles:
1°- Les fractions granulométriques fines de tailles comprises entre 100 µm et 200 µm concentrent les quantités les plus élevées en carbone organique. A l'opposé, les fractions grossières de tailles supérieures à 250um, concentrent les quantités les plus faibles en COT.
2°- Quelque soit la fraction granulométrique considérée et quelque soit la position du niveau phosphaté dans le profil lithologique, la matière organique concentrée dans l'endogangue de tous les éléments de phosphates est exclusivement de nature humique, soluble dans des réactifs alcalins. Le fractionnement de ces composés humiques en acides humiques et en acides fulviques nous a permis de constater que cette dernière est très faiblement représentée et que l'essentiel se trouve sous forme d'acides humiques.
III- DISTRIBUTION DE CERTAINS ELEMENTS TRACES (SR, ZN, PB, CR, CD) DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES ET DANS LES ACIDES HUMIQUES QUI LEURS SONT ASSOCIES
Le dosage de certains éléments traces (Sr, Zn, Pb, Cr, Cd) dans les différentes fractions granulométriques et dans les acides humiques extraits de ces fractions nous a conduits à dégager trois conclusions essentielles:
1° - Les éléments traces, comme le carbone organique total (CGT), sont massivement concentrés dans les fractions fines de tailles comprises entre 100 et 200fm.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Les teneurs y sont beaucoup plus élevées que dans les éléments grossiers. Ce résultat traduit à sa manière, l'existence d'ores et déjà, d'un lien entre le comportement géochimique des éléments traces et de la matière organique humique associée aux éléments phosphatés.
2°- Le dosage de ces éléments traces dans les acides humiques extraits des différentes fractions granulométriques a permis de constater l'existence d'un fractionnement de ces éléments entre la phase organique et la phase apatitique. Nous pensons que ce fractionnement a été régi et contrôlé par l'affinité que possèdent ces éléments vis-à-vis de l'apatite d'une part et vis-à-vis de la matière organique d'autre part.
Ainsi le Sr, qu'on connait possédant une grande affinité vis-à-vis de l'apatite se concentre massivement dans celle-ci, seule une faible quantité est associée aux acides humiques.
A l'opposé, le Zn, élément réputé avoir une grande affinité vis-à-vis de la matière organique, s'est concentré préférentiellement dans les acides humiques des éléments phosphatés et seules de faibles quantités se trouvent associées à l'apatite.
3°- L'hypothèse que nous avons donné pour expliquer ces résultats est que les composés humiques et surtout les acides fulviques, composés très riches en groupements fonctionnels oxygénés et dotés d'un grand pouvoir complexant vis-à-vis des éléments traces, ont opéré une collecte par complexation et/ou par adsorption de ces éléments à partir du milieu interstitiel. Leur incorporation ensuite au sein des éléments phosphatés en voie de constitution, a engendré la formation d'un micro-milieu ou coexistent, le phosphate du calcium et les acides fulviques polymérisés en acides humiques avec leur stock en éléments traces. C'est tardivement, au cours de l'évolution diagenétique de ces éléments phosphatés et humiques que va s'opérer le fractionnement des éléments traces entre la phase apatitique et la phase humique. Ceux qui possèdent une grande affinité avec l'apatite rejoignent l'apatite, tandis que les autres restent pour la plupart complexés à la matière humique.
Cette hypothèse est très vraisemblable surtout que l'on sait que la constitution du
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES complexe, phosphate de calcium - matière humique se fait au sein du milieu interstitiel à un stade très précoce de la diagenèse, stade où l'apatite, en tant que minéral, n'est pas encore entièrement cristallisée; et donc sujet à plusieurs modifications dans sa composition chimique.
L'ensemble de ces résultats et conclusions trouvent leur intérêt aussi bien dans le domaine fondamental que dans le domaine appliqué.
Sur le plan fondamental, ces résultats apportent de nouveaux éclaircissements aux problèmes de la phosphatogenèse. Il est désormais, définitivement établi, que celle- ci, se déroule au sein du milieu interstitiel en dessous de l'interface eau-sédiment à un stade très précoce de la diagenèse. Dans ce milieu, la genèse se fait probablement en deux temps.
-Un premier temps très précoce où l'on assiste à la constitution d'un complexe phosphato-humique et calcique, associant des concentrations notables en divers éléments chimiques (métaux, éléments traces, terres rares, etc.),
-et un deuxième temps tardif, où ces complexes vont évoluer vers des éléments phosphatés constitués d'apatite bien cristallisée associée à la matière humique qui n'a pu évoluer vers le stade kérogène car soustraite précocement aux processus diagénétiques. Le stock en éléments chimiques initialement complexé, subira alors au cours de cette évolution, un partage entre la phase apatitique et la phase organique.
Sur le plan appliqué, plusieurs questions posées par la présence de matière organique et de certains éléments traces (Cd) par exemple dans les minerais marchands de phosphate, peuvent d'ores et déjà trouver dans nos conclusions quelques éléments de réponse.
En effet, quelque soit le mode de valorisation des minerais marchands, il subsistera toujours de la matière organique à l'intérieur des éléments phosphatés car elle est inaccessible aux procédés d'enrichissement.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Le fait que cette matière organique soit totalement et exclusivement de nature humique soluble dans les réactifs alcalins, l'on pourrait envisager son extraction au préalable. Ainsi éliminée, une grande proportion d'éléments chimiques, généralement très polluante gênant le traitement industriel des phosphates, se trouve également par la même occasion éliminée. Remarquons que ceci ne peut être obtenu lors de l'élimination de la matière organique par calcination.
Les résultats que nous venons d'exposer dans le présent travail, fournissent également d'importantes indications concernant la concentration des matières humiques dans les "coupures granulométriques" opérées au cours de la valorisation des minerais marchands. L'on sait désormais que le maximum de matière organique et d’éléments traces est concentré dans les fractions fines. En ajustant les "coupures" en fonction de cette donnée en plus des teneurs en P2O5 l'on peut aboutir à une meilleure optimisation du minerai marchand.
Enfin, ce travail, s'il ne contribue que modestement à avancer nos connaissances du monde, encore obscure, de la phosphatogenèse, il soulève néanmoins de nombreux problèmes d'intérêt fondamental.
Le premier de ces problèmes est le rôle précis des composés humiques dans la phosphatogenèse. Leur présence au sein des éléments phosphatés est-il le fait du hasard, ou alors est-il significatif d'une contribution directe ou indirecte à la précipitation du phosphate de calcium et à la constitution de ces éléments arrondis que sont les pellets, les pisolithes et les autres grains de phosphate.
Le deuxième problème concerne la composition exacte du stock en éléments traces complexés aux acides humiques. Les méthodes analytiques que nous avons appliquées pour évaluer ce stock sont très limitées car elles occasionnent une perte considérable de certains si ce n'est de la majorité de ces éléments.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Comment alors espérer évaluer d'une manière très précise le stock en ces éléments? Une question que nous laisserons pour l'instant en suspens.
Un troisième problème concerne la concentration des divers autres éléments chimiques d'intérêt économique et de terres rares (U, Th, Ce, Eu, Yb, Sm, Tb, La, Lu, etc.). Ces éléments subissent-ils un fractionnement entre la phase organique et la phase apatitique. Probablement oui, mais alors dans quelles proportions?
Les éléments chimiques encore associés aux matières organiques sont-ils fortement complexés par celle-ci ou sont-ils simplement adsorbés ou faiblement liés (liaison hydrogène)? De plus ceux qui sont associés à la phase apatitique sont-ils tous substitués dans le réseau de l'apatite? Comment faire la part entre ce qui est substitué et ce qui ne l'est pas?
Et enfin et c'est le principal problème peut être, comment établir avec certitude et donc confirmer ou infirmer que tout le stock d'éléments traces et/ou terres rares, aujourd'hui concentré dans les éléments phosphatés était initialement concentré dans les composés humiques, puis cédé en partie à l'apatite à un stade avancé de la diagenèse?
Les principaux "acteurs" organiques, sont-ils les acides humiques que l'on trouve, aujourd'hui concentrés dans les éléments phosphatés ou sont-ils au contraire les acides fulviques, transformés par les réactions de complexation et de polymérisation en acides humiques? Comment vérifier cette hypothèse?
Ce sont donc là, quelques questions qui nous paraissent d'un intérêt fondamental dans nos recherches de la compréhension des mécanismes de la phosphatogenèse et qui méritent que leurs soit apportée une réponse.
Nous avons alors avancé d'un grand pas dans la connaissance de 'origine de ce minerai appelé: "Phosphate"
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
LISTE DES TABLEAUX
Tableau: A - Tableau représentant les résultats du tri granulométriques et les teneurs en carbone organique dans les fractions granulométriques phosphatées triées
Tableau: B - Résultats de l'analyse chimique des éléments majeurs et des éléments en traces dans des roches phosphatées brutes provenant des sondages, Métlaoui, Redeyef, M'Rata et M'Dilla.
Tableau: C - Résultats du dosage des éléments majeurs dans les fractions granulométriques des échantillons phosphatés
Tableau: F - Tableau regroupant les teneurs en Zn (ppm) et en Sr (ppm) dans quelques fractions granulométriques, dans leurs extraits de décarbonatation et dans leurs acides humiques
Tableau: G - Variation des rapports Ca0/P205, Mg0/P205 et Na20/P205 dans les fractions granulométriques phosphatées des échantillons
Tableau H: - Comparaison des rapports Ca0/P205, Mg0/P205 et Na20/P205 dans les différents éléments phosphatés triés provenant de divers gisements phosphatés.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
LISTE DES FIGURES
Fig. 1 - Schéma paléogéographique de l'Afrique du Nord au Paléocène et à l'Eocène (Sassi, 1974)
Fig. 2 - Schéma paléogéographique de la Tunisie à l'Eocène inférieur (Béji-Sassi, 1985)
Fig. 3 - Emplacements des sondages étudiés, dans le bassin de Gafsa Metlaoui
Fig. 4 - Profils lithologiques schématisés, montrant l'alternance des trois principaux faciès rencontrés dans la série phosphatée dans les sondages de M'Rata (A), Redeyef (B), Metlaoui (C) et M'Dilla(D).
Fig. 5 - Subdivision en séquences du profil stratigraphique de la série stratigraphique du bassin de Gafsa-Metlaoui (Sassi, 1974)
Fig. 6 - Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage de M'Dilla S. 10.B
Fig. 7 - Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage de Metlaoui S6.
Fig. 8 - Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage Redeyef S.R. 15
Fig. 9 - Profil lithostratigraphique des séries recoupées par le sondage M'Rata S.M. 37
Fig.10 - Schéma du protocole expérimental suivi dans la présente étude
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.11 -Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
Fig.12 - Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
Fig.13 - Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
Fig.14 - Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
Fig.15 - Variation des fréquences des différentes classes granulométriques (%) en fonction de la taille de ces classes (µm) dans les échantillons triés
Fig.16 - Corrélation entre teneurs en carbone organique total et teneurs en
P2O5 dans les roches brutes des sondages: Metlaoui, Redeyef, M'Rata et M'Dilla.
Fig.17 - Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
Fig.18 - Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
Fig.19 - Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
149
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig.20 - Variation des teneurs en carbone organique (%) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés.
Fig.21 -Variation des teneurs en carbone organique de la fraction
phosphatée en fonction des teneurs en P2O5.
Fig.23 -Variation des teneurs en carbone organique de la fraction phosphatée F (% du poids de F) en le long du profil lithologique du sondage Metlaoui (A) et du sondage M'Dilla (B).
Fig.24 - Variation du rapport Corg. F(%) du poids de l'échantillon/ Corg. Total en fonction du Carbone organique total de la roche brute dans les échantillons phosphatés
Fig.25 - Variation des teneurs en P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes en fonction des teneurs en CaO (%) (A); MgO (%) (B) et en
Na2O (%).
Fig.26 -Variation des teneurs en CaO (%) en fonction de la taille granulométriques (µm) dans les échantillons phosphatés triés
Fig.27 -Variation des teneurs en MgO (%) en fonction de la taille granulométriques (µm) dans les échantillons phosphatés triés
Fig.28 -Variation des teneurs en Na2O (%) en fonction de la taille granulométriques (µm) dans les échantillons phosphatés triés
Fig.29 - Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) et les teneurs en P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui,Redeyef, M'Dilla et M'Rata.
Fig.30 - Variation des teneurs en Sr (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons analysés
Fig.31- Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des deux échantillons MT 159,80m et MT 164, 80m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 32 - Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques
Fig. 33 - Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des deux échantillons MR 238,10m et MR 183,00m
Fig.34 - Corrélation entre les teneurs en Sr (ppm) des extraits de décarbonatation de fractions granulométriques et leurs teneurs
en P2O5 (%)
Fig. 35 - Variation des teneurs en Zn (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons MT 159,80m; MT 164,80m et RD, 238,10m
Fig. 36 - Variation des teneurs en Zn (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) dans les échantillons MR 228,30m; MR 244,20m et MD 183,00m
Fig.37 - Corrélation entre les teneurs en Zn (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m; MR 244,20m et 183,00m
Fig. 38 - Corrélation entre les teneurs en Zn (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 159,80m; MT 164,80m et RD 238,10m
Fig. 39 - Corrélation entre les teneurs en Zn (ppm) dosées dans les
extraits de décarbonatation et les teneurs en P2O5 (%) de quelques fractions granulométriques phosphatées.
Fig. 40 - Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Redeyef, M'Rata, M'Dilla et Metlaoui
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 41 - Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Redeyef, M'Rata, M'Dilla et Metlaoui
Fig. 42 - Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 159,80m; MT 164,80m et RD 238,10m.
Fig. 43 - Corrélation entre les teneurs en Cr (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m; MR 244,20m et MD 183,00m
Fig. 44 - Variation des teneurs en Cr (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m.
Fig. 45 - Variation des teneurs en Cr (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m et MD 183,00m
Fig. 46 - Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en P2O5 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata
Fig. 47 - Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en Carbone organique (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata.
Fig. 48 - Variation des teneurs en Pb (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m et MD 183,00m.
Fig. 49 - Variation des teneurs en Pb (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m.
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Fig. 50 - Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m ; MR 244,20m et MD 183,00m
Fig. 51 - Corrélation entre les teneurs en Pb (ppm) et les teneurs en carbone organique (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m.
Fig. 52 - Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les teneurs en
P205 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Métlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata
Fig. 53 - Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les teneurs en P205 (%) dans les roches phosphatées brutes des sondages Metlaoui, Redeyef, M'Dilla et M'Rata
Fig.54 - Variation des teneurs en Cd (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m.
Fig.55 - Variation des teneurs en Cd (ppm) en fonction de la taille des fractions granulométriques (µm) des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m et MD 183m.
Fig. 56 - Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les teneurs en C.org. (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MR 228,30m, MR 244,20m et MD 183m
Fig. 57 - Corrélation entre les teneurs en Cd (ppm) et les teneurs en C.org. (%) dans les fractions granulométriques des échantillons MT 159,80m, MT 164,80m et RD 238,10m
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DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
BIBLIOGRAPHIE
ALTSCHULER, Z. S., CLARKE, R. S., Jr. and YOUNG, E. J. (1958) The geochemistry of uranium in apatite and phosphorite. U.S. Geol. Surv. Prof. Paper, 314 D, 45-90.
Altschuler, Z.S., 1980. The geochemistry of trace elements in marine phosphorites, Part I. Characteristic abun- dances and enrichment. Soc. Econ. Paleontol. Mineral., Spec. Publ., 29: 19-30.
Amit O. and Bein A. (1982) Organic matter in Senonian phosphorites from Israel. Origin and diagenesis. Chem. Geol. 37, 277-287.
Belayouni H. and Trichet J. (1980)b – Contribution à la connaissance de la matière organique du bassin phosphaté de Gafsa: Informations fournies par l'analyse du potentiel pétrolier, dans "Géologie comparée des gisements de phosphates et de pétrole", documents du B.R.G.M. N° 24, p. 37-59.
Belayouni H. and Trichet J. (1983) - Preliminary data on the origin and diagenesis of the organic matter in the phosphate basin of Gafsa (Tunisia), In "Adv. Org. Geochem. 1981" Ed. by bjoroy et al., John Wiley and Sons ed., 328-335.
Belayouni H. (1983) - Etude de la matière organique dans la série phosphatée du bassin de Gafsa-Métlaoui (Tunisie). Application à la compréhension des mécanismes de la phosphatogenèse. Thèse de Doct ès-Sciences. Université d'Orléans.
Ben Abdesslem S. (1979) - Etude palynologique et micropaléontologique de la série phosphatée du bassin de Gafsa-Métlaoui, Tunisie. Thèse de
154
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Doct. Spécialité Université Paris VI (France).
Benalioulhaj S et al. (1987) - Contribution à l'étude pétrologique de la matière organique dans les phosphates naturels. Nouvelles approches méthodologiques. I.G.C.P. Project 156 Phosphorites, Tunis-1987.
Benalioulhaj S. et al. (1987) - Comparative Géochimical studies of phosphatic series (Ouled Abdoun basin) and a black-series (Timahdit basin), Morocco. I.G.C.P. Projet 156 Phosphorite, Tunis-1987.
Brongersma, Sanders, M., (1957) - Mass mortality in the sea: In Hegpeth, J.W. Editor. Treatise on Marine Ecology and Paleoecology, V. 1, Geo1. Soc. Amer. Mem. 67, p. 941-1010.
Brooks RR, Ahrens LH (1961) Some observations on the distribution of thallium, cadmium and bismuth in silicate rocks and the significance of covalency on their degree of association with other elements. Geochim Cosmochim Acta 23:100
Burnett W.C. (1974) - Phosphorites deposits from the sea floor Peru and Chile radiochemical investigation concerning their origin. P.H.D, Hawaii Institute of Geographic University.
Burnett W.C. (1977) - Geochemistry and origin of phosphorite deposits from off Peru and Chile. Geol. Soc. Amer. Bull., Vol. 88, 813-823.
Burnett W.C. and Veeh H.N. (1977) - Uranium-series disequilibrium studies in phosphorite nodules from the West coast of South America, Geochim. Cosmochim. Acta, Vol. 41, p. 755-764.
Burnett W.C. (1980) - Oceanic phosphate deposits, proceeding of the fertilizer Raw Material Resources Workshop (1979), Honolulu, Hawaii, Ed. by Sheldon R.P. and Burnett W.C., East-West Resource Systems, p.
155
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
119-144.
Calvert S.E. (1976) - The mineralogy and geochemistry of near-shore sediments. Chemical Oceanogr. Ed. Riley I.R. and Chester R., 6, Acad. Press. ed., p. 187-280.
Chaâbani F. (1978) - Les phosphates de la coupe type de Foum Selja (Métlaoui, Tunisie), une série sédimentaire séquentielle à évaporite du paléogène, Thèse de Doct. Spécialité, Université de Louis Pasteur Strasbourg, 131 p.
Clarke R.S and Altschuler Z.S. (1958) - Détermination of the oxydation state of uranium in apatite and phosphorite deposits, Geochim. Cosmochim. Acta, 13, p.127-142.
Clauer N. (1966) - Géochimie isotopique du strontium des milieux sédimentaires Mem. Sci. Géol., 45, 255p.
Cook P.J. (1972) - Petrology and geochemistry of the phosphate deposits of the northwest Queen land, Australia, Econ. Géol. 67, p. 1193-1213.
Disnar J.R. (1981) - Etude expérimentale de la fixation des métaux par un matériau sédimentaire actuel d'origine algaire. II. Fixation "in vitro" de 2+, 2+ 2+ 2+ 2+ +2 2- U02 Cu , Ni , Zn2+, CO , Mn , ainsi que VO2 MoO4 et 2- GeO3 , Geochim. Cosmochim. Acta, Vol. 45, p. 363-379.
Disnar J.R. (1982) - Etude expérimentale de la fixation de divers métaux sur une matière organique d'origine algaire. Maturation thermique des composés formés, Thèse de Doct. ès-Sciences, Université d'Orléans (France).
Doubinger J. (1978) - Dinokystes et acritarches des sédiments phosphatés de Gantour (Maroc). Sci. Géol. Bull., 32, p. 3.
156
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Gabtni N. (1986.1 - Géochimie analytique et expérimentale des éléments traces dans les sols. Application aux sols calcaires de la Tunisie du Nord. Thèse Doct. Spécialité, Fac. Sciences. Tunis, 136p.
Gulbrandsen R.A. (1966) - Chemical composition of the Phosphoria Formation, Geochim. Cosmochim. Acta, 30, p. 769-778.
Gulbrandsen R.A. (1969) -Physical and chemical factors in the formation of marine apatite, Econ.Geol., 64, p. 365-382.
Hatira A. (1987) - Géochimie des complexes organo-métalliques en pédologie expérimentale. Application à l'étude des interactions acides fulviques oxydes de Fer et métaux Cu, Pb, Zn. Thèse de Doct. Spécialité, Fac. Sci. Tunis (Tunisie) 147 + Ann.
Huc A. Y. (1973) - Contribution à l'étude de l'humus marin et de ses relations avec les kérogènes, Thèse de Doctorat d'Ingénieur Docteur, Université de Nancy (France).
Huc A.Y. and Durand B. (1977) - Occurrence and significance of humic acids in ancient sediment, Fuel, Vol. 56, p. 73-80.
Kham1i N. (1985) - Nature et composition du contenu organique des pellets phosphatés provenant du bassin de Gafsa-Métlaoui (Tunisie) Application à la genèse des phosphorites, D.E.A Fac. Sci. Tunis. Tunisie.
Krauskopf K.B. (1955) - Sedimentary deposits of rare metals, Econ. Geol., 50th Anniv., p. 411- 463.
Kulp J.L., Turkian K. et Boyd D.W. (1952) - Strontium contact of limestone and fossils. Geological Society of America Bulletin, 63: 701-716.
157
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Levesque (1970) - Contribution de l'acide fulvique et des complexes fulvo-métalliques à la nutrition minérale des plantes. Can. J. Soi1, 50, p.385-395.
Martin J.M. and Knauer G.A (1973) - The elementa1 composition of plankton, Geochim. Cosmochim. Acta, 37, p.1639-1653.
Maughan E.K. (1980) - Relation of phosphorite, orqanic carbon and hydrocarbons in the Permian phosphoria formation. Western United States of America, in Géologie comparée des gisements de phosphates et de pétrole, Documents du B.R.G.M., n° 24, p. 63-91.
Mc Arthur J.M. (1978b) - Element partitioning in ferruginous and pyritic phosphorite from the continental margin off Morocco: Mineral. Mag., vol. 42, p.221-228.
McKeague J.A.,Cheshire M.V.,Andreux F. and Berte1in J. (1986) - Organo- minera1 complexes in relation to pedogensis. Soil Science Society of America, 677S. Sc aoc Rd., Madison, WI 53711, USA. Interactions of Soi1 Minera1s with National Orqanics and Microbes, SSSA Spec. Pub. n°17.
McKelvey V. E. (1967) - Phosphate deposits. Contribution to economic geology, U.S. Geo1. Surv, Bull., 1252-D, p.21.
Norel J.L. (1985) - Contribution à l'étude des transferts de métaux lourds dans le système sol-plante: Le rôle des mucilages racinaires. Thèse Doct. Etat, I.N.P.L. Nancy, 176 p.
Nissenbaum A. and Swaine D.J. (1976) - Organic matter-metal interactions in recent sediments: the role of humic substances, Geochim. Cosmochim. Acta, 40, p. 809-816.
158
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Powell T.G., Cook P.J. and Mc Kirdy D.M. (1975) - Organic geochemistry of phosphorites: relevance to petroleum genesis, Am. Ass. Petrol. Geol. Bull., vol. 59, p. 618-632.
Prévôt L., Lucas J., Nathan Y. and Shiloni Y. (1977) - Distribution of trace elements in marine phosphorites, in origin and distribution of the elements, proceedings of the Second Symposium, Paris-UNESCO, Ed. Pergamon, p.293-304.
Prévôt L., Lucas J. (1979) - Comportement de quelques éléments traces dans les phosphorites: Sci. Géol . Bull., vol. 32.
Prévôt L. and Lucas J. (1980) - Behavior of some trace elements in phosphatic sedimentary formations. In: "Marine phosphorites Geochemistry. Occurrence Genesis"; A Symnosium xth Internat. Congr. on Sedimentology (1978). Ed. Bentor Y. K. and Scipps Institution of Oceanography. Special publication 29. Soc. Econ. Paleontol. and Mineral., p.31-39.
Price N.B. and Calvert S.E. (1978) - The Geochemistry of phosphates from the Namibian Shelf: Chem. Geol.,v, 23,p.151-170.
Rachidi M. (1983) - Contribution à la connaissance de la matière organique associée à certaines séries phosphatées. Thèse de Doctorat de Spéc. Université d'Orléans. France.
Renard M. (1972) - Interprétation des teneurs en strontium des carbonates du Lutétien supérieur, à Saint Voast les Mello (Oise). Mise en évidence de la valeur de cet élément comme .indicateur des conditions de genèse et de sédimentation des carbonates. Bull. Inf. Géol. Bass. Paris, 34 p.19-29.
159
DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS DES ELEMNTS TRIES DE PHOSPHATE CONSEQUENCE SUR LA CONCENTRATION DE CERTAINS ELEMNTS TRACES
Romankevich Y.A. and Baturin G.N. (1972) - Composition of the organic matter
in phosphorite from the continental shelf of South West Africa,
Geochem. Internat. V. 9, p. 464-469.
Sandstrom M.W. (1982) - Organic geochemistry phosphorites and associated sediments, Ph. D. Thesis, University of Canberra. Australia.
Sassi S. (1974) - La sédimentation phosphatée au Paléocène dans le Sud et le Centre Ouest de la Tunisie. Thèse de Doct.ès-Sciences, Université de Paris-Orsay. France.
Schnitzer M. and Khan S.U. (1972) - Humic substances in the the environment, ed by Dekker M., New York, 237p.
Slansky. (1980) - Géologie des phosphates sédimentaires Mém. B.R.G.M., 114, 92p.
Stevenson F.J. (1982) - Humus chemistry, genesis, composition, reactions, ed. J. Wiley and Sons, New York, 443p.
Swaine D.J. (1962) - The trace element content of fertilizers: Commonwealth Bureau of soils, Technical Communication, 52, Herpenden, 306p.
Tooms J.S., Summerhayes C.P. and Cronan D.S. (1969) - Geochemistry of marine phosphate and manganese deposits, Oceanogr. Mar. Biol. Ann. rev., p.49-100.
Zaier A. (1984) - Etude stratigraphique et tectonique de la région de Sra Ouertane (Atlas tunisien central). Lithologie, pétrographie et minéralogie de la série phosphatée. Thèse de Doct. Spécialité, Université de Tunis.
160