Variabilité à l’échelle du gisement et du bassin sédimentaire

Variation de la qualité ; observations sur le terrain

Comprendre la variation est indispensable pour gérer les réserves naturelles et surtout les ressources minérales. On profitera de l’outil géostatistique pour maîtriser la variation spatiale, mais avant d’exprimer ces variations en termes de modèle mathématique on a besoin de demi mètre les phénomènes physiquement responsables de ces variations. Le phénomène de la sédimentation des dépôts d’argile parait très simple, dans certains gisements de kaolin où l’on peut constater des couches de kaolin hectométriques à kilométriques continues et relativement homogènes. La genèse des gisements de kaolin du Bassin des Charentes obéit à des règles géologiques simples mais leur géométrie détaillée présente une grande complexité, renforcée par le fait que l’exploitant doit distinguer des argiles de qualités très différentes. Le terme qualité est entendu comme teneur en alumine (sur cuit). La classification des réserves de kaolin charentais est faite par des fourchettes de teneur en Al2O3 (Tableau II.10; 46-50 ; 44-46 ; 42-44 ; 40-42 ; 37-40 ; 34-37 ; 30-34 et moins 30%). La figure IV.12 montre une section du gisement planton, pour simplifier la variation on a utilisé des fourchettes plus larges. figure IV.12 Une section présentant les différentes séquences des couches argileuses et leurs catégories basées sur la teneur en Al2O3 (interprétation géologique). On distingue trois séquences sédimentaires séparées par les sédiments d’un régime d’haute énergie. Pour une classification plus précise des séquences sédimentaires argileuses, on a besoin d’ajouter d’autres critères comme : l’existence des matières organiques, des micas, de la pyrite ou des smectites, et la teneur en oxyde de fer. La séparation des séquences ne sera possible que grâce à un modèle typologique.

 Analyse critique des données

Associations minérales

Marchadour (1980), Dubreuilh et al. (1984, 1987) ont étudié des associations minérales dans les carrières d’argiles du bassin des Charentes. L’exploitation du Bois de Bernet (5 km au Sud-Est de Montguyon) montre les associations et les successions typiques de ces formations. On y reconnaît 3 associations majeures de la base au sommet : (1) Kaolinites ordonnées typiques, accompagnées d’un peu de muscovite (2 ~ 5%). (2) Kaolinites désordonnées toujours accompagnées d’anatase (1 ~ 3%). (3) Kaolinites désordonnées accompagnées de smectites (jusqu’à 50%), de mica-illite et de feldspaths. Selon ces auteurs, les trois associations minérales principales décrites ci-dessus se retrouvent sur l’ensemble du bassin. L’ordre de la succession de ces associations est toujours respecté : les niveaux à kaolinite désordonnée et anatase recouvrent toujours les niveaux à kaolinite ordonnée et mica, et les formations à kaolinite, smectite et feldspaths couronnent les coupes. Cependant les niveaux à kaolinite désordonnée et anatase viennent souvent à manquer et, dans ce cas, les formations à smectite et feldspaths recouvrent directement l’ensemble inférieur. Sachant que K2O est présent seulement dans les micas, et que l’anatase est un oxyde de titane, nous avons reporté dans la figure IV.16, les teneurs en K2O en fonction des teneurs en TiO2 pour présenter la relation entre la muscovite et l’anatase. Dans cette figure, on ne peut pas distinguer deux familles très distinctes. Pour les échantillons ayant une teneur en TiO2 entre 1% et 2.5%, celle-ci parait être indépendante de la teneur en potasse. Pour les échantillons riches en titane (TiO2>2.5), la teneur en potasse reste inférieure à 1%. En l’absence de mica, il existe au minimum 0.5 % de titane donc d’anatase. Lorsque la teneur en potasse augmente on constate une valeur minimale du titane (le tiret noir dans la figure IV.16) qui augmente également, ce qui peut correspondre à une substitution de l’alumine par le titane dans la couche octaédrique du mica. Les échantillons ayants une teneur élevée en TiO2 (plus de 3 %) sont pauvres en K2O (moins d’un pourcent de K2O) et à l’inverse, dans les échantillons très riches en K2O (plus de 1.5%) la teneur en TiO2 ne dépasse pas 2 %.