4.2.2.3. DOLOMIES SECONDAIRES

Ce sont les dolomies les plus fréquentes, les seules qui seront présentées dans la deuxième partie.
Elles proviennent de la transformation diagénétique d’une composante calcitique. On distingue deux types de diagenèse dolomitique correspondant à des phases de transformation différentes dans le temps. Ce sont : la diagenèse précoce ou pénécontemporaine et la diagenèse tardive.

La diagenèse précoce

Elle se produit au moment du dépôt ou très peu de temps après : elle est dite pénécontemporaine du dépôt. En général, la dolomitisation est peu poussée. Elle se marque par l’apparition de quelques minéraux de dolomite disséminés dans une composante calcitique majoritaire, ou bien elle affecte certaines zones de la roche. La diagenèse dolomitique est directement sous le contrôle des conditions physico chimiques qui règnent au moment du dépôt. Dans le temps, celles-ci peuvent régresser voir s’inverser : la dolomitisation peut alors s’arrêter voire s’inverser (dédolomitisation).
La dolomitisation précoce se caractérise par :
– une cristallinité peu poussée parfois non visible (exemple micrite transformée en dolomicrite) avec éventuellement des cristaux automorphes rhomboédriques dispersés ;
– les structures sédimentaires sont conservées ;
– les éléments figurés (bioclastes par exemple) conserve leur forme et leur structure interne.

La diagenèse tardive

Elle est engendrée par une évolution de la roche, déjà lithifiée, parfois longtemps après le dépôt. Elle se marque par une cristallinité très poussée qui gagne l’ensemble de la roche qui devient d’aspect grenu pouvant être confondu avec un grès. En lame mince on observe une mosaïque de cristaux jointifs qui affectent l’ensemble de la lame et pouvant oblitérer partiellement ou totalement toute structure ou trace d’éléments figurés. Cette mosaïque apparaît comme un assemblage de polygones jointifs, aux limites nettes : ce sont des cristaux de dolosparite xénomorphe [Planche_02]; ou bien de forme rhomboédrique (losangique vu en coupe) ou sub rhomboédrique (triangulaire en coupe), ce sont des cristaux automorphes de dolomite [Planche_03].
On constate souvent que la forme des cristaux dépend de leur origine et du contexte dans lequel s’est faite la diagenèse. Si la dolosparite provient de la transformation d’une sparite déjà constituée en mosaïque, les cristaux de dolomite prennent la forme des cristaux de calcite qu’ils remplacent, n’ayant pas la place de s’accroître ils conservent la forme d’origine (toujours xénomorphe). Si les cristaux de dolosparite de cristaux en frange tapissant un vide (intergranulaire vacuolaire ou autre) ils ont alors la place de s’accroître et donnent une forme automorphe rhomboédrique caractéristique de la dolomite [Planche_03].
Souvent les cristaux de dolosparite présentent une partie centrale grisâtre, piquetée et à la périphérie une zone en frange plus claire, voire limpide [Planche_04]. Cette partie grisâtre provient d’impuretés (en général de la matière organique ou du fer) contenues à l’origine dans la boue micritique dont les cristaux sont issus. Cette micrite peut donner par transformation (voir Roches calcaires : transformations secondaires) soit une sparite qui se transformera à son tour en dolosparite, soit directement une dolosparite. Les impuretés invisibles dans le gris uniforme de la micrite apparaissent à l’intérieur des cristaux transparents. La partie périphérique claire correspond à une frange de croissance syntaxique des cristaux de dolomite selon un procédé décrit avec les roches calcaires (voir Roches calcaires : les espaces poreux dans la phase de liaison) et notamment à de la porosité de rétraction inter cristalline provoquée par la diminution de volume entre le réseau cristallin de la calcite et celui de la dolomite. Le schéma suivant résume le phénomène [Planche_04].

Dolomitisation et dédolomitisation

La dolomitisation est un phénomène progressif dont la durée est très variable. Elle peut s’arrêter en cours de route définitivement ou épisodiquement. Elle peut même régresser (voir plus bas la dédolomitisation).
La dolomitisation apparaît soit ponctuellement dans une micrite ou dolomicrite à partir de « germes » disséminés dans une phase cryptocristalline. Ces germes s’accroissent en donnant un cristal visible, la plupart du temps automorphe, rhomboédrique [Planche_05] ; soit par épigénie de cristaux de calcite, les nouveaux cristaux de dolomite conservent la forme xénomorphe des anciens cristaux de calcite. Dans le premier cas, la dolomitisation progresse par augmentation du nombre et de la taille des germes. Dans le deuxième cas, l’épigénie gagne progressivement chaque cristal de sparite, donnant en fin de course une mosaïque identique à la première. Rappelons que si les cristaux de dolomite ont de la place (vide intergranulaire, vacuolaire, fracture etc.) pour s’accroître ils prennent une forme automorphe rhomboédrique si ils sont jointifs au départ ils conservent la forme xénomorphe.
Il arrive que l’on observe des cristaux (la plupart du temps automorphes) qui présentent une zonation [Planche_06] soit sur l’ensemble du cristal (cristal zoné) soit sur un demi-cristal (cristal encapuchonné). Cette zonation correspond à des phases successives d’arrêt et de reprise de croissance durant lesquelles de la matière organique ou du fer (limonite, ankérite) viennent s’incorporer au cristal.
Lorsque la recristallisation dolomitique est poussée à l’extrême, les éléments figurés (allochèmes) peuvent être conservés [Planche_07], mais, la plupart du temps, ils sont plus ou moins oblitéré. Il ne subsiste plus alors que des traces du contour général ou de la structure de cet élément sous forme d’un « fantôme » [Planche_08].

La dédolomitisation est le phénomène inverse de la dolomitisation. Elle correspond au remplacement de la dolomite par de la calcite. Elle intervient quand les conditions physico chimiques du milieu changent catégoriquement : conditions devenant oxydantes ou diminution de concentration en ion magnésium entre autre. Deux processus peuvent intervenir :
– Une pseudomorphose résultant d’une dissolution de cristaux de dolomite suivie du remplissage de la vacuole par une mosaïque de sparite ou microsparite [Planche_09]. On obtient alors un contour identique au minéral d’origine (losange de rhomboèdre par exemple) avec un remplissage en calcite.
– Une épigénie progressive des cristaux de dolomite en calcite. Dans ce cas, comme l’épigénie conserve la forme primitive, on obtient des cristaux qui peuvent avoir une forme rhomboédrique mais de nature calcitique. Lorsque l’on a des cristaux xénomorphes, la distinction est plus délicate, elle ne peut se faire avec certitude qu’après coloration : avec l’alizarine, par exemple, une mosaïque que l’on pourrait prendre pour de la dolosparite (à cause du relief un peu plus fort ou surtout de leur teinte grisâtre) prend la coloration rose de la calcite.
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