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1 Laboratoire des Sciences de la Terre, Faculté des Sciences et Technologies, Université de la Réunion. BP 7151, 97715 Saint-Denis cedex 09, France. (Tel : (0)262 93 82 07) – Fax : (0)262 93 82 66 – jluc{at}scpr-tomi.com).
2 Centre de Géochimie de la Surface. 1 rue Blessig, UMR 7517, ULP-CNRS, 67084 Strasbourg cedex, France. (Tel : (0)3 90 24 04 12 –Fax (0)3 90 24 04 02).
Abstract
L’île de la Réunion (océan Indien) est constituée d’une série magmatique alcaline quasi complète depuis les termes les plus basiques (océanite) jusqu’aux plus différenciés (mugéarite, syénite). L’île est parsemée de nombreuses sources d’altitude qui trouvent leur origine notamment dans (i) le climat très humide, (ii) la pluviométrie très importante qui favorise une altération importante des roches et (iii) l’hétérogénéité lithologique du massif qui explique pour partie la formation de niveaux imperméables profonds.
La composition chimique des eaux de ces sources traduit une signature géochimique variable en fonction de la lithologie des bassins versants. Par exemple, le rapport Mg/Ca dans des eaux naturelles est de 0,3 et de 4,3 pour des bas-sins versants respectivement à dominante de basaltes pintades et d’océanites.
Une approche expérimentale, par lixiviation, a permis de cerner les paramètres contrôlant ces signatures géochimiques. La lixiviation a été réalisée sur une série de roches-types représentant une série magmatique différenciée complète. Les résultats montrent clairement que l’altération de chaque type de roche fournit en solution aqueuse une signature géochimique spécifique à cette roche. Cette signature reflète, d’une part, la composition minéralogique des ro-ches altérées et, d’autre part, la répartition des éléments chimiques dans les différentes phases minérales des roches concernées (phases cristallines ou hyalines).
On constate que les compositions chimiques des solutions expérimentales sont très comparables, pour les cations, à celles des eaux naturelles de l’île de la Réunion après environ 35 heures de lixiviation. Un palier de minéralisation pour les charges cationiques et anioniques est alors atteint tandis que la mise en solution de la silice se poursuit.
La minéralisation finale des solutions, attestée par la conductivité électrique, décroît dans l’ordre suivant des ro-ches altérées : mugéarite (112 µS.cm–1), basalte à zéolites (90 µS.cm–1), basalte cotectique (40 µS.cm–1) puis les trois autres basaltes 30 µS.cm–1 (basalte aphyrique, océanite et basalte plagioclasique).
La différenciation des roches et la proportion de phénocristaux, de microlites ou de mésostase et de verre dans la roche jouent un rôle important dans le contrôle de la composition chimique des solutions d’altération.
La modélisation de l’altération menée sur les mêmes échantillons, réalisée au moyen du modèle KINDIS utilisé sans ses composantes cinétiques, a fourni des résultats similaires à ceux obtenus expérimentalement.
Avec cette base de données, il est possible de retrouver les environnements géologiques probables de la circulation des fluides souterrains à partir des caractéristiques des solutions naturelles aux exutoires. Il s’agit de proposer un outil d’étude indirecte de la géologie des aquifères dans des environnements complexes et d’accès difficile, tels qu’on peut les rencontrer sur le terrain à l’île de la Réunion.
Key Words: Altération expérimentale • Basaltes • Séries différenciées • Géochimie des eaux • Eaux souterraines • Ile de la Réunion
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