Formation des latérites du bouclier amazonien : apports du couplage minéralogie – géochimie - géochronologie

Les latérites sont des formations d’altération épaisses, se formant sous des climats chauds et humides pendant de longues périodes de temps, mais la chronologie de leur développement et les conditions climatiques prévalentes lors de leur formation demeurent complexes. Toutefois, les minéraux secondaires formés dans de ces contextes (e.g. la kaolinite, l’hématite ou la goethite) peuvent témoigner des conditions de formation des latérites et de leur fonctionnement, mais aussi enregistrer des informations sur les conditions paléoclimatiques au moment de leur formation. Alors que de nombreuses investigations géochimiques et minéralogiques ont été menées sur des couvertures latéritiques épaisses, seules quelques récentes études ont eu pour but d’apporter des contraintes temporelles sur ces formations et les relier aux variations paléoclimatiques ou paléoenvironnementales. En ce sens, le Bouclier amazonien est tout particulièrement intéressant car cette zone est restée en position équatoriale depuis le Crétacé et a ainsi enduré un climat favorable à la fois au développement et à la préservation des latérites. Néanmoins, des évènements géodynamiques à grande échelle durant le Cénozoïque ont affecté la région (e.g. la formation de la cordillère des Andes, la mise en place de l’actuelle Amazone), et ont pu impacté le climat local et, en conséquence, les régimes d’altération. Les travaux de cette thèse portent sur deux profils latéritiques du Bouclier amazonien, le premier profil développé sur un ensemble métamorphique paléoprotérozoïque au Brownsberg (Suriname), le second développé sur la formation sédimentaire crétacée Alter do Chão au nord de Manaus (Brésil). Des études minéralogiques, géochimiques, et géochronologiques ont été menées afin d’identifier et de dater les processus responsables de la formation de ces profils. Dans les deux sites d’études, la datation (U-Th)/He sur des oxydes de fer issus les matériaux latéritiques échantillonnés a révélé une longue histoire d’altération depuis la période Eocène – Oligocène. Des épisodes ultérieurs ont pu, par la suite, conduire à un rajeunissement de ces profils. Ces épisodes peuvent être corrélés à des évènements géodynamiques ou climatiques globaux ou locaux, confirmant le comportement épisodique de la formation des latérites et des conditions environnementales fluctuantes des systèmes d’altération. Au Brownsberg, de multiples cycles de dissolution – reprécipitation ont pu être enregistrés au sein de la cuirasse latéritique (~30 Ma, >13.5 Ma, 15 – 10 Ma, ~4 Ma), conduisant à un enrichissement progressif dans cette unité en éléments sensibles aux processus rédox, tel que le vanadium. Au contraire, dans la région de Manaus, la cuirasse s’est formée lors d’un court épisode d’altération empêchant un enrichissement aussi important en éléments. Toutefois, la kaolinite dominant l’ensemble du profil, montre une évolution progressive depuis une kaolinite large et bien ordonnée en bas de profil, vers une kaolinite peu ordonnée semblable à de la dickite dans le Ferralsol, attestant ici de la transformation d’une génération initiale de kaolinite en sommet de profil. Les compositions isotopiques en oxygène et hydrogène de ces kaolinites ont révélé deux périodes d’altération distinctes, probablement reliées à des évènements globaux et locaux. Bien qu’ils soient tous deux situés en Amazonie, l’étude de ces deux profils latéritiques a montré des mécanismes et des dynamiques de formation spécifiques, liés à des épisodes d’altération distincts d’âges et de durées différents.