| Accueil GEOLOGIE |
|
LES
RADIOLAIRES
Dissolution des tests
Après la mort de l'individu, un test est sujet à dissolution
pendant sa chute, lors de son exposition à l'interface eau de mer-sédiment
et finalement dans le sédiment.
La susceptibilité à la dissolution est fonction de la
taille des particules, de la température et de la pression, du
vernis protecteur, qu'il soit organique ou non, des ions adsorbés,
et du degré de l'ordre cristallographique. Ainsi les organismes
siliceux peuvent-ils être classés en fonction de leur susceptibilité
croissante à la dissolution: spicules d'éponge, Radiolaires,
Silicoflagellés et enfin Diatomées.
On sait que dans les zones de productivité moyenne, 1/3 à 1/2 de la production primaire atteint le sédiment, alors que dans les zones de haute productivité 2/3 de la silice biogène touchent le fond. La silice biogène ne se dépose de façon significative que pendant les maximums de productivité (Qiu et al., 1993). A l'interface eau-sédiment la dissolution est environ 3 fois plus importante que dans le sédiment. Globalement moins de l % de la silice fixée par les organismes planctoniques en surface est conservé dans l'enregistrement géologique.
Dissolution dans la colonne d'eau
Le temps moyen de résidence d'un test de Radiolaire mort dans
la zone de productivité biologique (les 200 m supérieurs
de la colonne d'eau) est de 2 semaines à 1 mois et demi (TAKAHASHI,
1983). Selon TAKAHASHI (1981), la durée de chute d'un test libre
durerait de 2 semaines à 14 mois dans une colonne d'eau d'environ
5000 m. La dissolution complète d'un test intervient entre quelques
heures et quelque jours (VINOGADOV & TSITLIN, 1983).
Le taux de dissolution de la silice est superieur dans les eaux de
surface dans les 500 à 1000 premiers mètres - et n'augmente
pas avec la profondeur (TAKAHASHI, 1983) contrairement à ce qui
est connu pour les carbonates. Il n'y a pas de profondeur de compensation
de la silice. Ces données montrent clairement que les chances pour
un test d'atteindre le fond sont faibles mais ne diminuent pas avec la
profondeur.
Courbe de dissolution de la silice biogénique dans l'eau en fonction de la profondeur (d'après Hurd, 1972).
L'ultrastructure de la coque est constituée de granules (LAWSON
et al., 1978). Leur distribution et leur densité dans la masse du
test influencent profondément la porosité du squelette, donc
sa résistance à la dissolution et ses diverses transformations
diagénétiques. Les caractéristiques chimiques et physiques
des coques varient selon les taxons (KING, 1977). La dissolution a donc
un effet sélectif selon les espèces de Radiolaires (SWANBERG
& BJ0RKLUND, 1992).
Lors de la dissolution les squelettes les plus délicats sont
évidemment dissous les premiers. On sait en outre que les dernières
couches de silice à s'être déposées sont les
premières dissoutes (BJ0RKLUND & GOLL, 1986). Lors de la dissolution
le nombre de Nassellaires décroît par rapport à celui
des Spumellaires (TAKAHASHI, 1981, p. 66).
Lors de leur chute, les organismes siliceux (Radiolaires et Diatomées) sont protégés de la dissolution s'ils sont englobés dans des pelotes fécales ou des aggrégats organiques (SCHRADER, 1971; CASEY et al., 1979; TAKAHASHI, 1981). Cette observation est d'importance car, au moins dans certains bassins, la part la plus importante de la sédimentation se fait de cette façon (ex. bassin de Santa Barbara: DUNBAR & BERGER, 1981; Bermudes: ASPER et al., 1992). Selon BARRETT (1982) la vitesse de descente d'un test libre de taille moyenne (50 à 250 µm) s'échelonne entre 15 et 850 m par jour dans un liquide comprenant 20 % d'argiles en suspension. Selon TAKAHASHI (1981, p. 120) cette valeur varierait d'une dizaine à environ 400 m/jour et selon VINOGRADOV & TSITLIN (1983) la vitesse de sédimentation d'un test libre est de l'ordre de 100 m/jour alors qu'elle atteint 1 000 m/jour pour une pelote fécale.
Dissolution dans le sédiment
CAULET (1977, 1978) a, le premier, montré que la disparition progressive de dépôts biosiliceux dans les sédiments, en profondeur, n'était pas régulière et était davantage redevable aux fluctuations de la bioproductivité qu'à la dissolution. Quand la productivité est élevée les premiers organismes dissous enrichissent l'eau en silice qui devient alors moins agressive pour les formes qui se sédimentent ensuite. Si une partie des squelettes est dissoute elle permet donc à l'autre partie de bien se conserver. Qui plus est, la productivité étant importante l'enfouissement est rapide et les tests sont soumis moins longtemps à la dissolution des eaux de l'interface. Ce phénomène explique que les fossiles siliceux soient généralement mieux préservés sous les zones de haute productivité et il explique aussi l'exagération des variations de quantité entre formes vivantes et formes présentes dans le sédiment superficiel (RENZ, 1976).
Les autres facteurs contrôlant les processus de dissolution sont
encore assez peu connus, mais les degrés de saturation à
l'interface eau-sédiment et dans les eaux interstitielles sont des
facteurs de première importance. La dissolution des tests se produit
surtout à l'interface eau sédiment, ou dans les quelques
centimètres de la tranche supérieure du sédiment.
D'après FROHLICH (1979) les eaux interstitielles peuvent être
considérées comme un milieu fermé, ce qui implique
que la silice des tests soit en équilibre avec les eaux interstitielles.
Les fossiles siliceux sont évidemment mieux conservés quand
il y a une source de silice, quelle qu'elle soit. Au contraire, quand la
silice biogénique dissoute est pompée par des argiles héritées
ou des minéraux silicatés authigènes (smectites, talc,
sépiolites,...) les tests sont mal conservés. Des Radiolaires
existent néanmoins dans des sédiments dont les eaux interstitielles
sont fortement sous saturées en silice; des effets tampons ou des
complexions avec des cations (tels Mg, Al,...) sont alors évoqués
.
Quand les fossiles siliceux sont mélangés à des
verres volcaniques, ils sont les premiers dissous (HEATH, 1974). Les verres
volcaniques n'aident donc pas la préservation des Radiolaires contrairement
à ce qui fut longtemps admis.
En général la conservation des Radiolaires est meilleure
dans les roches à forte composante argileuse, par exemple dans les
calcaires argileux fins du Lias de Turquie (DE WEVER, 1981a et b, 1982a
et b) ou dans les jaspes ternes (par opposition aux jaspes vitreux, plus
riches en silice, plus largement cristallisés) des séries
radiolaritiques. Les deux faces des tests (interne et externe) aussi bien
que les épines sont alors tapissées d'une pellicule d'argile
visible sous forme de liséré en lame mince, et même
parfois à la loupe sur le terrain. Les raisons d'un meilleur état
de conservation en présence d'argile sont triples :
1) le réseau d'argiles constitue un film protecteur autour du
test et un moule pour les fins détails durant les recristallisations;
2) les argiles inhibent indirectement les transformations d'opale-A
en opale-CT pendant la diagenèse précoce et ultérieurement
lors des transformations en quartz (KASTNER et al., 1984) ;
3) la présence d'argiles implique une diminution de la perméabilité
du sédiment et par conséquent du taux de diffusion à
l'intérieur du sédiment. La cinétique des transformations
étant ralentie, les nouveaux cristaux épousent mieux la forme
originale et acquièrent une meilleure cristallinité; ils
sont alors plus stables et par conséquent moins sujets à
dissolution (KEENE, 1976).
|
|
|
|
|
|
|