Étude minéralogique, pétrographique et géochimique de la Formation d'Ottré, Massif de Stavelot

Abstract

La Formation d'Ottré, affleurant au sud du Massif de Stavelot, est divisée en trois membres : le Membre de Meuville, le Membre des Plattes et le Membre de Colanhan. Le Membre de Meuville est formé par des phyllades de couleur rouge, le Membre des Plattes est formé par des phyllades de couleur mauve entrecoupés de veines de coticule jaunâtres et le Membre de Colanhan est formé par des phyllades violets et verts à chloritoïdes entrecoupés de niveaux de pseudocoticule rosâtre. Les limites entre ces différents membres ne sont pas bien établies, et le présent mémoire a pour but de réaliser une étude minéralogique (XRD), géochimique (XRF) et spectrophotométrique afin de préciser ces limites. Un total de 91 échantillons ont été prélevés pendant les quatre journées de terrain passées à la carrière de coticule du Thier del Preu, Lierneux, et à l'ancienne carrière de Cahay, Vielsalm. Les échantillons ont été réduis en poudre puis analysés, d'abord au spectromètre à fluorescence X, puis au diffractomètre de rayons X, et finalement, au spectrophotomètre. Une augmentation du contenu en chloritoïde ainsi qu'une diminution du contenu en hématite, Fe, Mn et As s'observe lors du passage du Membre des Plattes au Membre de Colanhan, alors qu'une augmentation du contenu en hématite et As s'observe lors du passage du Membre des Plattes à celui de Meuville. On note également la présence de variations des paramètres spectrophotométriques autour de ces limites : les paramètres L*, a* et b* diminuent en entrant dans le Membre de Colanhan, alors que a* augmente lorsqu'on entre dans le Membre de Meuville. Les limites entre les membres sont fixées à l'apparition de la première couche de coticule (passage de Meuville à Les Plattes), et à la couche de coticule appelée "La Verte" (passage de Les Plattes à Colanhan. Ces limites sont le témoin de variations drastiques des conditions redox au cours du dépôt, impliquant des fugacités d'oxygène très différentes pour ces roches. Lorsque "La Verte" et la première ouche de coticule ne peuvent être observés, nous suggérons d'utiliser les marqueurs minéralogiques et géochimiques (présence de chloritoïdes et hématite, contenus en Fe, Mn et As) afin de déterminer les limites entre ces membres de la Formation d'Ottré.

The Ottré Formation, cropping out in the southern part of the Stavelot Massif, is divided into three members: the Meuville Member, the Les Plattes Member and the Colanhan Member. The Meuville Member is formed by red colored schists, the Les Plattes Member is formed by purple colored schists with yellowish colored coticule layers and the Colanhan Member is formed by purple and green colored, chloritoïd-rich schists, with layers of pinkish colored pseudocoticules. The limits between the different members are not well established and are studied mineralogically, geochemically and spectrophotometrically in this work. A total of 91 samples have been collected on the field at the Thier del Preu quarry, Lierneux, and in the old Cahay quarry, Vielsalm. The samples have been crushed into a fine powder and then analyzed by X-ray fluorescence spectroscopy, by X-ray powder diffraction, and by spectrophotometric techniques. An increase in the chloritoïd content and a decrease in the hematite, Fe, Mn and As contents is observed when entering the Colanhan Member, whereas an increase in hematite and As contents is observed when entering the Meuville Member. Variations of the spectrophotometric parameters also appear around those limits: the L*, a* and b* parameters decrease when entering the Colanhan Member whereas a* increases when entering the Meuville Member. The stratigraphic boundary between the Meuville and Les Plattes Members is fixed to the first coticule layer, and the boundary between the Les Plattes and Colanhan Members is fixed to the layer of caotcule called "La Verte". These boundaries are characterized by drastic syn-sedimentary oxygen fugacity variations. In the case where the first coticule layer and "La Verte" cannot be observed on the field, we suggest to use the mineralogic and geochemical indicators (hematite, chloritoid, Fe, Mn and As contents) to determine the limits between those members of the Ottré Formation.