Un âge crétacé inférieur probable pour les paléoaltérations latéritiques du graben de Saint-Maixent-l’École (seuil du Poitou) d’après l’étude isotopique (Rb-Sr, δ¹⁸O-δD, U-Th) de pisolites ferrugineux

A likely lower cretaceous age for the palaeolateritic formations of the Saint-Maixent-l’École graben (Poitou saddle) as indicated by a Rb-Sr, δ¹⁸O-δD and U-Th isotopic study of ferrugineous pisoids

¹ BRGM, Direction des Laboratoires, 3 avenue Claude Guillemin, BP 36009, 45060 Orléans cedex 2, France
² TOTAL Exploration et Production, CSTJF, Avenue Larribau, 64018 Pau cedex, France
³ BRGM, Direction des Géoressources, 3 avenue Claude Guillemin, BP 36009, 45060 Orléans cedex 2, France

^* Auteur correspondant: c.innocent@brgm.fr

Reçu : 7 Mars 2018
Accepté : 30 Novembre 2018

Résumé

Le début du Crétacé a été marqué en Europe occidentale par le développement de paléoaltérations de type latéritique. Les argiles rouges à cuirasse ferrugineuse pisolitique du graben de Saint-Maixent-l’École (seuil du Poitou) peuvent constituer un exemple-témoin de ce type d’altération. Toutefois, leur âge reste inconnu et leur position stratigraphique, au-dessus des calcaires oligocènes du fond du graben, ne permet pas d’exclure un âge de formation beaucoup plus récent. Des pisolites de goethite provenant de ces sols latéritiques ont été échantillonnés dans la forêt de Fouilloux et ont fait l’objet d’analyses isotopiques Rb-Sr, U-Th et δ¹⁸O-δD, afin de tenter de lever l’indétermination sur l’âge de leur formation. Pour Rb-Sr, outre les analyses sur pisolites totaux, des expériences de lessivages ménagés ont été effectuées afin d’essayer d’isoler un composant radiogénique. Les résultats obtenus n’ont pas permis de donner un âge fiable par la méthode des isochrones, même si les données tendraient plutôt à faire remonter l’épisode d’altération au début du Crétacé. Les analyses δ¹⁸O-δD ont été effectuées sur des pisolites de goethite totaux, ainsi que sur des fragments sous-échantillonnés. Les résultats plaident en faveur de conditions de formation en zone climatique chaude et/ou aride. Aucun argument en faveur d’un âge fini ou post-oligocène ne peut être tiré de l’étude des isotopes de l’oxygène et de l’hydrogène. Enfin, les analyses U-Th ont été effectuées sur des goethites totales ainsi que sur des fragments sous-échantillonnés. Les rapports d’activités ²³⁴U/²³⁸U sont tous légèrement supérieurs à l’équilibre séculaire, indiquant que les goethites évoluent actuellement et/ou ont évolué récemment en système ouvert. Ainsi, les sols latéritiques apparaissent toujours comme géochimiquement actifs. Si cette étude n’a pas permis d’apporter une réponse claire sur l’âge des sols latéritiques, l’hypothèse la plus probable au vu des données isotopiques est que ces sols latéritiques se sont développés au-dessus des calcaires kimméridgiens sur les bordures du graben de Saint-Maixent-l’École, puis remaniés et finalement resédimentés au fond du graben.

Abstract

It has been previously established that Western Europe underwent an important episode of lateritic weathering during early cretaceous times. In this context, the red clays and ferrugineous pisoids deposits occurring in the graben of Saint-Maixent-l’École (Poitou saddle) may represent remnants of lateritic formations associated with this paleoweathering episode. However, their exact age is unknown, and since they occur on top of the Oligocene limestones filling the graben, it cannot be ruled out that these lateritic soils formed more recently. In order to better constrain the age of these lateritic formations, goethite pisoids were sampled in the Fouilloux forest and investigated for Rb-Sr, U-Th and δO-δD isotopic systems. Rb and Sr have been measured on bulk pisoids, and also on leachates and residues from leaching experiments carried out in the attempt to isolate a radiogenic component. No reliable Rb-Sr isochron age could be derived, although the isotopic data would favor an early Cretaceous age for these lateritic formations. δ¹⁸O-δD measurements have been done on bulk goethite pisoids, and also on sub-fragments. The results indicate that the pisoids likely formed under a warm and/or arid climate. No argument for a late of post – oligocene age can be found from the oxygen and hydrogen isotope data. Finally, U-Th analyses have been carried on bulk samples of goethites, and on sub-fragments as well. ²³⁴U/²³⁸U activity ratios are typically slightly higher than the equilibrium value, which indicates that goethites have recently evolved as open systems (if not still open). Hence, pedogenesis processes are still active from a geochemical point of view in these lateritic soils. This study has not allowed to derive a reliable age for these lateritic soils. However, when the results from the different isotopic systems investigated here are considered together, the best interpretation is that these lateritic soils developed most probably over the kimmeridgian limestones along the edge of the Saint-Maixent-l’École graben, and were reworked and redeposited at the bottom of the graben later on.