A possible capture of molybdenum during early diagenesis of dysoxic sediments.
Résumé
Molybdenum is a trace metal commonly used as a marker of paleoredox conditions of ancient depositional settings. Pyrite is an important molybdenum (Mo) host for enriched sedimentary rocks. In this paper we study the relationship between Mo and pyrite in the Bancs Jumeaux Formation, a Jurassic succession in northern France consisting of limestone and pyrite-rich marls. This formation is relatively enriched in Mo compared to other redox-sensitive trace metals. Our approach is grounded on bulk rock chemical analysis and delineation of two contrasting types of pyrite that can be extracted from the rocks: polyframboids and nonframboidal concretionary masses. The morphological characteristics of both morphotypes were studied using scanning electronic microscopy. The polyframboids are richer in Mo than the concretions but are not markedly enriched in other trace metals. This discrepancy in geochemical composition could result from pyrite precipitation at different times during early diagenesis. Our results tend to indicate that the polyfram-boids would have formed very early in reducing "microniches", within dominantly dysoxic sediment. This early pyrite precipitation occurred at shallow depth below the sediment-water interface close to the abundant Mo source in overlying oxic seawater (molybdate ions), and would have fostered Mo-capture by the polyframboids in relatively large amounts. The concretions would have formed later during early diagenesis (within the sulfidic zone) under conditions of more limited Mo availability. Piégeage du molybdène par des sédiments dysoxiques au cours de la diagenèse très précoce Résumé.-Le molybdène est un élément trace métallique couramment employé comme marqueur des paléoconditions redox des environnements de dépôt. Dans les roches sédimentaires présentant un enrichissement en cet élément, il est souvent contenu dans la pyrite. Dans cet article, nous étudions les relations existant entre le molybdène (Mo) et la pyrite dans la formation des Bancs Jumeaux, se présentant comme une succession de bancs calcaires et d'interbancs marneux, d'âge jurassique supérieur et apparaissant à l'affleurement dans les falaises du Boulonnais. Cette formation est enrichie en Mo relativement à d'autres éléments traces métalliques. Notre approche repose sur l'analyse chimique en roche totale et sur celle de deux morphotypes de pyrite qui sont présents en abondance: des polyframboïdes et des concrétions. Les caractéristiques morphologiques de ces morphotypes sont étudiées au MEB. Les polyframboïdes présentent un enrichis-sement en Mo mais pas en autres éléments traces métalliques, par rapport aux concrétions. Cette différence serait impu-table à une formation séparée dans le temps pour les deux morphotypes: très précoce pour les polyframboïdes, plus tardive (mais toujours au cours de la diagenèse précoce) pour les concrétions. Les polyframboïdes seraient apparus dans des microenvironnements réducteurs au sein de sédiments simplement dysoxiques, les concrétions se seraient formées à un moment où le sédiment était globalement réducteur mais sans que des transferts de Mo aient pu se produire à partir de la colonne d'eau.