Comparison of the analytical results obtained after alkaline fusion with metaborate with those obtained after alkaline fusion with tetraborate in the levels of alteration of the sandstones of the Inkisi (sector of Brazzaville, Republic du Congo): applications in the study of weathering profiles

Comparaison des résultats analytiques obtenus après fusion alcaline au métaborate avec ceux obtenus après fusion alcaline au tétraborate dans les niveaux d'altération des grès de l'Inkisi (secteur de Brazzaville, République du Congo) : applications dans l'étude des profils d'altération

Jean-Didier Sounga (1) , Helene Miche (2, 3) , Yves Noack (2, 3) , Pascal Affaton (2, 4) , Fidèle Mialoundama (1)

1 UMNG - Université Marien Ngouabi [Brazzaville]
2 CEREGE - Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement
3 Interfaces & transferts
4 Geodynamique et morphodynamique terrestre

We have compared the analytical results obtained by ICP-AES after alkali fusion with lithium metaborate and with lithium tetraborate in the analysis of samples from an arkosic sandstone from «Inkisi» (Congo, Central of Africa) along a weathering profile. The observation of some differences of behaviour of the two fluxes at the upper levels has conduce us to assume that this differences was in relationship with the degree of weathering process on potassic feldspars and sodic feldspars (albite) contained in those sandstones. In order to locate easily the weathering front on the weathering profile we have defined a coefficient of variation Ki: Ki (%) = 100 * ((oxidei (tf) - oxidei (mf)) / oxidei (mf)) (with tf : result obtained after tetraborate alkaline fusion and mf : result obtained after metaborate alkaline fusion for the i oxide analyzed). The study of the Ki curves obtained for three chemical elements (K, Na, Si) typical of alteration of sandstones in function of the depth permits to show that the variations of the Ki curves was able to locate precisely the alteration levels of the different minerals. So, sodium from albite is the first released at a quite deep level of the profile. It is followed by the potassium from potassic feldspars. We have also showed that, according to the positive or negative sign positive of Ki variations, the chemical element released will integrate more or less refractory mineral structures. All of those results have been confirmed by the study of the X-ray diagrams of the same weathering profile. So, in case of arkosic sandstone our method would permit to locate with precision the weathering front on the profile. This method might be used for the study of other kind of rocks.

Les résultats analytiques obtenus en ICP-AES après fusion alcaline au métaborate de lithium sont comparés à ceux obtenus après fusion alcaline au tétraborate de lithium sur un profil d’altération des grès de l’Inkisi (Sud de Brazzaville, Congo). Les teneurs obtenues montrent des différences parfois importantes, notamment dans les niveaux supérieurs de l’altération. Ces différences sont, soit positives, soit négatives. Elles varient selon l'élément chimique analysé. Certains éléments chimiques, comme l'aluminium, présentent des différences très faibles attribuables à la précision des analyses; pour d'autres, par contre, comme le silicium, elles sont importantes et fluctuantes. Nous avons conçu un coefficient Ki de la manière suivante: Ki (%) = 100 * ((oxydei (tf) - oxydei (mf)) / oxydei (mf)) (tf : résultat obtenu après fusion alcaline au tétraborate et mf : résultat obtenu après fusion alcaline au métaborate, pour un oxyde i analysé). Les courbes de variation du Ki en fonction de la profondeur, établies de la base au sommet du profil d’altération permettent de localiser les niveaux plus fusibles au tétraborate (Ki positif) et les niveaux plus fusibles au métaborate (Ki négatif). En comparant ces courbes avec l’évolution minéralogique au cours de l’altération, montrée par les diagrammes rayons X, nous avons obtenu les résultats suivants: -les variations des courbes du Ki du sodium et du potassium ont pu être corrélées, respectivement, avec les niveaux d'altération de l’albite et ceux d'altération des feldspaths potassiques. -les variations des courbes du Ki du silicium ont pu être corrélées avec la nature des minéraux secondaires apparaissant successivement le long du profil d'altération. Ainsi l’utilisation du coefficient Ki, tel que nous l’avons déterminé, peut contribuer, en appui avec d'autres méthodes comme la diffraction RX, à l’étude des processus d’altération

Mots clés: weathering; sandstone; Inkisi; geochemistry; Congo; metaborate; tetraborate

Domaines: Environnement et Société; Chimie inorganique; Planète et Univers [physics]

Jean-Didier Sounga, Helene Miche, Yves Noack, Pascal Affaton, Fidèle Mialoundama. Comparaison des résultats analytiques obtenus après fusion alcaline au métaborate avec ceux obtenus après fusion alcaline au tétraborate dans les niveaux d'altération des grès de l'Inkisi (secteur de Brazzaville, République du Congo) : applications dans l'étude des profils d'altération. Africa Geoscience Review, 2012, 19 (3), pp.151-168. ⟨hal-01230119⟩