Contribution
Modes of ferricrete genesis : evidence from southeastern Australia
Bourman, R. P.
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 37 Issue 1 (1993), p. 77 - 101
42 références bibliographiques
publié: Apr 23, 1993
ArtNo. ESP022003701005, Prix: 29.00 €
Abstract
The chemistry and mineralogy of ‘lateritic’ materials in southern Australia reflect various modes of formation and the different facies of ferricretes may indicate environmental conditions during their formation. Consequently, the detailed characteristics of different ferricretes may represent ‘tape recordings’ of their epigenetic histories. Former uniform blankets of ‘laterite’ may not have existed over large areas, but different types of ferricrete, mottled and bleached zones may have developed in specific sites in response to local environments. Ferricretes are relatively rare and are often absent above pallid and/or mottled zones, suggesting the erosional truncation of former complete ‘laterite profiles’. However, it may be that the crusts had never developed. No reliable indication of age appears to derive from the morphology, chemistry or mineralogy of the ferricretes or their component parts, as similar ranges of weathering and ferruginous materials occur on lowland and summit surfaces. However, ferricretes with the greatest mineralogical diversity appear to have much more complex and lengthy histories of evolution than do ferricretes and mottles with simple iron oxide mineralogies. Weathering of a landsurface of some relief could have led to considerable lateral variations in environmental conditions, causing bleaching of iron from some higher parts of the landscape and accumulation in adjacent lower-lying areas, forming ferricreted sediments and bedrock, and slabby and vesicular ferricretes. Within the zone of water table fluctuation, primary iron minerals in bedrock were degraded under reducing conditions, forming ferrous iron that was redistributed and segregated within the weathered and partly kaolinised rock to form ferric iron-rich mottles under oxidising conditions. As surface weathering and erosion proceeded the hematitic mottles were progressively exposed at the surface, where they hardened, disintegrated, transformed partially to goethite, and formed lags. No thick residual lags formed on steep slopes, but only thin layers of pisoliths developed, on and within soils that directly overlie the mottled material. Pisolith evolution in these areas occurred during physical transport from higher to lower parts of the landscape. Pisolitic to nodular ferricretes required variable, lateral physical transport of the nodules and pisoliths, their accumulation and cementation.
Kurzfassung
Die Chemie und Mineralogie von „lateritischem“ Material in Südaustralien zeigt unterschiedliche Arten der Bildung an, und die verschiedene Fazies der Ferricretes kann auf Umweltbedingugen während der Bildung hinweisen. Damit können die detailliert erfaßten Eigenschaften der unterschiedlichen Ferricretes so etwas wie eine „Bandaufnahme“ ihrer genetischen Entwicklung darstellen. Ursprünglich einheitliche Decken von „Laterit“ werden wohl nicht über große Gebiete existiert haben; die unterschiedlichen Typen der Ferricretes, Flecken- und Bleichzone entwickelten sich in speziellen Lagen in Abhängigkeit der lokalen Umweltfaktoren. Ferricretes sind verhältnismäßig selten und fehlen oft über die Bleich- und/oder Fleckzonen, was eine Abtragungsdiskordanz eines ursprünglich vollständigen „Lateritprofiles“ nahelegt. Allerdings mögen die Krusten auch nie bestanden haben. Es scheint keine zuverlässige Altersangabe aus der Morphologie, Chemie oder Mineralogie der Ferricretes oder damit zusammenhängender Teile abzuleiten zu sein, da ähnliche Abwandlungen von Verwitterungsbildungen und eisenhaltigen Materials sowohl im Tiefland als auch auf Hochflächen vorkommen. Allerdings haben Ferricretes mit der größten mineralogischen Vielfältigkeit wahrscheinlich eine komplexere und längere Entwicklungsgeschichte als Ferricretes und Flecken mit einfachen Eisenoxiden. Die Verwitterung einer Oberfläche mit einigem Relief kann zu einer beachtlichen lateralen Variation der Umweltbedingungen geführt haben, was die Abfuhr des Eisens aus den höheren Teilen der Landschaft und die Anreicherung in den benachbarten tiefliegenden Arealen bewirkte, wodurch die Ausbildung von Ferricretes in Sedimenten und Anstehendem sowie die plattenförmigen und röhrenförmigen Ferricretes erklärt werden. Innerhalb der Grundwasserschwankungszone wurden die primären Eisenminerale im Anstehenden unter reduzierenden Bedingungen angegriffen, und es bildete sich Ferroeisen, das umverteilt und segregiert wurde innerhalb der verwitterten und teilweise kaolinisierten Gesteine, wobei eisenreiche Flecken unter oxidierenden Konditionen gebildet wurden. Mit fortschreitender Verwitterung und Abtragung wurden die hämatitischen Flecken zunehmend an der Oberfläche freigelegt und verhärteten, zerfielen, wurden teilweise in Goethit umgewandelt und bildeten einen Rückstand. Es gibt keine größeren Rückstände auf steilen Hängen, sondern nur dünne Lagen von Pisolithen auf oder innerhalb des Bodens, der direkt das gefleckte Material überlagert. Pisolithbildung in diesen Arealen erfolgte während des mechanischen Transportes von höheren nach niederen Teilen der Landschaft. Pisolithische bis knollige Ferricretes verlangen einen variablen seitlichen, mechanischen Transport der Knollen und Pisolithe sowie ihre Ablagerung und Zementierung.
Résumé
Les compositions chimique et minéralogique de matériaux «latéritiques» d’Australie méridionale relfètent divers modes de formation, et les différents faciès de ferricretes peuvent indiquer les conditions environmentals qui existaient pendant leu édification. En conséquence, les caractéristiques détaillées de différentes ferricretes peuvent représenter des enregistrements de leur histoire épigénétique. D’anciennes couvertures uniforms de «latérite» peuvent n’avoir jamais existé sur de vastes surfaces, mais différents types de ferricrêtes, des zones bigarrées et lessivées, peuvent s’être développées dans des sites spécifiques en réponse à des environments locaux. Les ferricrêtes sont relativement rares, et même souvent absentes au-dessus des zones décolorées et/ou bigarrées, suggérant l’enlèvement par érosion d’anciens «profils latéritiques» complets. Cependant, il se peut que la croûte ne se soit jamais formée. Aucune indication fiable concernant l’âge ne peut être tirée de la morphologie, de la chimie ou de la minéralogie des ferricrêtes, ou de leurs composants, dans la mesure où des domaines similaires d’altération et des matériaux ferrugineux existent, tant dans les régions basses qu’élevées. Cependant, des ferricrêtes avec la plus grande diversité minéralogique semble avoir une histoire évolutive beaucoup plus complexe et longue, que les ferricrêtes et les zones bigarrées où n’interviennent que des oxydes de fer. L’altération superficielle de quelques formes du relief pourarit avoir conduit à des variations latérales des conditions environmentales, causant le lessivage du fer à partir de zones élevées du paysage et l’accumulation dans des basses terres adjacentes, formant des sédiments originaires des ferricrêtes et du bedrock, et reconstituant des ferricrêtes lamellaires et vésiculées. Dans la zone de fluctuation de la nappe phréatique, des minéraux ferrifères primaires dans le bedrock ont été dégradés dans des conditions réductrices, formant du fer ferreux qui peut être redistribué et séparé à l’intérieur de la roche altérée et partiellement kaolinisée, pour former des plages riches en fer ferrique dans des conditions oxydantes. Lorsque l’altération et l’érosion on exercé leurs actions, les plages hématitiques ont été progressivement exposées à la surface, où elles se sont indurées, désintégrées, partiellement transformées en goethite et ont formé des horizons résiduels. Aucun reste épais ne s’est formé sur des pentes fortes; seulement de minces couches de pisolithes se sont constituées, sur et dans des sols qui surmontent directement le matériau bigarré. L'évolution en pisolithe dans ces régions a eu lieu pendant le transport physique sur les versants. Des ferricrêtes pisolithiques et nodulaires ont requis un transport physique latéral variable des nodules et des pisolithes, leur accumulation et leur cimentation.
Mots-clefs
laterite • facies • weathering • chemistry • landsurface • pisolith • nodules • ferricretes • cementation • Australia