II. — Désagrégation et destruction chimique des roches

Les différents processus de corrosion des roches précèdent la

formation des sols ; la pédogenèse, en 2ffet, ne commence qu'avec l'apparition de la vie. À ce moment, les éléments biologiques dus à la végétation (humus surtout) viennent modifier la nature et le rythme des processus physiques et chimiques (phénomènes géogéniques et biogéniques).

Il importe donc de connaître les phases principales de la dégradation physico-chimique des roches géologiques initiales, dès leur apparition dans la lithosphère. En effet, au cours de ces désagrégations, certains éléments résiduels peuvent être mis à jour et parfois entraînés à quelques distances. Il y a ainsi formation d’une roche-

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mére, car elle est sans structure en agrégats, et sans humus ; la 4 “ .

pédogenèse la transformera ensuite en sol.

C’est ainsi qu’une roche calcaire dur peut donner :

19 Ou bien des éboulis par action mécanique sur les pentes, que la pédogenèse transformera en sol rendziniforme (rendzines grises ou noires) ;

2° Ou bien par décalcification, kaolinisation et ferrugination (rubéfaction) dans les cavités karstiques, un complexe argileux mélangé à divers éléments détritiques ; le tout constitue une rochemère (terres rouges) donnant naissance à un sol rouge, brun ou noir (action de l’altitude et de la végétation) (zonalité verticale).

Ces mêmes phénomènes de décalcification, de kaolinisation et de ferrugination peuvent s’observer dans la décomposition des granites, des gneiss et des schistes (roches géologiques n’existant pas dans la basse vallée du Rhône), et également dans les alluvions à cailloux roulés des terrasses glaciaires ou fluviatiles. Il y a formation d’une argile résiduelle complexe, véritable roche-mère également, appelée ferretto dans le cas des moraines et diluvium dans celui des alluvions anciennes.

Ces mêmes phénomènes de corrosion s’observent aussi, dans la région que nous étudions sur les grès calcaires, sur les sables calcaires, sur la mollasse et enfin sur le læss. Toutefois, il arrive, du fait de la composition de certaines roches initiales, que la décalcification, la kaolinisation et la ferrugination se manifestent avec des degrés d’évolution plus ou moins nets. [l est donc intéressant de connaître la modalité et l’intensité de ces trois processus d’altération dans les cas qui nous intéressent.

1° Décalcification :

La décalcification est un phénomène général.

L'attaque de la roche (durée et puissance) diffère :

1° Suivant la nature des éléments contenus dans les eaux (gaz carbonique, carbonate et sulfates) ; 2° Suivant la nature de la roche.

La réaction de l’eau est également à considérer. Il va de soi que celles qui circulent dans les arènes granitiques ou gneissiques ont une réaction acide, et que celles qui circulent dans les roches marnocalcaires désagrégées ont des réactions alcalines, mais, dans les cavités karstiques, après avoir déposé les stalactites ou les stalagmites, l’eau qui se trouve en contact avec la masse d’argile décalcifiée des fonds des grottes et des avens, tendrait vers une réaction légèrement acide ; elle serait donc susceptible d’avoir de nouveau un pouvoir d'attaque appréciable. Cette conception émise par MARCELIN (100) est basée sur l’examen des pH de l’eau et des argiles de laven d’Orgnac (Ardèche). Il est de 8 pour le sol rouge de surface et devient plus faible en profondeur ; il n’est que de 7,34 pour l’eau des cavités argileuses. D'autre part, MARCELIN et de JoLy (103) ont observé

des cas de corrosion que présentent des stalactiques enrobées dans l'argile et «en train de mourir », observation qui concorde avec celle des préhistoriens constatant la disparition des ossements en régions acides granitiques ou schisteuses alors que les sépultures en terrains calcaires conservent parfaitement les squelettes.

Quelle que soit la nature. de la roche considérée, l’altération de celle-ci est toujours précédée et aidée par la fissuration. Dans le cas des calcaires marneux, des marnes, des mollasses, des grès, celle-ci n’est pas très profonde, et la désagrégation en surface, multipliant la puissance d’attaque, se fait sentir rapidement. Au contraire, dans les calcaires compacts la fissuration se propage dans la masse ; les blocs se séparent, les fissures où pénètrent les racines s’élargissent et se remplissent de matériaux divers. La corrosion ici, se fait surtout en profondeur, dans les innombrables cavités karstiques dont il sera question plus loin. Dans ce cas, la puissance d’attaque est due surtout à l’action du micro-climat spécial, qui règne dans ces cavités où il existe, en effet, une humidité constante. MARCELIN (100), qui a parcouru un assez grand nombre de grottes, a constaté par exemple,, que dans la petite salle de la grotte de Campfel, près de Nîmes, dans le cañon du Gardon, l’eau ne cesse de ruisseler sur les parois, ou au moins de les mouiller, même quand l’été méditerranéen sévit en surface depuis plusieurs semaines. Par conséquent, on arrive, en ce qui concerne la corrosion du calcaire, à transporter, pour ainsi dire le phénomène d’un pays «sec » à eaux alcalines en surface), à un pays « humide » à eaux acides (en profondeur).

Le micro-climat humide des cavités karstiques trouve son équivalent dans ce climat du sol de la zone des roches silicatées (alluvions fluviatiles anciennes, terrasses), située à la limite du balancement des nappes phréatiques, où se produisent ces mêmes altérations. Ce « dynamisme interne » qui s'établit ou qui s’établissait ainsi, dans certaines alluvions, a été mis en évidence par SCAETTA (139). J. de LAPPARENT (95) signale également que là corrosion des roches granitiques, leur kaolinisation entre autres, est également l’œuvre de l’air humide.

20 Kaolinisation :

On sait que les roches qui contiennent soit des feldspaths, soit des silicates basiques sont attaquées par les eaux chargées de gaz carbonique ; il se forme des carbonates ; les silicates alumineux donnent naissance par hydrolyse, à un produit dont le type pur est le kaolin, d’où le nom de kaolinisation.

Cette dissociation augmente considérablement avec la température, ce qui explique l'intensité des phénomènes d’altération sous les tropiques. C’est ainsi que dans les cas de l’altération latéritique (allitique), l’hydrolyse aboutit à une élimination de silice et d’alumine, ce que l’on n’observe pas dans le cas de l’altération argileuse (siallitique). Dans nos régions tempérées, elle s'arrête au stade de silicates d’alumine hydratés, avec un pourcentage plus ou moins grand de bases transformées en hydrates.

Les expressions d’altérations allitique ou siallitique données par HARRASSOWITZ (81), semblent préférables à celles d’altérations latéritique et argileuse, car dans le premier cas, le mot latérite a été employé un peu à tort et à travers. Bien des gens appellent ainsi tous les sols tropicaux qui sont rouges. Il y a là une erreur du même ordre que celle que l’on commet au sujet des sols rouges méditerranéens. Enfin, dans le deuxième cas le mot « argile » évoque un aspect particulier et des caractères particuliers. Là encore, il risque d’y avoir des confusions.

Enfin, dans l’altération siallitique, on obtient des argiles géologiques de composition variable et contenant presque toujours des éléments de quartz. C’est ce que l’on observe dans la « Terra Rossa » des géologues, argile résiduelle du calcaire. Elle est de formation continentale et métasomatique, ce qui la distingue d’autres formations rouges marines ou d’eau douce, qui sont diagénétiques en même temps que métasomatiques. De plus, cette « terra rossa » se rencontre très rarement à l’état pur (*), mais presque toujours mélangée à des éléments détritiques divers. C’est ce complexe qui constitue les « Terres Rouges » celles-ci sont sans structure et sans humus ; elles constituent ainsi une roch£-mère. C’est d’une façon analogue que se sont formées l’argile à blocaux des moraines fferretto) et l’argile des terrasses fluviatiles {diluvium).

La kaolinisation, précédée de la décalcification, s’observe également, et d’une façon très nette, sur certains grès du Cénomanien dans la région d'Orange et d’'Uchaux (Vaucluse), sur des grès du Trias, près d’Alès (Gard) et sur ceux du Santonien, à Saint-Cyr

(Var).

Groupes d’argiles d’après leur structure :

Paramètre SiO,/R,0:.

D da dr Groupe de l’'Hydrargillite.

{ Groupe de la Kaolinite.

DR dr Groupe de la Montmorillonite, Beidellite et | Nontronite.

| Groupe de la Bravaisite et de l’illite.

| Groupe de l’Attapulgiteet dela Palygorskite.

EN NT Re Groupe des Sepiolites.

D’après HENIN (84) les sols rouges méditerranéens issus des « Terres Rouges » contiennent les mélanges de Kaolinite, d’Illite et peut-être d’Attapulgite.

(*) MarCELIN (101) en a trouvé dans la grotte des Fées, près de Nîmes et nous-mêmes, dans des poches superficielles du calcaire compact du versant nord des Alpilles et sur le plateau de Saint-Christol.

3° Ferrugination :

Le Fer joue un rôle important dans les processus géologiques et pédogéniques (OupiN (121). Son état et sa coloration constituent un des caractères les plus frappants de cette argile résiduelle du calcaire, ainsi que les éléments détritiques qui l’accompagnent et dont l’ensemble constituent les « Terres Rouges ». Tous les auteurs ont admis la présence d’oxyde de fer dans les calcaires ; certains signalent le carbonate de fer, la pyrite, la magnétite, la limonite (CAYEUX (33). Si l’on examine les nombreuses analyses de calcaire de formation et d’origine différentes, faites par DIENEMAN et BURE (55) on découvre, en général, que ces calcaires sont d’autant plus riches en fer qu’ils possèdent moins d’éléments non carbonatés.

Pour BRAJNIKOV (31), la décalcification est accompagnée de l'oxydation du fer ferreux et de la glauconie et serait cause du phénomène de rubéfaction. AGAFONOFF (2) fait intervenir un mécanisme colloïdal et REIFENBERG (130) fait jouer à la silice colloïdale un rôle important de collo'de protecteur.

L'évolution des sels de fer, dans les roches ou dans les sols et la rubéfaction qui en est la conséquence, constituent un phénomène général des sédiments décalcifiés. DEMOLON (47) l’a étudié sur les limons quaternaires et les argiles de décalcification de la craie. Cet auteur a mis en évidence avec BASTIs£E (51) la formation et le rôle d’un complexe ferri-silicique dans les micelles argileuses. Grâce à la théorie de la migration de ce complexe, le phénomène de rubéfaction, qui à une importance primordiale dans la genèse de bien des sols méditerranéens, devient très compréhensible et a pu être reconstitué au laboratoire.

Nous avons vu que les saisons des pluies sont, dans la basse vallée du Rhône très marquées et nettement séparées par des périodes sèches, chaudes ou froides. Ce facteur :limatique joue, dans le processus de la migration du fer, un rôle essentiel. Voici ce que l’on peut constater sur les terrasses anciennes fluviatiles du Rhône : une première conséquence des pluies a été un lavage provoquant l'élimination, presque totale, des sels solubles, la chaux en particulier (eau chargée de CO,), et l’entraînement de l'argile résiduelle. La formation du complexe ferri-silicique se produit dans les micelles argileuses et durant la période sèche suivante, se diffuse dans la zone superficielle en partie décalcifiée. En été, sous l’influence de l’évaporation à travers les horizons superficiels, de structure grenue, la séparation du fer et de la silice se produit. Le fer s’insolubilise sur place, par dessication, et colore le sol en rouge. La silice est entraînée en profondeur, en même temps que les bases terreuses, au moment de la deuxième période pluvieuse. Elle est prête à reformer de nouveau, à la saison suivante, le complexe ferri-silicique. Quand les éléments de remplissage sont plus calcaires que siliceux (alluvions anciennes de la Durance), la migration des sels de fer n’a pas lieu et une teinte grise uniforme colore ces terrasses, non encore décalcifiées.

Telles sont les réactions physico-chimiques qui régissent ces trois processus primordiaux de la décalcification, de la kaolinisation

et de la ferrugination. Ainsi, apparaît toute l'importance de l’étude des roches-mères ; en effet, la roche-mère est le point de contact, la liaison entre la « Science des Roches » et la « Science du Sol ». Faire, en France, de la Pédologie sans avoir des notions sur le faciès des roches, sans avoir un aperçu sur la composition et la nature des constituants de celle-ci et surtout sur les différents processus de leur dislocation et de leur migration, c’est en quelque sorte « mettre la charrue avant les bœufs ». L’histoire de l’évolution des roches initiales, comprenant les phénomènes géogéniques de « métamorphisme externe » agissant plus profondément que les processus biogéniques de la Pédologie proprement dite, et chevauchant parfois sur eux, nous paraît donc être un travail préliminaire indispensable à toute étude régionale des sols.