L'extraction en laboratoire, l'identification, la quantification et l'interprétation de la fraction minérale dense (à gravité spécifique élevée) des sédiments — typiquement des minéraux de densité supérieure à ~2,8–2,9 g cm−3 — utilisée pour déduire la provenance, l'altération et les processus de dépôt.

Principe

Les minéraux lourds sont souvent plus résistants ou caractéristiques de certaines roches sources ; leur séparation par densité et l'examen de leur assemblage, abondances modales et caractéristiques au grain fournissent une empreinte des lithologies sources et des effets de transport, bien que le tri hydraulique et l'altération chimique modifient les assemblages.

Démonstration

Un échantillon de sable d'un éventail sous-marin est tamisé et soumis à une séparation par liquide lourd pour isoler grenat, zircon, rutile et amphibole ; l'abondance relative des types de grenat et les rapports rutile/zircon indiquent une source mixte métamorphique et magmatique compatible avec la géologie arrière-pays.

Mauvaise application

Utiliser des comptages de minéraux lourds d'une seule fraction de granulométrie pour représenter la provenance de l'ensemble de l'échantillon sans tenir compte du tri minéral dépendant de la taille, ou interpréter des minéraux lourds altérés comme des indicateurs primaires de la source alors que l'altération chimique a éliminé préférentiellement des espèces instables.

Conséquence

Une analyse correcte des minéraux lourds affine l'identification des roches sources, contraint l'énergie de transport et le recyclage sédimentaire, et complète les outils de provenance géochimiques et isotopiques, améliorant les modèles régionaux d'acheminement des sédiments et d'évolution de bassin.

Inversion

Le concept inversé minimise les minéraux accessoires lourds et se concentre sur la minéralogie globale ou les assemblages d'argiles pour inférer la source et la diagénèse, donnant la priorité aux signaux de la matrice fine plutôt qu'aux indicateurs de la fraction lourde grossière.

Limite

S'applique aux fractions de taille sable et plus grossières où les minéraux lourds sont présents en quantités mesurables ; exclut les sédiments très fins riches en argile à teneur négligeable en minéraux lourds et est limité par le tri hydraulique, la stabilité minérale et les artefacts de préparation d'échantillons.

Tension sémantique

Il existe une tension entre l'analyse des minéraux lourds et le fingerprinting géochimique global : les minéraux lourds fournissent des signaux de provenance minéralogiques discrets mais sont sujets à des biais mécaniques et chimiques, tandis que la géochimie intègre la composition de l'ensemble de la roche mais peut diluer des marqueurs de source discrets.

Synthèse

L'analyse des minéraux lourds isole et interprète la fraction minérale dense accessoire comme un proxy de provenance et de transport ; elle est puissante lorsqu'elle est combinée avec le contrôle de la taille des grains et des méthodes géochimiques/isotopiques, en tenant compte des biais de tri et d'altération, et s'applique là où les fractions lourdes sont suffisamment abondantes.