Les aragonites et les excentriques colorés de l'aven du Mont Marcou (Hérault) et l'aven des Crozes (Hérault)

Nathalie Duverlie

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

09/11/2015

Résumé

Aragonites et concrétions variées (stalactites, stalagmites, excentriques) avec de belles couleurs vertes ou bleues dans deux avens du Cambrien inférieur dolomitique de la Montagne Noire.


Figure 1. Gerbe de cristaux d'aragonite verte, aven du Mont Marcou (Hérault)


Figure 2. Gerbe de cristaux d'aragonite bleue, aven des Crozes (Hérault)


Le versant Sud de la Montagne Noire (Hérault et Aude) comporte des couches de calcaire et de dolomie paléozoïques affectées de nombreux avens et grottes. Comme souvent dans les calcaires dolomitiques, ces avens sont riches en concrétions d'aragonites et en excentriques (cf. Les aragonites des grottes de Limousis (Aude) et de Clamouse (Hérault) , et, pour des exemples d'excentriques, Les excentriques, des concrétions spéléologiques bien étranges ). Certaines de ces cavités sont ouvertes aux touristes (grotte de Limousis, gouffre de Cabrespine...). D'autres de ces cavités sont trop petites et/ou trop fragiles pour être ouvertes au public. Mais elles peuvent receler des trésors cachés. Ainsi, l'aven du Mont Marcou et l'aven des Crozes, tous deux dans l'Hérault et tous deux creusés dans le Cambrien inférieur dolomitique contiennent des excentriques et des aragonites colorés par des sels métalliques. Ces grottes, extrêmement fragiles, sont fermées par de solides portes. Elles sont gérées par des associations et ne sont accessibles que sur demande, et pour un petit nombre de groupes de spéléologues confirmés. L'aven des Crozes est connu pour ses concrétions bleues. L'aven du Mont Marcou constitue le plus bel et vaste ensemble de concrétions vertes connu au monde à ce jour. Ces exceptionnelles concrétions vertes sont localisées dans une seule des salles du réseau du Mont Marcou, salle connue sous le nom de Réseau des Vertes. Ce site a d'ailleurs été inscrit parmi les sites classés du département de l'Hérault en 2009, il est géré par l'Association Mont Marcou.

Figure 3. Arrêté de classement de l'Aven du Mont Marcou


Se pose immédiatement la question de l'origine de cette coloration. On pense tout de suite à des sels métalliques contenus dans les carbonates des concrétions, surtout des aragonites. Ces sels métalliques pourraient soit être "dissous" dans les carbonates sans former de phase propre, soit former des phases autonomes dispersées au sein des carbonates. Les couleurs bleue et verte font tout de suite penser à des carbonates de cuivre. Il existe en effet deux carbonates de cuivre classiques : la malachite verte, Cu2[(OH)2(CO3)], et l'azurite bleue, Cu3[(OH)(CO3)]2 (cf., par exemple, Stalactites de malachite et d'azurite, ancienne mine du Cap Garonne, Le Pradet, Var et La mine de cuivre du Cap Garonne, le Pradet (Var) : visite de la mine et géologie du gisement).

Il existe d'autres carbonates de couleur verte, en particulier la smithsonite, carbonate de zinc (ZnCO3) assez courant. Le nickel est également connu pour colorer en vert les argiles (la garnièrite de Nouvelle Calédonie) et il existe d'exceptionnels carbonates de nickel (la zarasite, verte). Or, le cambrien dolomitique régional est justement relativement riches en cuivre et zinc, comme l'atteste cet extrait de la notice de la carte géologique de Saint Chinian au 1/50 000 : « Cu, Pb, Zn, cuivre, plomb, zinc. Un certain nombre de minéralisations mineures de type filonien pour la plupart, se rencontrent localisées surtout dans les calcaires et dolomies du Cambrien, tel celui de Camprafaud, à blende—pyrite—chalcopyrite. ».

Il serait donc assez logique de penser que ces exceptionnelles couleurs viennent d'une teneur relativement forte en cuivre et/ou en zinc. Cette interprétation pose deux problèmes :

  1. Azurite et malachite vont très souvent ensemble. S‘il y a une dominante de concrétions bleues dans l'aven des Crozes, la couleur verte n'y est pas totalement absente car des concrétions "tendent" vers le vert. Il y aurait dans cet aven les deux types de carbonates de cuivre. Par contre, la couleur bleue ne semble pas exister dans l'aven du Mont Marcou. Pourquoi n'y aurait-il qu'un type de carbonate de cuivre dans cet aven, ou serait-ce un autre carbonate ou un autre sel métallique ?
  2. Le site de l'association du Mont Marcou et l'arrêté de classement indique que c'est le nickel qui donne cette couleur verte. Un diagramme de fluorescence X et une teneur égale à 2% de Ni sont cités. 2% de Ni (en masse), c'est énorme ; c'est à peu près la teneur moyenne des riches minerais de Nouvelle Calédonie.

La présence de cuivre à l'Aven des Crozes ne pose pas de problème géologique majeur, mais encore faudrait-il être sûr que cette couleur bleue soit bien due au cuivre. Par contre la présence de nickel à l'aven du Mont Marcou pose un problème, et de taille.

On pourrait certes penser que cette forte teneur en Ni soit un artefact pouvant être dû (1) à une erreur de mesure somme toute assez peu probable, (2) à une contamination accidentelle de l'échantillon lors du prélèvement, (3) à une contamination du site par des eaux du karst riche en nickel, par exemple à la suite d'installation par EDF de pylônes électriques en acier inoxydable à la verticale du site. Cette hypothèse de l'artefact pourrait / devrait être levée par une nouvelle campagne d'échantillonnage et d'analyse. Si on élimine cette hypothèse de l'artefact, la présence de nickel dans l'Aven du Mont Marcou pose un très intéressant problème géologique : que vient faire ce Ni dans le Cambrien dolomitique de la Montagne Noire, nickel remobilisé au Quaternaire par les circulations karstiques entre la surface et la cavité ?

Les deux principaux contextes géologiques où l'on trouve du nickel sont (1) les cuirasses d'altération d'affleurements de péridotite en milieu intertropical humide et (2) les sulfures [pentlandite = (Ni,Fe)9S8] exsolvés de magmas basiques comme on en trouve dans les intrusions basiques litées et les provinces magmatiques géantes. On en trouve aussi sous forme d'impuretés dans certains filons et amas hydrothermaux riches en sulfures métalliques, sulfures de cuivre en particulier. Le nom de nickel vient d'ailleurs du mot allemand Nikolaus, nom d'un "lutin", ou "petit diable" qui hantait les mines des Erzgebirge (Monts Métallifères) avant le 18ème siècle et rendait les minerais de cuivre impropre à produire le cuivre, métal très recherché. Ces minerais « maudits et diaboliques » contenaient en fait une proportion notable de pentlandite associée à la chalcopyrite ce qui rendait impossible l'extraction du cuivre avec les procédés métallurgiques de l'époque.

Or, (1) il n'y a pas de massif de péridotite dans le voisinage du Cambrien de la Montagne Noire ; (2) il n'y a pas de magmatisme basique abondant dans le secteur. Les seuls affleurements magmatiques proches, les blaviérites, sont des pyroclastites rhyolitiques du Cambrien inférieur. Un peu plus loin (10 à 30 km), on trouve quelques métabasites dans la zone axiale de la Montagne Noire (mais il pourrait y en avoir de relativement plus proches en profondeur) et les basaltes d'âge quaternaire ancien de l'Escandorgue et du Lodévois ; (3) il y a bien des filons avec sulfures de cuivre dans la région, mais à ma connaissance, jamais on n'a décrit de nickel dans ces filons.

Il faudrait donc, après avoir vérifié que la présence de nickel est bien réelle, trouver quel(s) processus géologique(s) a(ont) concentré du nickel dans le voisinage immédiat de l'aven du Mont Marcou entre le Cambrien et l'époque actuelle, ou alors quelles particularités ont les eaux karstiques locales qui concentrent à ce point un nickel présent dans les environs avec une teneur parfaitement normale, c'est-à-dire très faible. Un intéressant problème géologique !

Figure 4. Extrait de la carte géologique de Montpellier au 1/250 000

La flèche verte indique l'aven du Mont Marcou, la flèche bleue celui des Crozes, tous deux dans le Cambrien inférieur dolomitique (k2). MB indique quelques affleurements de métabasites de la zone axiale de la Montagne Noire (vert foncé sur la carte). VE et VL indiquent des coulées de basalte d'âge quaternaire ancien du volcanisme de l'Escandorgue (VE) et du Lodévois (VL).


Mais ne pas avoir l'explication de ce problème géologique n'empêche pas d'admirer ces concrétions exceptionnelles. Après donc des excentriques "classiques" et des  aragonites de grotte "classiques", voici donc 23 autres images de ces concrétions colorées.

Toutes les photographies ont été prises par Nathalie Duverlie en 2015. Le réglage des photos rend les couleurs le plus proche possible de ce que voit l'œil humain quand il est sur place et qu'il dispose d'un éclairage en lumière blanche.

Voyons d'abord douze photographies des concrétions vertes de l'aven du Mont Marcou.

Ces photographies vont de vues d'ensemble à des zooms très précis. À chaque fois, on note aragonites et excentriques blancs et/ou verts, stalactites et stalagmites vertes, en général plus foncées, et quelques concrétions colorées en jaunâtre par de l'oxyde ferrique. Le personnage de la première figure permet d'apprécier la taille de ces concrétions.

Figure 5. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 1/12


Figure 6. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 2/12


Figure 7. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 3/12


Figure 8. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 4/12


Figure 9. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 5/12


Figure 10. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 6/12


Figure 11. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 7/12


Figure 12. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 8/12


Figure 13. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 9/12


Figure 14. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 10/12


Figure 15. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 11/12


Figure 16. Concrétions vertes et aragonite de l'aven du Mont Marcou 12/12


Passons à onze photographies de l'aven des Crozes.

Ces photographies vont de vues d'ensemble à des zooms très précis. À chaque fois, on note aragonites et excentriques blancs et/ou bleues, stalactites et concrétions sphéroïdales également bleues, en général d'un bleu plus intense, et quelques concrétions colorées en jaunâtre par de l'oxyde ferrique. Les personnages des deux premières figures permettent d'apprécier la taille de ces concrétions.

Figure 17. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 1/11


Figure 18. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 2/11


Figure 19. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 3/11


Figure 20. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 4/11


Figure 21. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 5/11


Figure 22. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 6/11


Figure 23. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 7/11


Figure 24. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 8/11


Figure 25. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 9/11


Figure 26. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 10/11


Figure 27. Concrétions bleues d'aragonite de l'aven des Crozes 11/11