Gypse

La production mondiale de gypse en 2013 était de 160 Mtonnes. En 2013, la production de gypse en Australie-Méridionale était estimée à 4,4 Mtonnes, soit 80% de la production totale australienne.

Le gypse est du sulfate de calcium hydraté naturel (CaSO42H2O). Son utilisation principale est dans la fabrication de produits en plâtre, y compris des panneaux de mur et de plafond, des moulures et des blocs pour la construction, ainsi que des enduits de sculpture, des usages médicaux et dentaires et de la poterie. Ces utilisations reposent sur la relative facilité avec laquelle le gypse perd puis retrouve son eau de cristallisation. Lorsqu’il est chauffé à 300-350ºC, le gypse perd 75% de son H2O pour former la forme hémi-hydrate de sulfate de calcium connue sous le nom de Plâtre de Paris (CaSO4½H2O). Lorsque de l’eau est ajoutée, ce matériau peut être étalé, coulé ou moulé avant de retrouver son eau de cristallisation et de prise. Le gypse utilisé pour la fabrication du plâtre contient généralement au moins 90% de CaSO42H2O, un maximum de 0,02% de NaCl (sel) et environ 2% d’insolubles acides.

Une autre utilisation majeure du gypse est dans l’industrie du ciment, où il est ajouté à raison de 2 à 5% au clinker de ciment avant le broyage final pour retarder le taux de prise du béton. Le gypse de qualité ciment tolère un taux de NaCl plus élevé (0,5 à 0,6% maximum) et des insolubles (6% ont été utilisés).

Utilisations agricoles

Le gypse agricole est de plus en plus utilisé pour traiter les sols sodiques, dont les symptômes sont l’engorgement, l’augmentation du ruissellement, un mauvais stockage de l’eau, des croûtes de surface et des problèmes de culture et d’érosion. Le sodium provoque un gonflement et une dispersion de l’argile. Les particules d’argile peuvent alors se déplacer dans le sol, obstruant les pores et réduisant l’infiltration et le drainage. Le calcium du gypse déplace le sodium qui peut ensuite être lessivé plus profondément dans le sol. La production de gypse agricole en Australie méridionale a dépassé les 300 000 tonnes en 2002, ce qui représente une augmentation de 400 % en 8 ans.

Les règlements modifiés de la Loi de 1955 sur les produits chimiques agricoles sont entrés en vigueur le 30 septembre 1999, de sorte que les engrais à base de gypse d’Australie du Sud doivent désormais être étiquetés en fonction des teneurs minimales en gypse, en calcium et en soufre et du classement des tailles. Quatre grades d’engrais gypse (Premium et Grades 1, 2 et 3) ont maintenant été spécifiés en fonction de la teneur en soufre. Une limite supérieure de teneur en humidité de 15% est spécifiée et les produits contenant plus de 0,8 % de sodium doivent porter une mise en garde appropriée. Les résultats d’un programme d’échantillonnage à l’échelle de l’État des stocks de gypse agricoles sont présentés dans Keeling et al. (2001).

Les dépôts de gypse décrits brièvement ci-dessous sont les plus importants d’Australie-Méridionale. Les emplacements de ces gisements et d’autres gisements connus sont indiqués sur la figure 2.

Contrôles géologiques

Le gypse a été déposé dans deux environnements évaporitiques distincts dans des zones arides ou semi-arides des salines côtières de l’État, dans des couloirs interdunaux du système dunaire de plage quaternaire, et des playas continentaux sous—tendus par de l’argile sableuse relativement imperméable dans des dépressions intérieures fermées (Warren, 1982).

Salines côtières

À la fin de la dernière période glaciaire, ~ 12 000 ans avant notre ère, la fonte de la calotte glaciaire polaire a provoqué une élévation du niveau de la mer. Cette élévation s’est stabilisée à environ 6000 ans BP et l’évaporation a commencé à partir de dépressions interdunales qui s’étaient remplies d’eau de mer soit par connexion directe à l’océan, soit par infiltration à travers les dunes côtières poreuses de la Formation de Bridgewater du Pléistocène. Au fur et à mesure que la salinité augmentait, on déposait d’abord de l’aragonite puis du gypse et du sel (Fig. 3, (pdf ~ 180 ko)).

Dans les parties les plus profondes de lacs tels que le lac MacDonnell sur la côte ouest de l’Australie-Méridionale, avec un volume initial important, des dômes de sélénite contenant des pellétoïdes d’aragonite répartis uniformément entre de grands prismes de gypse ont été déposés à partir d’une saumure stable saturée de gypse. La sélénite stratifiée et l’aragonite ont suivi. À mesure que la saline se remplissait de sédiments et que le volume de l’étang de saumure diminuait, les changements de salinité saisonniers devenaient plus rapides et de nouveaux prismes de la taille d’un sable se déposaient chaque été, formant de la gypsarénite stratifiée. La stratification a diminué avec l’augmentation de l’exposition subaérienne.

Dans des gisements tels que Spider Lake au sud de la péninsule de Yorke, seule la gypsarénite s’est formée, le taux de changement de salinité ayant toujours été trop rapide et la salinité de la saumure de fond trop instable pour la formation de sélénite. La gypsarénite exposée a finalement été soufflée par les vents dominants dans des lunettes (dunes de gypse) aux marges de salina (principalement sous le vent). Le gypse de surface dissous par l’eau de pluie est reprécipité dans la zone d’humidité du sol sous forme de gypse de la taille d’un limon (gypsite).

Playas continentales

Le gypse de ces lacs intérieurs est plus ancien que celui des salines côtières, les dépôts ayant cessé d’environ 16 000 ans avant notre ère. Les lacs sont tous dans des dépressions fermées dans des argiles sableuses relativement imperméables et, au moment du dépôt, des bassins fermés étaient soumis à des variations saisonnières rapides du volume et de la salinité de la mare de saumure. Quant aux salines côtières, ce sont les conditions favorisant le développement saisonnier de nouveaux prismes de la taille d’un sable et le dépôt de gypsarénite laminée. Les playas ne sont pas reliées à un réservoir infini d’eau salée et la source du gypse est incertaine. Il est probable que les sels ont été rincés des sols gypsiques qui sont communs dans les zones environnantes. Le plus grand de ces playas se trouve à Blanchetown, dans le bassin de Murray, et est exploité principalement pour la fabrication de plâtre et de ciment. Les lunettes développées du côté sous le vent des playas continentales sont les sources d’une grande partie du gypse agricole de l’État.

Dépôts côtiers de salina

Lac MacDonnell

Le lac MacDonnell, avec une ressource d’environ 500 Mt, est la plus grande mine de gypse d’Australie (Warren, 1983). Les opérations ont commencé en 1919 et la production en 2013 était d’environ 3,5 Mtonnes. Le gisement est exploité par Gypsum Resources of Australia Pty Ltd depuis 1984, lorsque CSR Ltd et Boral Ltd ont combiné leurs activités distinctes. Le gisement comprend ~ 1 m de gypsarénite à 93% CaSO4.2H2O recouvrant ~5 m de sélénite à 94-96% CaSO4.2H2O. Le gypse extrait étant trop riche en sel pour la fabrication du plâtre, il est stocké sur place pendant plusieurs années pour permettre la lixiviation par l’eau de pluie. Lorsque la teneur en sel a été suffisamment réduite, le gypse est traîné sur 64 km jusqu’à un stock de 160 000 t à Thévenard pour être chargé sur des navires par convoyeur.

Lacs près de Streaky Bay

Le plus grand gisement non développé connu d’Australie-Méridionale se trouve à 26 km au sud de Streaky Bay. Ressources en gypsarénite de 49 Mt à 87,9% de 44 CaSO4.2H2O et d’une épaisseur moyenne de 2,5 m au lac Purdilla, et de 10 Mt à 85,9% de 4,2 H2O et d’une épaisseur moyenne de 2.1 m au lac Toorna, ont été mesurés à une épaisseur de coupure de 1 m. Des ressources supplémentaires de 4 Mt sont indiquées dans chaque lac, et les dunes adjacentes contiennent du gypse à haute teneur (Olliver et al., 1988).

Bielamah (Davenport Creek)

Une ressource de 5 Mt de sélénite et de gypsarénite pouvant atteindre 5 m d’épaisseur et contenant jusqu’à 97% de CaSO4.2H2O a été délimitée par Pioneer Plasterboard Pty Ltd pour une utilisation dans la fabrication de panneaux muraux à Sydney et Melbourne. Le gypse a été stocké pour lessiver le sel avant son expédition par le port de Thévenard.

Gisements de Stenhouse Bay

Dans les années 1890, une ligne de tramway, une jetée et une installation de chargement ont été érigées à Marion Bay, dans le sud de la péninsule de Yorke, pour traiter le gypse extrait du lac Inneston, et la production continue a commencé en 1913. Le lac Marion a été mis en production peu de temps après et, ensemble, ces gisements ont fourni la majeure partie de la production de l’Australie du Sud jusqu’à la fin de la Seconde Guerre mondiale. En 1993, les opérations ont été transférées au lac Spider qui contient une ressource de 2,4 Mt de gypsarénite stratifiée d’une épaisseur moyenne de 1,2 m. Waratah Gypsum Pty Ltd a produit 4 600 t de gypse de qualité plâtre en 2002, après avoir considérablement diminué au cours de la période 2000-2002 à la suite de la suspension des activités de l’usine de plaques de plâtre Gillman. L’usine a repris sa production en septembre 2003. Le lac Snow à proximité contient une ressource non travaillée de 2,8 Mt avec une profondeur moyenne de 0,9 m, mais la teneur moyenne de 76,3 % est bien inférieure à celle requise pour la fabrication du plâtre (Olliver et Warren, 1979).

Lac Fowler

Le lac Fowler est un gisement de lunette de gypsite et de gypsarénite à 93% de CaSO4 en moyenne.2H2O qui est utilisé par Adelaide Brighton Cement Ltd dans la fabrication de ciment. La production est variable à partir d’une petite ressource (250 000 t déduites). En 2002, la production de 10 000 t a été la plus importante depuis 1988.

Kangaroo Island

Les opérations minières ont été lancées en 1956 par Ingham Plaster Co. Ltd à Salt Lake, près de Flour Cask Bay, à 14 km au sud-ouest de Penneshaw. Le gypse brut a été transporté par camion à American River pour être expédié par ketch à une usine de plâtre à Port Adelaide. CSR Ltd a repris les opérations en 1959, a érigé une usine de concassage et de lavage au lac et une installation de chargement des navires à Ballast Head. Lorsque le gisement de Salt Lake a été épuisé en 1981, les activités ont été transférées à Pelican Lagoon (gisement de New Lake), à 8 km au sud-ouest de Penneshaw, et se sont poursuivies jusqu’en 1986. Ces dépôts contenaient en moyenne 4 m de sélénite laminée qui a été extraite par excavatrice. La production totale était de 4,8 Mt.

Inland playa deposits

Blanchetown

David Linke Contractor Pty Ltd a produit 216 500 t en 2002 à partir d’une quantité indiquée de 9 Mt contenue dans une ressource supplémentaire non définie (Barnes et Warren, 1983). Le gisement comprend jusqu’à 3,6 m de gypsarénite en lit qui devient de plus en plus argileuse avec la profondeur. Diverses qualités sont produites à l’usine de criblage de Nuriootpa et commercialisées pour la fabrication de ciment et de plâtre et pour des utilisations agricoles (Valentine, 1989, pp. 67 – 69).

Cooke Plains

Le gisement de Cooke Plains est le plus grand producteur de gypse agricole d’Australie-Méridionale, qui est utilisé à la fois dans cet État et dans les États de l’Est. La ressource indiquée de 2 Mt est contenue dans une lunette sur le côté est d’un marais de samphire à 5 km à l’est de Cooke plains. Paterson Bulk Transport a produit 72 700 tonnes en 2002.

Ashville

Le forage des gisements de Warnes et de Lihou à environ 35 km au sud de Tailem Bend par les Services géologiques d’Olliver a permis de dégager 5 Mt de gypse à 73-88% de CaSO4.2H2O.

Meningie

Le carottage par tube poussoir de 15 lacs au sud de Meningie a indiqué une ressource en gypse totalisant 1,3 Mt, presque 60% dont est de qualité plâtre. Environ 1 Mt de cette ressource est contenue dans le gisement de Clanto à 4 km au sud de la ville. La production a commencé à Gemlake, à 6 km au sud de Meningie, en 1998. Le gisement du lac Elephant, à 12 km au nord-est de Meningie, contient 1,4 Mt à 91.8% de gypse. Meningie Gypsum Ltd a produit un total de 6600 t à partir des deux gisements en 2002.

Usine de criblage de gypse au gisement d’Everard.

Everard

Des tonnages variables (35 000 t en 2002) de gypse agricole sont extraits par G.J. Mills et McArdle Pty Ltd des gisements lunette près d’Everard Central, à 15 km à l’est de Lochiel, dans le Mid North de l’État.

Lagune Gordon

Les dunes de Lunette qui bordent les marges est et sud de la lagune Gordon, à 29 km à l’est-sud-est de Burra, sont exploitées pour le gypse agricole. Deux parties distinctes du gisement sont extraites; en 2002, M.E. Neindorf a produit 25 800 t et G.G. Strachan en a produit 8 140 t.

Dépôt de gypse du lac Malata.

Lac Malata

Les dunes de lunette allongées près de la marge est du lac Malata, à 20 km à l’ouest-nord-ouest de Cummins, sont une source de gypse agricole de plus en plus importante pour le sud de la péninsule d’Eyre, 21 700 tonnes ayant été extraites par Malata Nominees Pty Ltd en 2000.

Lecture supplémentaire

Barnes, L.C. et Warren, J.K., 1983. Dépôts de gypse de Blanchetown – études géologiques 1979. Mineral Resources Review, Australie du Sud, 152:79-88.

Keeling, J.L., Pain, A.M. et Beech, A.T., 2001. Gypse dans l’agriculture – normes de qualité en place à mesure que la demande augmente. Journal de MESA, 20.

Olliver, J.G., Barnes, L.C. et Dubowski, E.A., 1988. Réévaluation des réserves de gypse près de Streaky Bay, péninsule d’Eyre. Mineral Resources Review, Australie du Sud, 156:69-74.

Olliver, J.G. et Warren, J.K., 1979. Dépôts de gypse de la baie Stenhouse – échantillonnage de carottes de neige et de lacs d’araignées. Mineral Resources Review, Australie du Sud, 145:11-19.

Valentine, J.T., 1989. Minéraux industriels et non métalliques – opérations en Australie du Sud. Australie du Sud. Département des Mines et de l’Énergie. Recueil de rapports, 89/74.

Warren, J.K., 1982. The hydrological setting, occurrence and significance of gypsum in late Quaternary salt lakes in South Australia. Sédimentologie, 29 (5): 609-637.