phoscorite

Bonjour à tous, je reprends ici mes notes sur une série de manips de labo dans lesquelles nous avions étudié la réaction calcite + acide sulfurique >>> gypse. Il s'agit d'une partie d'un travail de thèse en Génie des Procédés (cristallisation industrielle) effectuée à l'école des Mines de St Étienne par Frédéric Bard (2011). Ma première intervention, que je rappelle ici, était pour faire remarquer que l'on pouvait obtenir deux morphologies distinctes de gypse, une partie de la réaction se produisant par remplacement des grains de carbonate et fournissant un gypse poreux en forme de pelote d'épingles, dont la taille est celle du grain de carbonate initial : et on obtient aussi, dans la même manip, des aiguilles ou tablettes allongées de gypse qui, elles, sont précipitées à partir de la solution : , Je précise les conditions opératoires à la demande d'un des membres du forum : La procédure consiste à préparer deux récipients : un d'acide sulfurique dilué (A), un autre avec une suspension de calcite dans de l'eau (B) avec un traceur (KCl). Les masses d'acide sulfurique (dans A) et de carbonate solide (dans B sont préparées de manière qu'une fois mélangées l'une à l'autre, on obtienne Ca = SO4 (stœchiométrie) Avec une pompe péristaltique, on verse progressivement la suspension de calcite (B) dans le bain d'acide (A). La manip type dure une heure en gros. Pour suivre l'avancement de la réaction, on fait toutes les 3 minutes un prélèvement de solution dans le mélange (dans A). On peut aussi prélever des solides pour les observer au MEB mesurer leur taille au granulomètre. Dans la solution, on suit la teneur en sulfate, la quantité de Ca, la quantité de Mg (élément mineur du carbonate qui ne va pas être incorporé au gypse) et le traceur K par ICPAES (spectrométrie d'émission atomique à source plasma). Le traceur sert uniquement à vérifier que le débit de la pompe péristaltique est OK. Il y a en fait deux réactions qui se produisent simultanément dans le récipient A et dont on peut mesurer les vitesses séparément : - la dissolution de la calcite, que l'on quantifie par la mesure du Mg dans la solution (c'est extrêmement précis) - la précipitation du gypse qui se mesure par la quantité de sulfate consommée. - la teneur en Ca de la solution est variable et permet d'évaluer l'indice de saturation en gypse de la solution à tout moment. NB: il faut avoir recours à un modèle d'interaction de type Pitzer pour décrire correctement la thermochimie de ce système et, contrairement à l'intuition, la solubilité du gypse dépend assez peu du titre en acide sulfurique. Si vous voulez des détails techniques précis sur la thermochimie, demandez. Au début du mélange, le récipient A ne contient pas de Ca, et la solution n'est donc pas, en moyenne, saturée en gypse, mais du fait que l'homogénéisation du mélange est moins rapide que la dissolution du carbonate, la solution située immédiatement autour des grains de calcite est, elle, sursaturée, et il se forme tout de suite un peu de gypse en périphérie des premiers grains de carbonate qui tombent dans l'acide. Quand la réaction progresse, la teneur en Ca de la solution monte, jusqu'à dépasser le seuil de saturation en gypse, puis le gypse précipite massivement (en aiguilles) à partir de la solution jusqu'à la fin du mélange. La réaction est toujours complète, il ne reste que du gypse comme solide à la fin, et l'acide est neutralisé. Ce qui nous a particulièrement intéressés, dans cette manip, c'est que le produit de réaction (le gypse) apparait sous deux morphologies très différentes, des boulettes, en remplacement de la calcite, et des aiguilles, par précipitation directe à partir de la solution sursaturée, et qu'en changeant les conditions de manip (la température, le titre de l'acide sulfurique), on pouvait faire varier très largement l'importance d'une forme par rapport à l'autre. C'est un sujet qui m'intéresse toujours beaucoup et sur lequel je n'ai pas vraiment eu l'opportunité de creuser, et si vous souhaitez en discuter plus avant, j'en serai ravi. Je soupçonne qu'il est intéressant pour la compréhension des phénomènes de remplacement en général, et en particulier dans la diagenèse des carbonates ou l'on observe souvent en concurrence le remplacement d'un carbonate par un autre ET de la précipitation dans les pores, avec des implications bien différentes pour la perméabilité des roches. Le manuscrit de la thèse Bard est disponible sur le site de l'Ecole des Mines de Saint-Etienne. Il n'y a pas eu d'autre publication sur ce sujet, juste une communication orale dans un congrès de cristallisation, mais elle avait été plutôt bien accueillie.

Donc rendez-vous sur "remplacement vs cristallisation directe du gypse au labo" dans le forum minéralogie.

Je craignais de vous saouler, c'est tout... Rien de top secret la-dedans. Modérateur, on fait quoi quand on sort du sujet ??? un autre post ?

Bonjour Beaucoup de questions, les réponses sont assez longues. Pour ne pas saouler les amateurs de gypse, je vous réponds en MP.

Je ne sais pas exactement ce qu'un minéralogiste entend par pseudomorphose, mais dans les faits et pour les gens de la cristallisation industrielle, la forme du grain de carbonate est préservée et ce grain est complètement remplacé par un assemblage de tout petits cristaux de gypse. Cet assemblage est désordonné, effectivement, et plus ou moins poreux selon les conditions opératoires. La forme et la taille des grains initiaux sont préservés (nous l'avons vérifié au granulomètre), ce qui à mon sens justifie le terme pseudomorphose, mais évidemment, ici, on ne part pas d'un monocristal de calcite mais de grains d'une roche fragmentée. Je suis bien conscient que les épines que l'on voit sur la couronne du grain ne représentent pas, elles, du remplacement mais plutôt une croissance externe sur le carbonate. En fait, elles se forment au tout début de la réaction (quelques secondes) et, pour ce que j'en ai vu au MEB, elles sont orientées tangentiellement par rapport au grain de carbonate. Ce n'est pas de l'épitaxie sensu stricto, l'orientation est variable là aussi, mais il est possible que la nucléation utilise la surface du carbonate, à ce stade. La croissance franchement épitaxique du gypse sur la calcite, décrite dans la littérature, est une réaction qui se bloque très vite en formant une couche protectrice (un blindage) autour du carbonate. C'est un peu pour éviter ce scénario et pour obtenir une conversion complète que nous avions fait ces essais.

Pour changer un peu, du gypse "expérimental" obtenu au labo en diluant une suspension de calcite (en grains de 50 microns) dans une solution d'acide sulfurique dilué. La réaction démarre par une conversion (pseudomorphose) des grains de calcite en gypse, donnant ces pelotes d'épingles, dont le cœur est encore du carbonate : Elle se poursuit en cristallisant directement le gypse depuis la solution, formant les aiguilles ou des tablettes très allongées :

Bonsoir On peut présumer que vos deux spécimens sont des galets. Quartz tout bête pour le deuxième, mais plutôt une roche avec une schistosité pour le premier (et le plus gros). On y voit aussi des veinules blanches qui ont l'air d'être du quartz. Donc, ça ressemble à un galet de schiste, la tonalité verte étant liée à de la chlorite, mais on ne voit pas les cristaux, sans doute trop petits.

Bonjour, revenons à vos photos Pour le premier, un tapis de cristaux en éponte d'une veine, ça ressemble à des oxydes de Fe (oligiste ou hématite selon les gouts). Ça a l'air bien cristallisé, et vous pouvez faire deux choses pour nous aider à l'identifier : une photo de détail des cristaux, pour mieux voir les formes cristallines, et regarder quelle trace votre minéral noir laisse sur une céramique. Si elle est rouge, on est dans de l'hématite. Sans être un rêve de collectionneur, ça reste une pièce chouette. Pour la deuxième, on dirait un tapissage de quartz dans un filon, avec peut-être une petite couche d'oxydes de Fe sur certaines terminaisons. Vérifiez la dureté SVP, le quartz raye le verre. Pour le troisième, je ne vois aucune forme cristalline, donc mystère et boule de gomme. Pour le quatrième, il y a peut-être des formes cristallines à voir, mais il faudrait une autre prise de vue, perpendiculaire à l'allongement de la pièce, pour se faire une idée. Le dernier ressemble à un fragment de roche.

Toutes mes excuses d'avoir laissé penser que le kaolin pouvait acidifier un sol... C'est plutôt qu'on risque d'en trouver dans un sol acide. En fait il n'y a rien de soluble dans le kaolin, donc il n'a en lui-même aucun pouvoir tampon sur la solution aqueuse du sol. Mises à part d'éventuelles propriétés adsorbantes, je ne vois pas comment il pourrait interagir chimiquement avec l'eau interstitielle du sol. Je suis aussi un peu sceptique sur le fait que ce soit du kaolin. Ça ressemble bien à des billes de céramique, voire des billes d'alumine. Pouvez vous faire un test de dureté, si c'est de l'alumine, ça va rayer même le quartz. Si c'est un matériau dur, une origine possible, c'est que ces billes (dures) aient été utilisées pour fragmenter le produit (engrais), dans un broyeur à boulets par exemple.

Du point de vue chimique, le kaolin est une argile complètement dépourvue d'alcalin, je pense que ça pourrait acidifier le sol plutôt qu'autre chose. Pour ce qui est des billes, je vois plusieurs usages possibles : - pour le drainage, dans un sol trop argileux qui ne serait pas favorable à la vigne, - et comme adsorbant si on vise à éliminer de l'eau du sol une molécule ou un ion particulier qui serait lié aux traitements (le sulfate peut-être) Ce qu'il nous faudrait, c'est poser la question à un vigneron...

Désolé si je suis hors sujet, mais je ne comprends pas. Si c'est effectivement du kaolin, ça ne risque pas d'alcaliniser quoi que ce soit, au contraire.

Sur un matériel aussi tendre, vous pouvez tester une hypothèse gypse (on fait bruler un bout et ça blanchit)

Bonsoir D'apres la notice de la feuille Tuchan 1/50 000, les rudistes se trouvent plutôt dans la formation C3c, qui se trouve juste au-dessus de votre couche C3Gs, et en dessous du roc Fourcat. Et il est bien possible que des blocs de ce calcaire a rudistes (C3c) aient descendu la pente vers votre point de collecte. Donc si vous voulez voir vos rudistes en place, dans leurs couche d'origine, remontez un peu la pente et allez toucher le C3c indiqué sur la carte.

Bonjour Les trois premières photos montrent des silex (concrétions de silice dans un calcaire), pas des fossiles. Les 4 suivantes sont peut-être des sections de rudistes (il y a des Hippurites dans le coin). Les 3 dernières montrent une section de bivalve ou de rudiste, toujours dans un calcaire. Si vous voulez savoir plus précisément, il faut localiser vos découvertes (à supposer qu'elles soient en place) sur la carte géologique

Bonjour Puisque vous en avez un morceau détaché, vous pouvez essayer de déterminer sa densité. Essayez aussi de déterminer la dureté.

Bonsoir Pour les premières inclusions, ça ressemble effectivement à du quartz. Pour les trois dernières, c'est altéré, donc pas du quartz et sans doute ce sont des fragments de roches diverses. Si vous voyez une croute de quelques mm autour des quartz (on la devine sur les photos, mais c'est un peu flou), avec un aspect un peu différent du basalte hôte, c'est probablement que le quartz a fondu en partie et a contaminé le liquide autour.

Bien vu, c'est assez surprenant, il y a des éléments de grande taille, comme dans une roche plutonique, mais il sont regroupés dans le caillou, et il y a aussi une matrice microlithique qui les englobe, comme s'il s'agissait d'autolithes. On voit très mal sur la face patinée, on voit un peu mieux sur celle-ci, que vient de m'envoyer zéolite : On se demande aussi si les taches sombres que l'on voit autour du gros K feldspath peuvent être de la néphéline ?

Je précise, car en fait cette question est issue d'un échange en aparté qui a démarré il y a 8 jours. La provenance est incertaine (achat) Le caillou a été patiné par le désert et vendu comme météorite. Les images sont faites sur une face sciée et polie. La structure d'ensemble est microlithique, et on peut y trouver des baguettes de feldspath k (laiteux), des micro bâtonnets de plagioclase (blanc) et de petits pyroxènes (rosés). On les voit assez bien a droite de la deuxième photo. Il y a aussi des petits oxydes FeTi et une altération tardive, peut-être argileuse, de la mésostase. Le globule qui est en photo est le seul de son type dans la face visible, mais comme il ressemble à un produit de rétromorphose, il est fait appel aux géologues un peu familiers avec les laves (et roches subvolcaniques) pour avis. On cherche plutôt du coté des roches alcalines. Merci de vos avis

Dans un gisement de type MVT, à Ranero (cote Cantabrique, près de Laredo), deux générations de sphalérite sur fond de dolomie hydrothermale. en lumière naturelle (champ = 2.5 mm) et en cathodoluminescence (la dolomie est rouge brun, avec aussi deux générations, la sphalérite oscille entre le brun et le bleu).

Pour celle-ci, je pense que c'est un calcaire dans lequel on voit l'interférence entre deux déformations (mécaniques) d'orientations différentes. Ca ressemble un peu à une colonnade de basalte, mais ici les prismes ont une section plutôt rectangulaire et non hexagonale ou pentagonale comme dans des orgues standard. De plus, les surfaces des prismes sont striées : Cela n'évoque pas l'interférence entre deux plans de schistosité, mais plutôt entre deux directions pratiquement orthogonales de stylolitisation, ou l’interférence entre du cone-in-cone (donc une stratification) et des stylolites.

La coloration des silex, agates, et autres formes cryptocristallines de la silice... Est-ce que les variations de couleur reflètent toujours des zonations de croissance ? Et quelqu'un a-t-il une philosophie sur les variations d'hydratation ou de cristallinité, voire les inclusions fluides ou solides qui en sont responsables ?

J'ai sans doute raté des épisodes dans ce fil. Vous avez des données chimiques sur cette roche ?

Pas d'idée sur le coup. Sans analyse chimique de la roche, la discussion sur la teneur en Ti est vouée à rester au niveau des conjectures. D'autres mineraux que la magnetite, l'ilmenite ou l’hématite peuvent contenir du Ti, p. ex. augite et hornblende.

Je ne crois pas, ce que vous montrez la est peut-etre une magnetite, mais altérée (rouillée) en surface. Pour fabriquer des exsolutions de Ti, il faut maintenir un certain temps une temperature un peu plus basse que celle ou le minéral initial s'est formé. Mais ça ne se fait probablement pas au cours de la solidification finale, trop rapide dans une roche microlithique. Une magnétite avec 10% de TiO2, dispersée dans votre roche, ça ne fait pas énormément de Ti dans le caillou.

J'ai pas dit fossile, mais trace de vie, éventuellement. Une autre idée serait un tube d'échappement de méthane. Mais il faudrait le trouver en place, dans sa roche mère (des marnes ?) et relever son orientation par rapport aux couches sédimentaires.