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Livre sur les minéraux français
Livre sur les minéraux français.


mr42

Les scories métallurgiques

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Il y a 21 heures, mr42 a dit :

"Le contexte est différent : les retassures sont des défauts de pièces en cours de fabrication, elles sont dues à la contraction du métal au cours de la solidification."

Merci pour le complément d'infos, j'avais toujours cru, à tort, qu'elles étaient dues à des gaz emprisonnés lors de la coulée.

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Un groupe de scories trouvées dans le secteur d’Echassières, pas très loin de la laverie du Mazet.

Leur origine soulève quelques questions. Les minerais de tungstène subissait un premier traitement au Mazet (concassage, tri, lavage) mais aucun des documents que j’ai trouvés ne parle d’une activité de métallurgie d’extraction qui aurait pu produire de telles scories. Le petit volume du tas (l’équivalent d’une brouette) fait penser qu’elles ont pu être transportées jusque là…

Malgré le petit nombre de cailloux, ils présentent des aspects très variés, c’est à peine si on peut en trouver deux qui se ressemblent.

J’en ai prélevé 3 qui devraient être représentatifs des cas extrêmes.

ma1.thumb.jpg.5fc79d1c368610a7a23a134f966a3a38.jpg

Points communs :

Toutes les 3 sont légèrement magnétiques.

Au spectrographe, Ca et Mn sont nets dans les 3 types de scories. Si et Al doivent aussi être présents mais ils sont toujours difficiles à détecter. Peu ou pas de fer.

 

Scorie grise

La surface extérieure présente une croûte terreuse gris clair mais l’intérieur est formé une matière vitreuse sombre avec de nombreux grains clairs trop petits pour voir leur forme.

Nombreuses petites bulles contenant parfois des cristaux blancs aciculaires. Densité non significative compte tenu des bulles. Dureté assez faible pour une scorie, entre fluorine et verre.

Ça ressemble à un laitier de haut-fourneau sidérurgique, la couleur sombre pouvant s’expliquer par la présence de manganèse.

ma2.thumb.jpg.0ebc51d5b553d509b43e3c6fd69ce8d1.jpgma3.thumb.jpg.2969788b21681f40b8f2fc69eec0807b.jpg

 

Scorie bleutée

De minuscules grains bleu pâle qui forment des bandes plus ou moins compactes dans un verre noir.

Quelques bulles concentrées près de la surface. Pas de formes cristallines reconnaissables. Densité 2,8. Raye difficilement le verre.

Il peut s’agir d’une variation du précédent, ces deux aspects cohabitent souvent dans les scories de haut-fourneau.

ma4.thumb.jpg.b9852dbcb66ffcef588942ad9337f220.jpg

 

Scorie verte (pour ne pas dire caca d’oie)

Cristaux en lamelles bien développés sur certaines plages, jusqu’à 5 mm. Clivages nets. Amas terreux ailleurs. L’ échantillon semble entièrement cristallisé. Bulles petites et rares.

Quelques rares inclusions d’aspect métallique.

Dureté équivalente à celle du quartz.

Densité 2,85.

Là, c’est plus étrange : ces grands cristaux, cette dureté élevée et cette couleur se démarquent nettement des deux précédents. Et pourtant ils semblent chimiquement assez proches mais mes analyses n’ont rien de quantitatif...

ma6.thumb.jpg.e58fd2a6b3709f9dd825af69896b2a66.jpgma5.thumb.jpg.daaabd85ae1c95116bef95f78a76b595.jpg

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Il y a 5 heures, mr42 a dit :

Les minerais de tungstène subissait un premier traitement au Mazet (concassage, tri, lavage) mais aucun des documents que j’ai trouvés ne parle d’une activité de métallurgie d’extraction qui aurait pu produire de telles scories.

Effectivement, c'est curieux. Le minerai était uniquement concentré sur place (Le Mazet) puis  était évacué par la gare de Louroux de Bouble.

 

Il y a 5 heures, mr42 a dit :

Au spectrographe, Ca et Mn sont nets dans les 3 types de scories. Si et Al doivent aussi être présents mais ils sont toujours difficiles à détecter. Peu ou pas de fer.

Le minerai du secteur était de la wolframite, le filon du secteur de Ste Barbe étant du type hubnerite, relativement riche en Mn. La présence nette de Mn dans ces résidus pourrait confirmer qu'ils ont bien un rapport avec la mine de Ste Barbe.

Par contre, pour le Ca, il doit être exotique. L'encaissant est du quartz ou des micaschistes et quand il y a des feldspaths plagioclases, c'est de l'albite...Et Ok que Si et Al devraient être présents.

Un lien au sujet de l'exploitation et du traitement du minerai sur le site: https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k9764511x/f3.image.texteImage

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Merci pour le lien, j’avais repéré ce document et il semble très complet.

Sais-tu où étaient expédiés les concentrés et comment ils étaient traités ?

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Il y a 13 heures, mr42 a dit :

Sais-tu où étaient expédiés les concentrés et comment ils étaient traités ?

Rien trouvé à ce sujet. Y avait-il un seul site de traitement ou de multiples clients?

Peut-être une source d'infos du côté du musée Wolframines?

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Bonsoir.

Voici un lot d'objets trouvés sur le littoral de la Loire Atlantique.

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Ils ont tous une densité élevée, entre 3,5 et 4 et ne dévient pas l'aiguille d'une boussole. Souvent, un petit aimant réussi à se maintenir sur une paroi verticale.

Sur 5 de ces 6 objets, on remarque une croûte qui parfois imite le bitume et parfois présente des marques qui font penser à des boudins laminés.

P1030789.thumb.JPG.f0d8dcc212e1d53847ec9ff3d8518b66.JPG

La texture profonde peut être quelconque, massive mais peut aussi montrer une orientation de cristaux révélée par l'altération (zoomer!).P1030791.thumb.JPG.5f6b7f1e70d4e9bbb1b8b4bb5f0d2592.JPG

Le faciès semble même très variable au niveau d'un objet. Celui ci après montre une surface grêlée d'un côté et massive de l'autre.

P1030792.thumb.JPG.44a0990e398bd8e3858300d0d0fd0a3d.JPGP1030793.thumb.JPG.e9c619e544f68ee8d4e7e256a481d281.JPG

 Pour se faire une idée du contenu minéralogique, il a été réalisé des lames minces dans 5 autres échantilons.

Le premier, en lame polie, ne montre rien de particulier mis à part une discrète porosité et ces pores montrent une bordure qui semble argentée (métal?)

En lame mince (LPNA puis LPA):

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Au vu des teintes de polarisation , on a probablement affaire à de l'olivine, en petits cristaux allongés et groupé en bouquets qu'on aperçoit sous différents angles

Le deuxième, en lame polie présente une des reflets qui laissent imaginer une orientation597346129f66d_copie9.thumb.jpg.2e57c871f63529711572b1c97bd98614.thumb.jpg.56d7e92e83e37130a77dda2ebd8f9099.jpg

En lame mince (LPNA puis LPA):

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Encore de l'olivine mais avec une texture en plumes, cette fois-ci.

Ces faciès d'olivine avec des cristallisations en bouquets ou en plume caractérisent des milieux à gradient de refroidissement importants.

Dans le troisième échantillon, 2 lames minces ont été exécutées car les faciès semblaient différents aux extrémités d'un objet d'environ 12 cm de long.

Euromex_261.thumb.jpg.31788b08d97bcd28e8ebd5a76c8d600d.jpgEuromex_263.thumb.jpg.3af54e8575207e27dc7eff62034dc5c0.jpg

Pour l'essentiel, toujours des olivines qui ont été soumises à un refroidissement rapide.

A remarquer cependant ces cristaux blancs, incomplets (on dit squelettiques) en forme d' agrafe:

dendritica(20).jpg.ac36845bcce3d0cdb941ec0893e75a3a.jpgdendritica(21).jpg.b632eef7df48abab3fc3c5affd83f0bf.jpg

 

A l'autre bout, c'est très différent:

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Plus de bouquet ni de plume. Des petits cristaux colorés sans orientation et des cristaux souvent allongés qui polarisent dans le gris sombre à blanc du 1° ordre (très faible biréfringence) A noter la section bien carrée d'un de ces cristaux.

En même temps apparaissent de nombreux points opaques  et isotropes qui semblent volontiers se présenter en inclusions dans les cristaux blancs/gris

Les 2 derniers objets présentent des faciès du même type

Euromex_386.thumb.jpg.1ba88744f042a72d629478643d6820e0.jpgEuromex_451.thumb.jpg.97a05f7d79ba0bb3edb740a8e965b9b2.jpg

On remarquera au passage l'absence de feldspaths, notamment de plagioclases!

Aussi, la porosité est loin d'être évidente partout. Certains blocs ne présentent pas la moindre bulle.

Une analyse chimique rapide avait été menée sur 1 échantillon (malheureusement, on ne sait plus lequel) qui avait donné, entre autres:

Fe 50%

Si 25%

Pb 10 à 15%

Zn 8%

S 2 à 3 %

Ti et Sb: 1 à 2%

Pas de Mg

Avec ces teneurs, il faut s'attendre à ce que l'olivine soit de la fayalite Fe2SiO4 mais quelle est l'origine du Plomb et du Zinc?

Quelles sont les natures des cristaux blancs et celle des cristaux opaques et isotropes.

Des prismes à section carrée et une biréfringence très faible désignent la famille des mélilites avec, par exemple, la gehlenite Ca2Al (AlSiO7)

Pour le vérifier: dureté: raye le verre et se dissous lentement dans HCl à froid. Pas de fluorescence.

Les tests réalisés à partir des cristaux issus d'un fragment d'objet martelé sont concordants1864763650_COPIEO1.thumb.jpg.21f476f625b7d68d302a1a1bb8886c17.jpg

A cette occasion, on a pu constater que de nombreux petits cristaux noirs étaient emprisonnés dans la mélilite.

Ces cristaux noirs , en présence d'olivine, font de suite penser à la magnétite. Or une aiguille de boussole ne bouge pas. Autre possibilité dans le groupe des spinelles: l'hercynite Fe Al2O4. Celle-ci est antiferromagnétique et comporte de l'aluminium ce qui expliquerait son association systématique avec la gehlenite.

Le changement d'allure de l'olivine pourrait être lié à la présence du calcium, car la fayalite peut alors devenir de la kirschteinite CaFeSiO4

Melilite, hercynite, olivines, Plomb, Zinc, pas de Mg, fort refroidissement. La possibilité de scories métallurgiques se précise.

Reste à en trouver l'origine.

Au plus près, il y a l'ancienne usine de Couëron, à l'aval de Nantes. Cette usine a été le principal producteur de plomb à la fin du 19° siècle. Elle utilisait notamment le minerai extrait à la mine de Pont Pean près de Rennes. Les concentrés qui ont quitté cette mine étaient de la galène(Pb) pour 67%, de la blende (Zn) pour 20% et de la pyrite et de la chalcopyrite  pour 13%. Ce qui pourrait parfaitement cadrer avec les quantités de Pb et Zn trouvés à l'analyse.

Oui, mais bon, le Calcium dans tout ça? Et bien le site de Couëron a été exploité par les fonderies de Pontgibaud dont les habitudes étaient les suivantes:

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Matières calcaires...

Reste à vérifier sur site et on y trouve encore des scories d'époque avec les mêmes aspects que celles du littoral y compris le style en boudins laminés, les mêmes densités 3,5 à 4, les mêmes croûtes à aspect de bitume (verre), des faciès orientés….

 

P1030782.thumb.JPG.59c37a075f429f3a4787aa493a224677.JPGP1030785.thumb.JPG.612553885c3d3ea0f144b76fac2577fe.JPGP1030784.thumb.JPG.9cba786b0c119179cd52e0985b4a1ea4.JPG

 

Conclusions: 

Méfiance quand on trouve sur le littoral Atlantique une "roche" d'aspect massif sans vraiment de cristaux visibles, de densité supérieure à 3,5, avec souvent une croûte ou une cuirasse, avec du Pb et du Zn dans l'analyse. Ca n'est pas forcément un objet extraterrestre mais plus vraisemblablement un morceau de Couëron et quelque chose me dit que des petits Couëron, il doit y en avoir un paquet qui ont été éparpillés dans le pertuis breton à une époque où on se souciait moins des conséquences de ce type d'épandage.

Les constatations et remarques ci-dessus sont en phase à ce qui a été observé à Pribram, république Tchèque http://rruff.info/doclib/cm/vol39/CM39_873.pdf

Remarquer aussi que le "bain" en fusion semble avoir été assez hétérogène. La distribution de Ca et Al n'a rien de régulier ce qui génère des faciès assez variés parfois à très courte distance (10cm).

 

Euromex_282.jpg

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Bonjour jjnom, intéressante trouvaille !

Le lien avec l’ancienne fonderie de Couëron s’impose.

Il y a cependant deux bizarreries :

- la teneur en plomb est très élevée (10 à 15%) alors qu’à Pontgibaud elle était surveillée de près et les scories étaient recyclées quand la teneur en Pb dépassait 3 %;

- la couleur rouille de certains blocs est anormale pour ce type de scories. Cette couleur est habituellement liée au fer +3 qui devrait avoir disparu après réduction.

Les autres paramètres sont en faveur de scories de plomb, je ne vois pas quel autre procédé aurait pu produire de tels déchets. Il faut plutôt y voir une anomalie de fonctionnement de l’installation.

 

Je n’ai pas compris le calcium : il n’apparaît pas dans les résultats d’analyse que tu donnes. Est-il déduit de l’examen des lames minces ? Ça ne change rien aux conclusions, le calcaire étant un ingrédient habituel de ce type de procédé.

 

La Société des Fonderies et Mines de Pontgibaud était initialement une compagnie française devenue franco-britannique en 1852. Les capitaux et la technologie britanniques ont été déterminants dans le développement des deux usines. Celle de Couëron, créée en 1856 était une ouverture vers les marchés internationaux : minerai de Bretagne mais aussi d’Espagne et de Sicile, charbon anglais...

https://en.wikipedia.org/wiki/Société_des_mines_et_fonderies_de_Pontgibaud

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Bonjour mr42

Pas d'explication évidente à cette teneur élevée en Pb.

Maintenant, je ne sais pas si Couëron était aussi producteur de Zn à partir d'une blende qui aurait été polluée en galène? Mais oui, un recyclage aurait été de bon aloi.

Les blocs trouvés sur le site de Couëron, "plus sombres, plus propres" n'ont pas du tout la même patine que celles découvertes sur le littoral. L'intensité de l'altération atmosphérique n'est probablement pas la même. Ceci étant dit cette altération de couleur rouille est superficielle (on devine les faisceaux d'olivine sous-jacents). Une mise en solution de Fe2 peut fort bien avoir été à l'origine d'un dépôt d'hydrates ferriques en milieu oxygéné.

Une seule analyse rapide sur un seul échantillon. L'opérateur a t'il raté le Ca?

Toujours est-il que dans certains échantillons, il est bien présent car sinon, pas moyen de fabriquer de la mélilite (Ca2Al[AlSiO7]).

D'un autre côté, quand on voit la variété des faciès qui changent très vite à quelques cm de distance, j'ai sincèrement l'impression d'un "mélange" pas du tout homogène et qu'une analyse n'a de valeur qu'à l'endroit où elle a été pratiquée.

On peut aussi penser qu'on a trouvé le résultat de plusieurs fournées conduites différemment...

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J'avais oublié cette photo qui me semble très parlante. L'aspect grêlé est du aux cristaux de mélilite qui sont les plus sensibles à l'altération. On observe bien les "trous carrés". Et on repère bien aussi par endroits des gerbes d'olivine plus résistante.

Petite bizarrerie concernant la mélilite: quand on meule, les cristaux de mélilite sont bien repérables car blancs. Quand on cherche à obtenir une surface polie, ces mêmes cristaux apparaissent en noir!!! Pas d'idée du phénomène optique qu'il y a là dessous.

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Il y a 1 heure, 1frangin a dit :

pas oublier jean marc qu'à pont péant il y a de la sphalérite ... 

Tout à fait d’accord, d’autant plus que le minerai venait de différentes origines. La sphalérite accompagne souvent la galène dans les mêmes filons et la présence de zinc est habituelle dans les scories de plomb.

Il y a 2 heures, jjnom a dit :

Maintenant, je ne sais pas si Couëron était aussi producteur de Zn à partir d'une blende qui aurait été polluée en galène?

D’après les documents que j’ai pu lire, l’usine de Couëron n’était pas équipée pour traiter le minerai de zinc.

Aucun problème avec le zinc qui doit bien venir des impuretés du minerai de plomb.

Il y a 2 heures, jjnom a dit :

Une seule analyse rapide sur un seul échantillon. L'opérateur a t'il raté le Ca?

Si le fer et le calcium se retrouvent dans des minéraux différents, il est tout à fait possible qu’une ségrégation se produise au moment de la cristallisation. Si l’analyse a été faite sur un fragment trop petit, on peut avoir ce genre de surprise.

En ce qui concerne la teneur en plomb, il suffit d’un plomb de chasse égaré...

Il y a 2 heures, jjnom a dit :

Les blocs trouvés sur le site de Couëron, "plus sombres, plus propres" n'ont pas du tout la même patine que celles découvertes sur le littoral. L'intensité de l'altération atmosphérique n'est probablement pas la même. Ceci étant dit cette altération de couleur rouille est superficielle (on devine les faisceaux d'olivine sous-jacents). Une mise en solution de Fe2 peut fort bien avoir été à l'origine d'un dépôt d'hydrates ferriques en milieu oxygéné.

Pour la couleur rouille, on peut effectivement invoquer une réaction superficielle en ambiance marine et industrielle.

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salut les amis mr42 , jjnom.vous vous souvenez de moi avec mes pierres donc le sujet a mobilisé de long mois. ces scories donc vous parlez sont comme les miennes. les photos de lames minces ainsi que les analyses que vous avez fournis sont assez similaires. 

mes analyses qui m ont été fournis pour mes (scories que vous connaissez bien).

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Bonjour romt20, bien sûr qu’on s’en souvient !

Les scories, c’est moins palpitant que les météorites mais on peut aussi y passer beaucoup de temps.

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Voici une scorie avec des cristallisations assez exceptionnelles.

Elle vient des environs de Dracy en Puisaye, c’est donc probablement une scorie de bas-fourneau d’époque gallo-romaine.

Une face ne présente que des formes arrondies sans cristallisation nette avec quelques inclusions de matériaux divers.

 

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La face opposée est au contraire fortement cristallisée avec des facettes de grandes dimensions.

On note en particulier une plage de 3 cm sur 2 qui brille comme un miroir.

 

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Ce miroir est presque plan.

 

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En regardant de plus près et en lumière rasante, le miroir présente des séries de lignes qui se coupent selon des angles constants.

 

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Ces lignes forment 6 ou 7 groupes dont chacun semble appartenir à un même édifice cristallin.

Au centre de chaque groupe, plus ou moins net, une sorte de noyau de forme rectangulaire. Les lignes obliques sont parallèles aux diagonales de ces rectangles. d’autres lignes moins nettes sont parallèles aux côtés des rectangles.

 

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Dans le prolongement du miroir, on trouve une zone de cristaux tabulaires enchevêtrés.

 

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Chaque face est couverte des motifs rectangulaires fréquents sur les fayalites du secteur.

 

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Nous ne saurons pas dans quelles conditions cette scorie a cristallisé. On peut supposer que le miroir et les cristaux qui le prolongent se trouvaient à la surface libre d’une poche fondue qui s’est solidifiée lentement sans être dérangée. Ça n’explique pas pourquoi les cristaux se sont orientés selon la surface du liquide pour former ce miroir ni pourquoi, juste à côté, il sont devenus complètement désordonnés...

On peut également supposer que les lignes du miroir sont les traces d’une croissance dendritique avec pour germes de petits cristaux rectangulaires de fayalite…

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il y a une heure, mr42 a dit :

Voici une scorie avec des cristallisations assez exceptionnelles.

Elle vient des environs de Dracy en Puisaye, c’est donc probablement une scorie de bas-fourneau d’époque gallo-romaine.

Une face ne présente que des formes arrondies sans cristallisation nette avec quelques inclusions de matériaux divers.

 

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La face opposée est au contraire fortement cristallisée avec des facettes de grandes dimensions.

On note en particulier une plage de 3 cm sur 2 qui brille comme un miroir.

 

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Ce miroir est presque plan.

 

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En regardant de plus près et en lumière rasante, le miroir présente des séries de lignes qui se coupent selon des angles constants.

 

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Ces lignes forment 6 ou 7 groupes dont chacun semble appartenir à un même édifice cristallin.

Au centre de chaque groupe, plus ou moins net, une sorte de noyau de forme rectangulaire. Les lignes obliques sont parallèles aux diagonales de ces rectangles. d’autres lignes moins nettes sont parallèles aux côtés des rectangles.

 

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Dans le prolongement du miroir, on trouve une zone de cristaux tabulaires enchevêtrés.

 

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Chaque face est couverte des motifs rectangulaires fréquents sur les fayalites du secteur.

 

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Nous ne saurons pas dans quelles conditions cette scorie a cristallisé. On peut supposer que le miroir et les cristaux qui le prolongent se trouvaient à la surface libre d’une poche fondue qui s’est solidifiée lentement sans être dérangée. Ça n’explique pas pourquoi les cristaux se sont orientés selon la surface du liquide pour former ce miroir ni pourquoi, juste à côté, il sont devenus complètement désordonnés...

On peut également supposer que les lignes du miroir sont les traces d’une croissance dendritique avec pour germes de petits cristaux rectangulaires de fayalite…

bas fourneau assurément ! on voit même des scories sur les premiers clichés !

 

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Très bel échantillon. On peut voir en macroscopique des formes de cristallisations de l'olivine qu'on ne voit souvent que sous le microscope et dans des roches de contexte particulier (komatiites, pillow-lavas). Intéressant également de pouvoir montrer le processus de germination (le rectangle) suivi de la croissance du cristal. 

 

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Il y a 22 heures, 1frangin a dit :

bas fourneau assurément ! on voit même des scories sur les premiers clichés !

 

 

Merci frangin pour la confirmation ! Je n’avais pas vraiment de doutes...

 

Il y a 21 heures, jjnom a dit :

Très bel échantillon. On peut voir en macroscopique des formes de cristallisations de l'olivine qu'on ne voit souvent que sous le microscope et dans des roches de contexte particulier (komatiites, pillow-lavas). Intéressant également de pouvoir montrer le processus de germination (le rectangle) suivi de la croissance du cristal.

 

C’est rare de voir les étapes du processus aussi nettes.

L’autre intérêt de cet objet est de montrer qu’on peut trouver des cristaux centimétriques sur des scories.

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Totalement indéterminé, sans fiche d'identité...lourd, joli aspect..."biterminé"!

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Par ailleurs, de mr42: Très joli ! :wub:

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Il y a 12 heures, Kayou a dit :

Totalement indéterminé, sans fiche d'identité...lourd, joli aspect..."biterminé"!

Par ailleurs, de mr42: Très joli ! 

Merci Kayou.

Ta "botte d’asperges" est étrange.

Elle n’a pas d’identité : pas même un lieu d’origine ? Quelles dimensions ?

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"botte d’asperges"

Effectivement...on en mangerait !... mais vraiment sans origine précise (mises de côté par un ingé des mines qui a travaillé en Tunisie, au Maroc et à Salsigne...et pour qui malheureusement l'Univers s'est éteint pour toujours). 

 12 à 14 cm /2 à 2.5 cm l'unité.

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