Le système Ni-Mg-Si-H₂O entre 25 et 250 ̐ degré C : mesure des coefficients de partage solide/solution pour le couple Ni/Mg : cristallochimie et stabilité des lizardites, talcs, kérolites et stevensites de synthèse

Nni-Mg-Si-H2o system between 25 and 250 ̐ C : measurements of solid/solution partition coefficients for Ni and Mg : crystal chemistry and stability of synthetic lizardites, stevensites, kerolites and talcs

• Auteur / Autrice : Hervé Mondésir
• Direction : Alain Decarreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, Océan, Espace
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Michel Steinberg
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Decarreau, Jean-Jacques Trescases, Michel Steinberg, Georges Calas, Adrien-Jules Herbillon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Jacques Trescases, Georges Calas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Talc

Cristallochimie

Mots clés libres

Kérolite

Lizardite

Stevensite

Cristallogénèse

Coefficient de partage

Énergie libre de formation

Résumé

La synthèse des argiles trioctaèdriques nous a permis de déterminer les domaines de stabilité des lizardites, des stévensites, des kérolites et des talcs Elle a également fourni des valeurs de coefficients de partage pour le couple Ni-Mg entre une solution aqueuse et une phase minérale (lizardite, stévensite, kérolite ou talc). La lizardite est stable entre 25 et 200°C. Des preuves de la formation à basse température d'un minéral décrit sous le nom de ''proto-lizardite'' sont apportées par la diffraction des rayons X et par la mocrodiffraction électronique. La ''proto-lizardite'' évolue ensuite en fonction du temps et de la température vers un minéral bien cristallisé proche des lizardites naturelles. Dans la série stenvensite-kérolite-talc, on a pu mettre en évidence l'existence de transitions de phases stévensite →kérolite et kérollte--->talc, définies par la température et la pression. Le talc appareilà 200°C, la stévensite est stable jusqu'à 80°C, la phase kérolite intermédiaire entre talc et stévensite est stable entre 100 et 170°C. Les lizardites nickélifères et les minéraux nickélifères de la famille du talc sont toujours mieux cristallisés que les minéraux magnésiens obtenus dans des conditions de synthèse équivalentes La diffraction des rayons X et la spectroscopie visible proche infrarouge, montrent que la substitution du magnésium par le nickel à toujours lieu au niveau des sites octaédriques des phyllosilicates. Pour l'ensemble des phases synthétisées, la température augmente la symétrie du site du nickel, et accroit son énergie de stabilisation La distribution du nickel est aléatoire dans le cas des talcs et ordonnée dans le cas des kérolites. Le modèle de distribution des cations Ni et Mg dans la structure apparaît donc être directement lié à la température de formation du minéral La mesure des coefficients de partage (lizardite solution aqueuse) et (minéral de la famille du talc-solution aqueuse), indique que le nickel est plus fortement stabilisé dans le réseau des T-0 que dans celui des T-0-T Les cœfficients de partage K(Ni-Mg) ont des valeurs indépendantes de la température et donc de la cristallinité des minéraux L'ensemble de nos données chimiques et thermodynamiques montre de manière quantitative l'abaissement du domaine de stabilité des lizardites en fonction de leur teneur en nickel. Ces outils théoriques permettent d'expliquer quelques paragénèses naturelles observées dans les profils d’altération des roches ultrabasiques.