Relations de phases dans le systeme mgo-p#2o#5-h#2o, miscibilite entre silicates et phosphates : applications aux milieux naturels

par Fabrice Brunet

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Christian Chopin.

Soutenue en 1995

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

Les relations de phases entre la phosphoellenbergerite, mg#1#3#,#8p#8o#3#8h#8#,#4, mineral alpin de la paragenese de haute pression de dora maira, et les polymorphes de mg#2po#4oh et mg#3(po#4)#2 ont ete etablies dans le systeme mgo-p#2o#5-h#2o entre 550 et 1000c de 1 a 30 kbar. La phosphoellenbergerite est stable au-dessus de 10 kbar. Dans le systeme mg#3(po#4)#2, la farringtonite est la forme de basse pression (p < 10 kbar). Mg#3(po#4)#2-ii, forme de haute pression, se transforme au dela de 900-1000c en un nouveau polymorphe triclinique, mg#3(po#4)#2-iii. Dans le systeme mg#2po#4oh, la structure holtedahlite est stable dans la quasi totalite des conditions naturelles. La presence de fluor stabilise les formes althausite et beta-mg#2po#4oh (equivalent oh de la wagnerite) aux depens de la holtedahlite. La miscibilite entre silicates et phosphates a ete abordee a travers l'etude des structures ellenbergerite et olivine. La serie ellenbergerite est la premiere solution solide phosphate-silicate complete a etre totalement exprimee dans la nature. A partir de la caracterisation par spectroscopie infrarouge et rmn des sites protoniques du pole phosphate (phosphoellenbergerite) et de syntheses d'ellenbergerites dans le systeme mgo-p#2o#5-al#2o#3-sio#2-h#2o, il apparait que les protons participent au remplacement p-si le long de la serie selon un mecanisme du type p#5#+ = si#4#+ + h#+. La structure olivine n'incorpore dans la nature que des traces de phosphore a l'exception de tres rares cas (pallasites et basaltes de disko island) pour lesquels jusqu'a 5% en poids de p#2o#5 ont ete analyses. Nous avons montre que des olivines metastables enrichies en phosphore peuvent etre synthetisees par cristallisation rapide a partir d'un liquide de composition mgo-p#2o#5-sio#2. Enfin, les potentialites petrologiques des phosphates sont discutees a partir d'exemples de gisements naturels phosphates et des donnees thermodynamiques et de stabilite preexistantes

Titre traduit

Phase relations in the mgo-p#2o#5-h#2o system, si-p replacement in the olivine and ellenbergerite structures: applications to nature

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