Cinetique et solubilite de l'hydrogene dans le diopside monocristallin

Kinetics and solubility of hydrogen in diopside single crystals

• Auteur / Autrice : SARAH HERCULE
• Direction : Jannick Ingrin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Terre, ocean, espace

Résumé

Les echantillons naturels de pyroxenes peuvent incorporer, sous la forme de defauts ponctuels d'hydrogene une quantite d'eau allant jusqu'a 0,11% en poids d'eau. Afin de mieux contraindre les mecanismes et les conditions d'echange de l'hydrogene dans les pyroxenes, nous avons entrepris des mesures de cinetique d'echange de l'hydrogene dans des monocristaux naturels de diopside. Les echantillons sont traites dans l'air puis sous atmosphere reduite de 873k a 1273k et analyses par spectroscopie infrarouge a transformee de fourier. Les cinetiques d'extraction-incorporation de l'hydrogene sont tres rapides et isotropes. A faible concentration de fer (inferieure a 6-8%), nous suggerons que la mobilite des electrons lies au changement de valence du fer controle ces cinetiques. Pour de plus fortes concentrations en fer (superieures a 6-8%), nous proposons que la mobilite de l'hydrogene limite la cinetique d'extraction-incorporation. Ainsi, les diopsides mantelliques subissent sensiblement les memes echanges avec le milieu exterieur que l'olivine lors de leur remontee mantellique. Nous avons propose une calibration de la solubilite de l'hydrogene dans le diopside de russie en fonction de la pression partielle d'hydrogene environnante. Ce resultat nous a permis d'estimer la pression d'hydrogene d'exhumation de l'echantillon, 1,9 bars, valeur en accord avec les conditions de metamorphisme attendues pour une origine de type skarn. Le diopside de russie peut ainsi etre considere comme une sonde a hydrogene, utilisable dans les assemblages de haute pression. Cette calibration pourrait etre generalisee aux echantillons naturels dont la trempe, suffisamment rapide, a fige la concentration d'hydrogene. De plus, nous avons mis en evidence une saturation de la solubilite en hydrogene du diopside de russie a forte pression partielle d'hydrogene. Nous pensons que cette saturation, de 0,0226% en poids d'eau, correspond a la concentration de defauts hotes, ou sites d'accueil de l'hydrogene presents dans ce diopside