Approche expérimentale de la dissolution d'assemblages multi-minéraux loin de l'équilibre thermodynamique : utilisation des isotopes du strontium pour quantifier les rapports de vitesse

Experimental dissolution of multimineral assemblage in far for equilibrium conditions: rate ratio estimations by strontium isotope ratios

• Auteur / Autrice : François Seimbille
• Direction : Pierpaolo Zuddas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie fondamentale
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)

Mots clés

Mots clés libres

Interaction eau-granite

Cinétique

Rapport isotopique du strontium

Surface spécifique active

Résumé

Le rapport isotopique du Sr dissous lors d'une interaction entre une solution aqueuse et plusieurs minéraux primaires obéit à chaque instant à une équation de mélange. En milieu naturel on ne peut interpréter que les variations de ce rapport car on connait mal les minéraux sources. Pour contourner cette limitation nous avons réalisé au laboratoire deux séries d'hydrothermalisation entre un granite ou un assemblage biotite-oligoclase et des solutions saturées vis à vis des phases néoformées attendues. L'interprétation des rapports isotopiques montre que l'intensité de l'altération des minéraux primaires diminue avec le temps mais sans changement des contributions relatives aux bilans de masse. En introduisant les vitesses spécifiques et les surfaces actives spécifiques, l'interaction eau-roche est décrite par une seule relation cinétique. L'hydrothermalisation d'un granite est essentiellement piloté par le rapport des surfaces spécifiques actives du couple oligoclase-biotite

Dissolved strontium isotope ratio during water-rock interaction represents a mass balance between several mineral end-members and the aqueous solution. In natural systems it is difficult to interpret such a ratio, as mineral end-members cannot be easily defined. A set of experiments, where a granite or a biotite - oligoclase assemblage reacted with solution having a composition close to the saturation with secondary minerals, was performed. Our results showed that the intensity of the mineral alteration decreases as function of time without change in the solution mass balance. Introducing the specific surface and active specific surface concepts a single expression may describe the water-rock interaction kinetics. The granite hydrothermal process is mainly ruled by the ratio of the active specific surface related to oligoclase-biotite pair.