La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

O Si O O O 4 - M n+ Iono-Covalent Ionique Dans les minéraux silicatés Tétraèdre SiO 4 rigide.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "O Si O O O 4 - M n+ Iono-Covalent Ionique Dans les minéraux silicatés Tétraèdre SiO 4 rigide."— Transcription de la présentation:

1 O Si O O O 4 - M n+ Iono-Covalent Ionique Dans les minéraux silicatés Tétraèdre SiO 4 rigide

2 94% du volume de la croûte continentale est constitué doxygène Si et O les plus abondants: Si+O = 74,3% en masse silicates = 95% en masse 8 éléments chimiques à la base de la composition de la croûte continentale

3 Composition moyenne de la Croûte continentale Elément % Poids Oxygène (O)46.6 Silicium (Si)27.7 (très important) Aluminium (Al)8.1 Fer (Fe)5.0 Calcium (Ca)3.6 Sodium (Na)2.8 Potassium (K)2.6 Magnésium (Mg)2.1 total % poids pour tous les autres éléments chimiques

4 Organisation structurale = classification des silicates 3D

5 Polymérisation des tétraèdres silicatés neutralisation des charges des oxygènes [Si 2 O 7 ] 6- [SiO 4 ] 4- [Si 6 O 18 ] 12- [Si 2 O 6 ] 4- [Si 4 O 11 ] 6- [Si 2 O 5 ] 2- [SiO 2 ] 0

6 Les principaux minéraux silicatés a) Minéraux silico-alumineux Quartz SiO 2 Feldspath KKAlSi 3 O 8 plagioclases NaAlSi 3 O 8 - CaAl 2 Si 2 O 8 Muscovite (mica) KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 orthose Albite Anorthite

7 b) Minéraux ferro-magnésiens Biotite (mica) Amphiboles Pyroxènes Olivines (Mg, Fe) 2 SiO 4 (Ca, Mg, Fe) 2 Si 2 O 6 K AlSi 3 O 10 (OH) 2 (Mg, Fe) 3 Si 8 O 22 (OH) 2 (Mg, Fe...) 5 (Ca, Na...) 2 NaAlSi 2 O 6 Grande importance des groupements hydroxyles: présence de fluides hydratés (croûte, manteau). Grenats Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3

8

9 Trois exemples: A) Cristallisation à partir de silicates fondus olivine dans roche volcanique (basalte) Modes de formation

10 cristaux de quartz B) Cristallisation à partir de de fluides à haute température

11 les alcalins sont libérés dans la solution, Réorganisation en carbonates et silice dissouteAl, Si restent pour construire des argiles C) Transformation en argile dun feldspath altéré par une solution (pluies, eau circulant) 2 KAlSi 3 O 8 +2 (H + + CO 3 2- ) + H 2 O = Al 2 Si 2 O 5 (OH) KCO 3 + 4(SiO 2 ) d

12 méthodes détude Le microscope optique polarisant Lumière naturelle Lumière polarisée

13 Microscopie électronique à balayage: échelle du m Précipités de carbonates bactériens atoll de Kiritimati, Pacifique photo au microscope électronique à balayage largeur de l'image: 10 microns

14 Microscopie électronique en transmission: en dessous du nm 19,2A Sections hexagonales de canaux dans un silicate de métamorphisme: les ronds représentent les tétraèdres et non les atomes individuels.

15 Tétraèdres isolés a)Aucun des tétraèdres [SiO 4 ] 4- ne partage doxygène avec un autre tétraèdre [SiO 4 ] 4- : Ils ne partagent pas doxygène pontant b) Les oxygènes du tétraèdre sont partagés avec des polyèdres de plus grande taille (octaèdre, cube…) c) Ces minéraux ne présentent pas de plan de clivage

16 I)Les olivines (Mg,Fe) 2 SiO 4 2 pôles purs: Forstérite (Mg) et fayalite (Fe) Olivines du Pakistan

17 Vue des différents sites M1 et M2 etdes sites tétraédriques Structure de lOlivine Sites M1 // à laxe C, liés par arêtes Sites M2 isolés entre eux liés par arêtes aux sites M1 Les sites M1 et M2 sont liés aux tétra par arêtes et par sommets Olivine rond bleu = M1 rond jaune= M2

18 Les sites occupés par les éléments dans Sites M1 et M2 contiennent Fe 2+, Mg 2+ et Ni 2+ Préférence du site M1 pour Fe 2+ et Ni Existence de solutions solides complètes pour Fe, Mg et Mn car rayon Pour la monticellite (CaMgSiO 4 ) pas de solution solide complète car Ca (1Å) Ca entre dans les sites M2 et Mg dans les sites M1

19 Les olivines vont se former précocement lors du refroidissement dun magma: formes bien développées. Termes magnésiens, prédits par le diagramme déquilibre. Cristaux précoces dans une lame mince de basalte Solution solide 1205°C

20 grains de cette roche (dunite) = olivine Constituants des roches basiques et ultrabasiques du manteau Lame mince en lumière polarisée Observation microscope polarisant

21 @ La densité du minéral augmente en fonction de la teneur en transition de phase olivine - spinelle à HP,HT Compressibilité des M>tétra M2 > M1 A 150 Kbars les deux sites sont à la même taille et donc transition vers la phase spinelle qui ne possède quun seul type de site octaédrique = séismes profonds Lorsque T et P augmente encore passage à MgSiO 3 +MgO Relation structure et propriétés

22 @ La couleur (de plus en plus foncée) Variation en fonction de la Substitution de Mg 2+ par Fe 2+

23 a)Les olivines = premiers produits de cristallisation (magmas riches en fer et Mg et pauvres en silice) b)Les roches les plus riches en olivines sont les dunites et les péridotites (ol, px, gt) = roches du manteau Présentes dans les basaltes (fond des océans) Forstérites = matériau à pt de fusion élevé (1890°C) minéraux réfractaires (ex: briques de four de verrerie) Lors de laltération olivine = serpentines (amiantes) Existence naturelle

24 II) Les grenats Minéraux du métamorphisme (Al octaédrique: haute pression), dans les schistes, parfois dans quelques roches ignées en trace, granite et péridotite Isotropes optiquement lumière polarisée

25 Grenat ferrique Fe 3+ (andradite) Les grenats présentent généralement des faces bien développées. Des éléments colorants (ions de transition) se substituent au Mg 2+

26 Pyrope : Mg 3 Al 2 Si 3 O 12 Ouvarovite: Ca 3 Cr 2 Si 3 O 12 Almandin: Fe 3 Al 2 Si 3 O 12 Grossulaire:Ca 3 Al 2 Si 3 O 12 Spessartite: Mn 3 Al 2 Si 3 O 12 Andradite: Ca 3 Fe 3+ 2 Si 3 O 12 Pyralspites - B = Al Ougrandites - A = Ca Les Familles de Grenats A coordinence 8 B coordinence 6 A = gros cations divalents 2+ ou monovalents 1+ B = cations trivalents 3+

27 Les différents sites Grenat A 2+ 3 B 3+ 2 [SiO 4 ] 3

28 Grenat bleu = Si pourpre = A turquoise = B Grenat : A 2+ 3 B 3+ 2 [SiO 4 ] 3

29 Grossulaire:Fer Uvarovite: chrome Spessartine: Manganèse Solutions solides complexes

30 Gisements 1)Roches métamorphiques 1)Roches métamorphiques Pyralspites dans Schistes Ougrandites dans carbonates 2)Roches ignées Dans péridotites Dans péridotites

31 @ Laltération des grenats donne des serpentines du talc, de la chlorite et de Dans les grenats sédimentaires (grossulaire dominant, andradite, ouvarovite) des groupements hydroxyles peuvent se substituer aux tétra SiO 4 = hydrogrossulaires (8.5% H 2 O) Lorsque Ti 4+ entre dans les sites B et Na dans les sites A de ces grenats on obtient la mélanite ou grenat noir (assez commun)

32 Ils sont principalement utilisés dans les industries du bois, du cuir et du le décapage par la confection de papier le surfaçage du la filtration. Les grenats comme géomatériaux

33 III) Les silicates dalumine, Al 2 SiO 5 Le disthène: métamorphisme de haute pression

34 Adaptation dune structure minérale à des modifications de P-T = différents polymorphes 3,23 3,2 3,6 6/6 6/5 6/4 Point triple vers 500°C et 4 kbars (12 km env.) Augmentation du nombre de voisins de Al avec P (4,5,6) Intérêt: calage P-T des roches qui contiennent ces phases. Augmentation de la densité avec P

35 Sillimanite Chaînes d'octaèdres Al Liés par arêtes Tétraèdres de Si et Al (Basse pression) Andalousite Chaînes d'octaèdres Al Liés par arêtes Tétraèdres de Si et Al en coordinence 5 Disthène ou kyanite Deux octaèdres Al (6/6) Liés par arêtes Tétraèdres de Si (Haute pression)

36 IV) Le zircon ZrSiO 4 pouvant contenir du Hf en remplacement de Zr

37 Structure du Zr = coordinence 8 (site cubique distordu) entouré de six tétraèdres SiO Zircon souvent métamicte: altération de la structure sous effet dirradiation naturelle (U ou Th présents en faible quantité dans la structure) = Structure désorganisée = obtention dun matériau localement vitreux avec une réduction de densité de 16%

38 Utilisation du Utilisation industrielle = source de Zr métal (industrie ZrO 2 matériau Minéral accessoire des roches magmatiques et sédimentaires = peu altérable, datation possible des terrains dans lesquels il a été enfoui


Télécharger ppt "O Si O O O 4 - M n+ Iono-Covalent Ionique Dans les minéraux silicatés Tétraèdre SiO 4 rigide."

Présentations similaires


Annonces Google