Question fondamentale pétro/géochimie..

[invite9199aefc]

Bonjour, je ne dors plus la nuit car je n'arrive pas à répondre à cette question :
Pourquoi les minéraux accessoires ont ils souvent des fortes affinités (grande compatibilité) pour des éléments traces ??? !
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[Tawahi-Kiwi]

Par definition, les mineraux accessoires sont "accessoires", ils sont donc rarement presents en grande quantite car les elements necessaires a leur formation ne sont jamais presents en grande quantite. Classiquement, ces elements sont des elements en traces. P pour l'apatite, B pour la tourmaline, Zr pour le zircon, Ti pour le rutile/ilmenite, REE pour la monazite, allanite etc.

Ces mineraux n'apparaissent que lors de leur saturation dans le liquide, qui pour beaucoup d'entre eux, necessite un niveau important de differentiation. Le contenu en elements en traces est beaucoup plus eleves dans le magma que dans le liquide parental car P, B, HFSE, REE, sauf exception, ne sont pas compatibles dans les mineraux silicates classiques. Les coefficients de partage pour les phases accessoires etant tres favorables pour leur incorporation, la plupart de ces elements s'insere dans leur stucture.

La structure cristalline des phases accessoires est basee sur la presence de cations "exotiques". La structure est donc fondamentalement differente (en terme de taille) d'une structure silicatee typique (tectosilicates, inosilicates et phyllosilicates). Ces mineraux sont plus aptes a acceptes des atomes de charge/taille similaire suivant les regles de Goldschmidt.
Le zircon (et la baddeleyite) acceptera relativement facilement Hf, Ti, U, Th; les phases titaniferes acceptent Zr, Hf, Nb, Ta; l'apatite est une poubelle dont la structure assez flexible lui permet d'accepter pas mal des choses si personne d'autre n'en veut. Tourmalines et epidotes ont aussi des stuctures ou les nombreux sites cristallochimiques permettent l'insertion d'une variete d'elements.

A cote de cela, il existe aussi des phases accessoires plus classiques, mais celle-ci sont dues a l'epuisement ou a l'absence d'un compose dans le magma. Il peut arriver dans certains cas que ces phases accessoires plus classiques (quartz, plagioclase, mineraux hydrates), parce qu'elle se forme en fin de cristallisation, incorpore toute une serie d'elements incompatibles. Le quartz peut contenir du titane et du phosphore; le plagioclase ne rechigne pas a etre riche en barium et caesium, plus rarement en REE, de meme que les micas qui peuvent etre riches en lithium, rubidium et barium.

T-K

[invite9199aefc]

..merci beaucoup pour ta réponse
Ce qui me traumatisait ( ) c'était que par définition les éléments traces ne contrôlent pas l'apparition où la disparition d'une trace... je me disais donc que les mx accessoires devaient "être là avant eux".
Mais pour rentrer dans la définition du coup, on peut dire que quand le magma évolue, des éléments classiquement très incompatibles dans les phases principales atteignent un niveau de saturation qui peut alors les faire qualifier d'élément majeur à ce moment là, et donc ils se mettent à créer des foyers d'hébergements pour éléments à la rue ?

[Tawahi-Kiwi]

Mais pour rentrer dans la définition du coup, on peut dire que quand le magma évolue, des éléments classiquement très incompatibles dans les phases principales atteignent un niveau de saturation qui peut alors les faire qualifier d'élément majeur à ce moment là

Elements majeurs, pas vraiment. Pour la plupart, ils sont toujours presents a raison de max quelques centaines de ppm. C'est juste que lorsque le magma evolue, certains elements qui etaient incompatibles, deviennent compatibles. L'inverse existe aussi. Mg, Mn, Ni et Co sont relativement compatibles dans les liquides ultramafiques et mafiques....et dans certains liquides felsiques (pas tous), ils deviennent fortemment incompatibles.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9199aefc]

..mais alors c'est quand même bien ces éléments qui vont induire l'apparition de ces phases accessoires ? (Dsl je me prends la tête par rapport à la définition dont j'ai parlé plus haut)

[Tawahi-Kiwi]

Tout depend en effet des definitions. Pour moi, elements majeurs sont >1 wt.%, mineurs, 10000<X<1000ppm et traces pour les teneurs inferieures.

Definir un element majeur par sa capacite a "former" ses propres phases peut etre tres reducteur. Pour un basalte ou un granite tout a fait classique, ~ok....pour des liquides leucogranitiques, l'apparition de cassiterite, columbo-tantalite, zircon, beryl, topaze, wolframite, celsiane, barite, etc....impliquerait que tout les elements doivent etre consideres comme majeurs...ce qui n'est pas le cas...ils sont toujours a ~1000ppm dans le liquide granitique. Ta definition de trace reviendrait en fait a definir tout element incompatible dans la phase solide...cela comprend donc Na, K eventuellement Al dans un liquide basaltique....

Si tu veux obtenir un compromis, appelle majeurs >1wt.% et mineurs les elements formant leur propres phases tout en etant present en faibles concentrations (P, Ti) peuvent etre des elements classiques dans un liquide mafique. Et traces uniquement pour les elements qui n'ont qu'une influence mineure sur la petrogenese. Des lors, Zr, REE sont des traces jusqu'a la saturation du zircon/baddeleyite et monazite/allanite ou ils deviendraient elements mineurs.

T-K

[invite9199aefc]

merci beaucoup. Ce n'est ma pas "ma" définition, mais celle qu'on trouve dans le bouquin Dunod Géochimie... d'où mes questionnements.

[Tawahi-Kiwi]

merci beaucoup. Ce n'est ma pas "ma" définition, mais celle qu'on trouve dans le bouquin Dunod Géochimie... d'où mes questionnements.

Oui, je l'entendais bien ainsi . Certaines definitions sont applicables tant qu'on les utilisent dans des cadres tres strictes et peuvent amener a des cas bizarres au dela de ces conditions. Considerer Zr comme un majeur par exemple, est un peu extreme.

T-K

[invite91216f15]

Bonjour, je ne dors plus la nuit car je n'arrive pas à répondre à cette question :
Pourquoi les minéraux accessoires ont ils souvent des fortes affinités (grande compatibilité) pour des éléments traces ??? !

Le plus simple pour déterminer une incompatibilité entre deux éléments est de comparer leurs Rayons Ionique.

Une différence de RI supérieur à 30% signifie que les éléments ne sont pas substituables. Plus les RI sont proches et plus la substitution est realisable.

[Tawahi-Kiwi]

Le plus simple pour déterminer une incompatibilité entre deux éléments est de comparer leurs Rayons Ionique.

Une différence de RI supérieur à 30% signifie que les éléments ne sont pas substituables. Plus les RI sont proches et plus la substitution est realisable.

Il faut egalement prendre la charge electrique en compte, ainsi que, si l'on va plus dans le detail, d'autres parametres cristallochimiques plus au cas pas cas. Neanmoins, meme si les regles de Goldschmidt peuvent expliquer la presence des traces et elements mineurs dans les mineraux accessoires, elles n'expliquent pas la presence des mineraux accessoires eux-memes.

T-K