Dissolution des quartz

[Invité jean francois06]

Il y a dans les alpes des niveaux de quartzites complètement cariés. Je pensais que c'était lié à la dissolution des carbonates. En effet, on trouve aussi des niveaux de quartzites très riches en ankérites. Donc je pensais que l'aspect carié de ces quartzites était lié à la dissolution de l'ankérite.

Mais récemment je suis tombé sur des fentes et des filons de quartz complètement vide, avec du quartz semblant être dissous. 

Voici deux exemples.

 

 

C'est pas facile à prendre en photo. 

 

Ici, dans une fente très semblable on y voit ça :

 

 

On a l'impression de voir un cristal de quartz recouvert par une nouvelle  minéralisation de quartz. Ou est ce les conséquences de la dissolution?

Si vous avez des quartz en voie de dissolution, n'hésitez pas à en poster quelques photos. Et si vous avez des infos sur les fluides (ph, chimie, température) capables de dissoudre le quartz, je suis preneur.

Ces échantillons proviennent de carottage. Le phénomène étant observable entre 40 et 100m environ. 

 

 

[AMEDE]

il y a 8 minutes, jean francois06 a dit :

Si vous avez des quartz en voie de dissolution, n'hésitez pas à en poster quelques photos

Je fait ça demain.

[elparigot]

Mon domaine d'expertise est principalement limité aux gogottes mais le sujet m'a interpellé. En l'état actuel de nos connaissances, la circulation de la nappe phréatique au sein des sables de Fontainebleau (une dizaine de mètres de profondeur; eau un peu plus chaude que zéro degré (climat glaciaire)) a entraîné une dissolution des grains de sables constitués essentiellement de quartz puis une recristallisation (à l'approche d'un front froid (type sol gelé). Je peux imaginer que ce phénomène soit facilement transposable à d'autres environnements impliquant une circulation d'eau importante et un gradient thermique. 

[Nico78]

3 hours ago, elparigot said:

Mon domaine d'expertise est principalement limité aux gogottes mais le sujet m'a interpellé. En l'état actuel de nos connaissances, la circulation de la nappe phréatique au sein des sables de Fontainebleau (une dizaine de mètres de profondeur; eau un peu plus chaude que zéro degré (climat glaciaire)) a entraîné une dissolution des grains de sables constitués essentiellement de quartz puis une recristallisation (à l'approche d'un front froid (type sol gelé). Je peux imaginer que ce phénomène soit facilement transposable à d'autres environnements impliquant une circulation d'eau importante et un gradient thermique. 

 

Peut-être vais-je dire une grosse boulette, mais les deux ne me semblent pas compatibles, car deux environnements bien différents?

=> le premier cas ci-dessus de Jean-François correspondrait à divers arrêts/reprises ou phases de cristallisations suivant les épisodes hydrothermaux (avec sur saturations ou lacunes de silice).

=> Dans le cas des sédiments de Fontainebleau: ne parle t'ont pas plutôt d'une dissolution (par des agents & facteurs de sub-surface)et re-sédimentation de la matrice qui englobait les grains plutôt que les grains eux mêmes?

 

Après j'ai peut-être mal interprété vos sujets!

Mais dans tous les cas, post intéressant!!! à poursuivre :))

[Invité jean francois06]

Merci pour ces pistes. 

Il y a 10 heures, Nico78 a dit :

 

=> le premier cas ci-dessus de Jean-François correspondrait à divers arrêts/reprises ou phases de cristallisations suivant les épisodes hydrothermaux (avec sur saturations ou lacunes de silice).

Il y a de ça. Les fentes et filons sont liés à des épisodes hydrothermaux. Ce qui m'étonne c'est l aspect actuel de ces fentes qui ont, semble t'il, étaient dissoutes.

Dans les micaschistes du permien, les fentes sont totalement préservées. A noter qu'il y a des quartzites avec des carbonates (quartzite à ankerite) et ils se situent dans les zones de circulations des eaux météoriques (aujourd'hui). Il n'y a quasiment pas de circulations dans les micaschistes. Il y a aussi des quartzites complètement sains, presque pur. On va de quartzites purs, des quartzites phylliteux, à des séritoschistes, en passant par des quartzites à ankérite. 

=> Dans le cas des sédiments de Fontainebleau: ne parle t'ont pas plutôt d'une dissolution (par des agents & facteurs de sub-surface)et re-sédimentation de la matrice qui englobait les grains plutôt que les grains eux mêmes?

C'est possible en effet, cela expliquerait la dissolution sur les grains de quartz à condition que la porosité ait été préservée au cours du métamorphisme ( ce qui me semble difficile), ou restaurée par la dissolution des carbonates présent dans certains niveaux de quartzite. Les grains de quartz offrant une "grande surface" aux fluides, ils seront plus facilement attaqués, la dissolution agira sans doute plus sur la matrice que sur les fentes, ça pourrait expliquer les quartzites cariés. Mais peut on imaginer le même processus sur des fentes de quartz? La dissolution de la silice est dépendante de la température, l'exemple des gogottes, ça joue ici aussi. si on augmente la température, on augmente la solubilité de la silice. Pour les Ph faibles jusqu'à 9, le Ph n'a pas d'influence. Au dessus de 9, la solubilité de la silice augmente. Enfin il y a la chimie.  

 

Voir des quartz dissous serait intéressant, surtout si on connait le contexte.

[AMEDE]

Un quartz de la mine des Isserts, Saint-Jacques-d'Ambur, clairement dissous avec une deuxième génération (pas commun sur la mine).

[AMEDE]

ha oui, j'ai oublié de préciser, c'est hydrothermal.

[Invité jean francois06]

@AMEDE, merci pour cet exemple.

Mon interrogation porte sur la possibilité de dissolution des quartz par des eaux de surface, météoriques. Les eaux météoriques, éventuellement chargées en  divers ions, dont Mg2+ et Ca2+, à des températures basses , inf ou égal à 25°,  peuvent elles être agressives au point de dissoudre le quartz des fentes? 

Je pense à des phénomènes proches de celui-ci :

https://cdn.egu.eu/media/awards/ospp-award/2018/lisa_de_ruiter.pdf

https://se.copernicus.org/preprints/se-2020-34/se-2020-34.pdf

 

 

[elparigot]

Pour en revenir au sujet que je connais, les gogottes (qui rappelons le sont à ciment siliceux) présentent fréquemment sur leur face supérieure (en position de gisement) des figures de dissolution témoignant de l'action potentiellement très agressive des eaux d'infiltration. Exemple :

[Invité jean francois06]

Il y a 14 heures, elparigot a dit :

Pour en revenir au sujet que je connais, les gogottes (qui rappelons le sont à ciment siliceux) présentent fréquemment sur leur face supérieure (en position de gisement) des figures de dissolution témoignant de l'action potentiellement très agressive des eaux d'infiltration. Exemple :

 

Oui, c'est en effet intéressant, voici un lien vers : https://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img695-2020-12-07.xml

A l'intérieur on trouve des liens vers les articles de Médart Thiry sur les phénomène de silicification. 

reste quand même les questions sur le Ph et la chimie des eaux.

En faisant la biblio des articles de Médart Thiry, je suis tombé sur cet article  : https://www.researchgate.net/publication/317718067_An_updated_global_review_of_solutional_weathering_processes_and_forms_in_quartz_sandstones_and_quartzites

Celui-ci fait le point sur les diverses théories actuelles de la dissolution des quartz. (pas encore fini de le lire)

[gaeldeploeg]

Alpin « piqué »

[gaeldeploeg]

Il y a 21 heures, jean francois06 a dit :

 

Celui-ci fait le point sur les diverses théories actuelles de la dissolution des quartz. (pas encore fini de le lire)

Faire une requête avec: figure, corrosion, quartz. ( si c’est utile, j’peu faire de l’image de gros synthétique !?)

[Invité jean francois06]

Il y a 8 heures, gaeldeploeg a dit :

Faire une requête avec: figure, corrosion, quartz. ( si c’est utile, j’peu faire de l’image de gros synthétique !?)

Synthétique, non. C'est pas dans l'ordre des températures qui m'intéressent.

On chercher aussi etched.

Une image du quartzite :

 

Et encore des images des fentes.

 

 

Et celle je l'ai déjà mis, mais ici la vue est plus large.

 

 

[phoscorite]

Bonjour

Je réagis a la remarque de JF06 montrant des photos MEB de quartz corrodé, et remplacé partiellement (ou couronné par) des MSH.

On est ici dans l'environnement très très basique (pH typiquement > 11) des bétons altérés, et il n'est pas trop étonnant de voir que le quartz est corrodé sachant que la solubilité du quartz (et des autres formes de SiO2) augmente beaucoup avec le pH.

Dans le cas des grès de Fontainebleau, je ne me rappelle plus bien ce qu'en dit M. Thiry, mais l'environnement chimique doit être très différent. Et dans ce cas, la solubilité du quartz ne dépend plus, en gros, que de la température de l'aquifère : pour dissoudre comme pour recristalliser du quartz, il faut imaginer un scenario dans lequel l'eau circule dans la nappe (elle voyage) et subit un changement de température. Évidemment, comme la solubilité du quartz est très faible a basse température, ça doit prendre pas mal de temps pour transporter beaucoup de Si et donner des transformations visibles...

Il y a aussi un cas de dissolution et reprécipitation du quartz qui est bien connu des géologues (en particulier pétroliers) c'est celui de la "pression-dissolution", ou les grains de quartz (détritiques) sont dissous à leurs points de contact mutuels et éventuellement reprécipités ailleurs dans les pores du grès. Cela se produit lors de l'enfouissement, a des températures au-dessus de 70°C selon les experts. Je vous en mets un exemple ci-dessous, provenant de grès Jurassiques de la mer du Nord.RV18C5-07.tif

RV18C5-06.tif RV18C5-07.tif

[Invité jean francois06]

Il y a 2 heures, phoscorite a dit :

Bonjour

Je réagis a la remarque de JF06 montrant des photos MEB de quartz corrodé, et remplacé partiellement (ou couronné par) des MSH.

On est ici dans l'environnement très très basique (pH typiquement > 11) des bétons altérés, et il n'est pas trop étonnant de voir que le quartz est corrodé sachant que la solubilité du quartz (et des autres formes de SiO2) augmente beaucoup avec le pH.

Dans le cas des grès de Fontainebleau, je ne me rappelle plus bien ce qu'en dit M. Thiry, mais l'environnement chimique doit être très différent. Et dans ce cas, la solubilité du quartz ne dépend plus, en gros, que de la température de l'aquifère : pour dissoudre comme pour recristalliser du quartz, il faut imaginer un scenario dans lequel l'eau circule dans la nappe (elle voyage) et subit un changement de température. Évidemment, comme la solubilité du quartz est très faible a basse température, ça doit prendre pas mal de temps pour transporter beaucoup de Si et donner des transformations visibles...

Il y a aussi un cas de dissolution et reprécipitation du quartz qui est bien connu des géologues (en particulier pétroliers) c'est celui de la "pression-dissolution", ou les grains de quartz (détritiques) sont dissous à leurs points de contact mutuels et éventuellement reprécipités ailleurs dans les pores du grès. Cela se produit lors de l'enfouissement, a des températures au-dessus de 70°C selon les experts. Je vous en mets un exemple ci-dessous, provenant de grès Jurassiques de la mer du Nord.RV18C5-07.tif

RV18C5-06.tif 817 Ko · 2 downloads RV18C5-07.tif 817 Ko · 0 downloads

Merci pour les photos.

Juste une remarque, les photo MEB sont des exemples naturels, en Norvége, c'est la présence de serpentinite et son altération qui monte le PH. 

Je mets l'extrait du poster :

Ensuite il est vrai que les températures (sup à 70°c)  des bassins sédimentaires, au cours de l'enfouissement sont plus propices à la dissolution. 

Je cherche des exemples à basse température et proche de la surface. 

 

[phoscorite]

Merci pour les précisions

 

Je regarde le papier dans Earth Science Reviews pour me faire une idee.

Sinon, les seuls cas que je connais a basse temperature c'est de la corrosion par la kaolinite (et encore ca reste de la diagenese).