Cinquante nuances de gypse

[phoscorite]

Ca peut aller très vite : au labo, la conversion de grains de calcite (50 microns) en gypse à 20-40°C prend quelques minutes.

Si on veut des cristaux plus gros, il faut y aller moins fort, avec du H2SO4 très dilué, mais on doit pouvoir le faire dans la journée.

Sur le terrain, je vois du gypse secondaire qui a encrouté (durci) des restes anthropiques (vieux tissus), donc c'est assez rapide.

 

[phoscorite]

Hello

Je reprends ma chasse nuancée aux évaporites après réception de la lame mince dans un nodule : revoici le morceau qui est passé chez le microlithotomeur.

 

C'est effectivement du gypse a 95%, quelques argiles, peu ou pas de carbonate, et le reste ce sont les quartz bipyramidés :

versions de petite taille (mm) sans inclusions, hors du nodule.

 

et dans le nodule blanc, comme prévu, des inclusions d'anhydrite mais pas partout :

NB la bande grise a gauche, ou l'on voit un clivage, est du gypse fibreux (satin spar)

 

Les inclusions sont presque toutes de l'anhydrite, mais certaines, a proximité des fractures du quartz hôte,  ont été retransformées en gypse.

NB : le quartz est un peu épais (à ma demande), la teinte en LPA monte jusque dans le jaune (ce serait gris a épaisseur normale).

avec encore une veine de gypse fibreux qui passe entre les quartz à inclusions

[phoscorite]

Une traversée dans le groupe de quartz à inclusions d'anhydrite (photomontage en lumière polarisée analysée largeur 5mm)

 

La matrice (a gauche et à droite du dernier quartz) est du gypse à 99% en petits cristaux enchevêtrés.

Pour l'essentiel, le bouquet de quartz reproduit la morphologie d'un ancien nodule d'anhydrite. La petite zone sans inclusions en bordure des quartz situés a l'extérieur du nodule est interprétée comme une surcroissance.

[phoscorite]

Rebonjour a tous. Je change de gisement, mais pas de sujet.

Cette fois, c'est dans l'Oligocène de Narbonne (11) sur des haldes qui sont visiblement déplacées mais qui peuvent correspondre a un ancien gisement de Soufre.

Je voudrais bien vos avis sur l'aspect pétrographique et / ou sédimentologique des faciès que j'y trouve.

NB: les barres d'échelle sur les sections sciées et scannées font 1 cm

 

Facies 1 : une couche de gypse massif en gerbes. Je présume précipité dans l'eau sur le fond de la lagune....

 

Facies 2 : une autre couche de gypse massif, mais cette fois le sédiment déposé dessus (peut-être des varves saisonnieres) a limité la croissance qui ne se poursuit que sous forme de rosettes en perçant et en déplaçant les sédiments.

Vues de dessus, ces protubérances ressemblent a des barytines crêtées, mais c'est du gypse lenticulaire.

 

Faciès 3 : Un composite de niveaux fins et de gypse dans lequel les cristaux lenticulaires semblent s’être développés dans la vase.

 

Facies 4 : détritique : morceaux de cristaux cassés emballés dans du sédiment fin (argiles + dolomie). J'y ai vainement cherché un granoclassement.

Du point de vue sédimentologique, peut-être une coulée boueuse ("matrix supported")

 

Facies 5 : encore des niveaux a laminations et des alternances de niveaux fins et blocky.

 

Facies 6 : des concrétions de S natif (les nodules clairs) dans un sédiment silteux et dolomitique.

Je ne sais pas ou est le haut et le bas sur cet echantillon et je le montre peut-être la tête en bas si on considère qu'il y a un granoclassement ????

 

 

 

[phoscorite]

A vot bon cœur, une autre structure que j'ai du mal à déchiffrer, en surface (ou en base) de banc : peut-être un tapis algaire ?

[STR]

Des images exceptionnelles et magnifiques !

Pour moi, les faciès 1,2,3,et 5 des coupes verticales de vendredi montrent des biofilms en milieu évaporitique.

Les images postées samedi correspondent à une vue de dessus d'un biofilm en milieu évaporitique qui s'est fripé après une ou plusieurs phases de déshydratation-réhydratation.

 

  

[phoscorite]

Merci pour ce retour enthousiaste.

J'aimerais bien comprendre ce qui serait caractéristique des biofilms sur les coupes verticales. Les laminations à alternances gypse (gris) / carbonate (blanc ou beige) ?

Et comment doit-on lire ces rythmites : le niveau algaire est dessus ou dessous ? Si ça existe, un peu de biblio sur ces textures serait bien utile.

Du point de vue minéralogique, je n'ai vu que de la dolomie comme carbonate. Dans une interprétation "biofilm", peut-on supposer qu'elle se forme en même temps que le gypse ?

 

 

 

[STR]

Pour commencer, une petite image des même structures que celle présentées samedi par phoscorite.

J'ai redimentionné le cliché  pour obtenir approximativement la même échelle, d'où une qualité d'image pas terrible, mais suffisante pour comparer.

La deshydratation puis la réhydratation ont désolidarisé le biofilm de son substrat.

La réhydratation du biofilm a permis la reprise de la photosynthèse avec production d'O2.

la désolidarisation du biofilm de son substrat à entraîné l'accumulation de bulles et de poches d'O2 entre les deux.

La fragilisation de biofilm par la déshydratation a provoqué sa déchirure par la pression de l'O2 en plusieurs endroits.

 

 

Pour les questions posées, il n'y a pas de réponses simples !

Il faut tout d'abord avoir bien en tête le contexte.

On a une preuve évidente (et inespérée) de la présence de biofilms dans ce milieu.

Leur présence est donc évidente tant que les conditions resteront identiques, c'est à dire que des biofilms ont colonisé les surfaces de ce milieu évaporitiques tant qu'il s'est maintenu.

Par contre pour en retrouver les traces, sauf beaucoup de chance, il faudra chercher !

Quelques images de "microbially induced sedimentary structures" ou MISS :

->https://www.google.com/search?sca_esv=601377776&q=microbially+induced+sedimentary+structures+(miss)&tbm=isch&source=lnms&sa=X&ved=2ahUKEwiAxee7tPiDAxUmSaQEHUWBCb4Q0pQJegQIDhAB&biw=1270&bih=676&dpr=1 

 Quelques images de " mat-related structures" ou MRS :

->https://www.google.com/search?q=mat-related+structures&tbm=isch&ved=2ahUKEwivitqEt_iDAxVyRqQEHbWkDi4Q2-cCegQIABAA&oq=mat-related+structures&gs_lcp=CgNpbWcQDFCODViODWDuI2gAcAB4AIABSIgBjAGSAQEymAEAoAEBqgELZ3dzLXdpei1pbWfAAQE&sclient=img&ei=NkWyZa-XDfKMkdUPtcm68AI&bih=676&biw=1270&rlz=1C1GGGE_frFR472FR597

Et un PDF Concernant les MRS du Francevillien (il y en a beaucoup d'autres, mais j'ai celui là sous la main et les auteurs sont français) :

->http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/0ce39ea7-db27-4407-8099-c1de63999ebe

 

En général, dans les sédiments, les biofilms apparaissent plus sombres à cause de la persistance de matière organique.

Sauf que dans le cas des environnements évaporitiques, la matière organique a totalement disparu, et les biofilms apparaissent au contraire en plus clair ...

De plus, des phénomènes d'alternance dissolution-recristallisation viennent perturber le dépôt avant même son enfouissement.

Et très souvent la diagenèse en remet une couche avec des phénomènes de substitutions des évaporites (pseudomorphoses).

 

Donc, mon interprétation, sur des images ne peut être que provisoire et fragile.

Par exemple dans les coupes verticales, faciès 2, je verrai bien des bulles dans lesquelles se serai initié la germination des cristaux de gypse qui en prospérant ont fini par transpercer les  biofilms qui les recouvraient.

Dans le faciès 3, les cristaux de gypse ont continué leur croissance à partir de germes après le dépôt d'un certains nombre de biofilms séparés par du sédiment fin et ont contribué à la déformation du dépôt.

Dans le faciès 5, en bas à gauche de la première image, une possible "chips" due  à la déchirure du biofilm.

Et en bas à gauche de la seconde image, la possible trace d'un échappement de fluides à travers la succession des biofilms déjà déposés.

[phoscorite]

Merci @STR pour cet éclairage sur une relecture des textures et sur le monde des microbialites.

 

Après une deuxième collecte, je poursuis mes coupes (numérotation des sections , et barre d’échelle à 1 cm) pour permettre de poursuivre une discussion.

 

Coupe 8 : des nodules de S natif dans un sédiment fin, silteux. Il semble que la croissance des nodules ait déformé le matériel autour.

 

Coupe 9 : encore des nodules de S natif, mais cette fois dans un sédiment plus grossier, avec un granoclassement très distinct.

Sur celui-ci, pas d’ambiguïté sur la polarité. La structure sédimentaire fait penser à une turbidite...

 

Coupe 10 : la plus réussie je crois, d'autant qu'il y a aussi du S natif dans les cavités.

 

Coupe 11 : encore des niveaux à microbialites présumées, avec des départs de rosettes de gypse perçant ces derniers.

 

Coupe 12 : idem en plus petit et plus torturé.

 

 

Coupe 13 : un niveau détritique avec des laminations et du classement. On doit pouvoir parler de gypsarénite.

Il y a des intraclastes argileux (sur la gauche vers le milieu), et la structure me parait proche de celle d'une turbidite, si quelqu'un a un avis de sédimentologiste...

 

Coupe 14 : un autre faciès détritique, cette fois chargé en matière organique : il faut bien qu'il y en ait dans le bassin, pour produire le H2S qui sert a fabriquer le S natif d'après ce que j'ai compris de la littérature.

 

 

[Steph6649]

Sujet très instructif, merci à tous les deux @phoscorite et @STR 🙏

[phoscorite]

Le 25/01/2024 à 14:04, STR a dit :

On a une preuve évidente (et inespérée) de la présence de biofilms dans ce milieu.

Hello

J'ai parcouru un peu la littérature sur les bioconstructions (dont les stromatolites) et les structures sédimentaires induites par l'activité microbienne (les MISS) et j'ai un peu de mal à saisir ce qui ferait des structures liées aux biofilms, mats et compagnie quelque chose d'inespéré dans l'enregistrement sédimentaire des évaporites. J'ai peut être raté quelque chose...

Pour info, voici d'autres photos de structures sédimentaires provenant du même gisement qui s'écartent suffisamment de ce que l'on a l'habitude de voir dans un sédiment détritique pour que l'on soit tenté de l'attribuer, directement ou indirectement (via les variations de cohésion induites dans le sédiment), à une activité microbienne.

 

B1 : accumulations de gaz cherchant a s'échapper ?

 

B2 : rides multidirectionnelles variées

 

 

B3 : déformations enterolithiques ?

 

Merci de votre attention.

 

[phoscorite]

Un petit supplément dans la famille gypse et S natif de Malvesi (11).

Ici, j'ai bien l'impression qu'on a une pseudomorphose du gypse par le S natif : le caillou scié scanné dans son ensemble (10 x 6 cm).

 

et un zoom sur un détail, en bas de la coupe du bas, qui me fait peser a une pseudomorphose

 

 

 

 

[phoscorite]

Chaque pavé que je scie apporte son nouveau paysage gypsifère. Barre d'échelle 1 cm.

 

Et cette structure bizarre de palissade de selenite à moitié couchée...

 

 

[phoscorite]

Nouvelles découvertes sur Malvesi :

 

Le S natif en mode remplacement de cristaux de gypse, et en laminations algaires fragmentées (15 cm x 5 cm).

 

Et un gros fragment de bois silicifié, un morceau de tronc, en fait, dont les fentes de retrait sont imprégnées de gypse.

 

[Marco Nature]

Bonsoir

Très jolies photos et beau reportage j en prends plein mes yeux, comme quoi oui un seul nom(Gypse) avec plusieurs formes différentes et associations tout en couleur, c est comme ça que je vois les choses...beau ou pas....et aussi superbes photos et commentaires de tous..bravo 

[Dieu]

Le 25/06/2023 à 17:18, phoscorite a dit :

Ca peut aller très vite : au labo, la conversion de grains de calcite (50 microns) en gypse à 20-40°C prend quelques minutes.

Si on veut des cristaux plus gros, il faut y aller moins fort, avec du H2SO4 très dilué, mais on doit pouvoir le faire dans la journée.

Sur le terrain, je vois du gypse secondaire qui a encrouté (durci) des restes anthropiques (vieux tissus), donc c'est assez rapide.

 

Pour résumer, quelle serait ta recette de grand-mère pour fabriquer de gros cristaux de gypse?

Les cristaux de gypse par altération de la pyrite présentés plus haut, proviennent de couches sédimentaires calcaires phosphatées, poreuses donc, très riches en pyrite.

[Pierre-Volante]

J'ai vu des gypse en crosse ce développé en quelques mois

[phoscorite]

Il y a 15 heures, Marco Nature a dit :

Bonsoir

Très jolies photos et beau reportage j en prends plein mes yeux, comme quoi oui un seul nom(Gypse) avec plusieurs formes différentes et associations tout en couleur, c est comme ça que je vois les choses...beau ou pas....et aussi superbes photos et commentaires de tous..bravo 

Merci, sympa. J'envisage d'investir dans quelques lames minces, si le labo est assez bon pour en faire dans le S natif sans l'esquinter.

 

Il y a 12 heures, Dieu a dit :

Pour résumer, quelle serait ta recette de grand-mère pour fabriquer de gros cristaux de gypse?

Quand je disais gros, c'était au labo et quelques centaines de microns.

En pratique, les meilleures conditions c'est :

- température autour de 60°C

- ensemencement par des cristaux déjà formés

- maintenir une faible sursaturation en gypse (ça se calcule).

- conduite de la réaction en lit fluidisé.

C'est en gros les enseignements tirés de l'étude de Naica (et des manips faites à ce propos) et des essais de cristallisation industrielle.

 

 

 

 

[Dieu]

Il y a 9 heures, phoscorite a dit :

Quand je disais gros, c'était au labo et quelques centaines de microns.

En pratique, les meilleures conditions c'est :

- température autour de 60°C

- ensemencement par des cristaux déjà formés

- maintenir une faible sursaturation en gypse (ça se calcule).

- conduite de la réaction en lit fluidisé.

C'est en gros les enseignements tirés de l'étude de Naica (et des manips faites à ce propos) et des essais de cristallisation industrielle.

 

 

 

 

Si je plonge un bloc d'anhydrite dans un bac d'eau et que je le laisse jusqu'à saturation, arrêt du transfert d'ions, que je retire le bloc et que je place un cristal de gypse dans le bac, que je laisse l'eau s'évaporer, normalement, je devrais obtenir une croissance du cristal non? Deuxième expérience: je place un bloc calcaire sédimentaire très riche en pyrite dans un bac d'eau et je laisse l'eau s'évaporer. Je devrais normalement obtenir la formation de cristaux de gypse non? Et si je remplis à nouveau le bac et que je laisse évaporer à nouveau, je devrais obtenir une croissance des cristaux déjà formés non? S'il reste du soufre et du calcaire disponible bien entendu. Pour la seconde expérience, il s'agit de réhydrater sans dissoudre les cristaux déjà formés je le précise également afin d'éviter un commentaire de remarque, reproduire ce qui se fait naturellement.

[zéolite]

Bonjour,

à ma très grande surprise remarquable sujet, et brillamment exposé.

je ne pourrais plus avoir le même regard sur le gypse! 

merci pour cette découverte. 

[phoscorite]

Il y a 17 heures, Dieu a dit :

Si je plonge un bloc d'anhydrite dans un bac d'eau et que je le laisse jusqu'à saturation, arrêt du transfert d'ions, que je retire le bloc et que je place un cristal de gypse dans le bac, que je laisse l'eau s'évaporer, normalement, je devrais obtenir une croissance du cristal non?

Oui, certes, mais il n'est pas utile de faire évaporer l'eau. C'est une très bonne idée d’utiliser l'anhydrite comme source : c'est précisement ce que la nature a fait à Naica.

Une solution saturée en anhydrite sera effectivement sursaturée en gypse à T< 60°C. Mais si on la fait s'évaporer, la quantité de gypse que l'on obtient sera seulement de 2 a 3 grammes par litre de solution (la solubilité). Perso, j'essayerais une variante avec deux bacs, un contenant de l'anhydrite broyée (de l'anhydrite en bloc ne se dissoudra pas assez vite pour saturer l'eau), l'autre des semences de cristaux de gypse, et entre les deux une pompe peristaltique : on prend l'eau au fond du bac a anhydrite pour l'envoyer dans le bac a gypse, puis on la renvoie dans l'autre. Idealement, on peut espérer convertir une grande partie de l'anydrite du premier bac. A part le temps que ça va prendre (c'est du goutte à goutte), le seul hic serait qu'il y ait déja du gypse dans l'anhydrite, et dans ce cas la reaction se fera dans le premier bac.

 

Il y a 17 heures, Dieu a dit :

un bloc calcaire sédimentaire très riche en pyrite dans un bac d'eau et je laisse l'eau s'évaporer

OK sur le principe, mais la aussi, l'évaporation ne sert pas trop. La réaction qu'il faut favoriser, c'est l'oxydation de la pyrite en acide sulfurique, je ne sais pas trop combien de temps il faudrait même avec une eau très oxygénée, le procédé industriel historique pour obtenir l'acide sulfurique (les tout débuts du génie chimique) c'est le grillage.

[Dieu]

il y a une heure, phoscorite a dit :

Oui, certes, mais il n'est pas utile de faire évaporer l'eau. C'est une très bonne idée d’utiliser l'anhydrite comme source : c'est précisement ce que la nature a fait à Naica.

Une solution saturée en anhydrite sera effectivement sursaturée en gypse à T< 60°C. Mais si on la fait s'évaporer, la quantité de gypse que l'on obtient sera seulement de 2 a 3 grammes par litre de solution (la solubilité). Perso, j'essayerais une variante avec deux bacs, un contenant de l'anhydrite broyée (de l'anhydrite en bloc ne se dissoudra pas assez vite pour saturer l'eau), l'autre des semences de cristaux de gypse, et entre les deux une pompe peristaltique : on prend l'eau au fond du bac a anhydrite pour l'envoyer dans le bac a gypse, puis on la renvoie dans l'autre. Idealement, on peut espérer convertir une grande partie de l'anydrite du premier bac. A part le temps que ça va prendre (c'est du goutte à goutte), le seul hic serait qu'il y ait déja du gypse dans l'anhydrite, et dans ce cas la reaction se fera dans le premier bac.

 

OK sur le principe, mais la aussi, l'évaporation ne sert pas trop. La réaction qu'il faut favoriser, c'est l'oxydation de la pyrite en acide sulfurique, je ne sais pas trop combien de temps il faudrait même avec une eau très oxygénée, le procédé industriel historique pour obtenir l'acide sulfurique (les tout débuts du génie chimique) c'est le grillage.

Très intéressant. Je cherchais justement hier des informations sur le temps nécessaire pour obtenir la saturation maximale de l'eau en ions. Toi qui a la possibilité de le calculer en fonction des différentes températures de l'eau ça m'intéresse, tout comme le temps nécessaire à la croissance des cristaux, quantité de matière cristallisée en fonction des différentes températures de l'eau.

[phoscorite]

Il y a 5 heures, Dieu a dit :

Je cherchais justement hier des informations sur le temps nécessaire pour obtenir la saturation maximale de l'eau en ions.

Si tu veux dire combien de temps pour approcher un équilibre chimique avec une phase solide qui se dissout, oui, il y a des constantes cinétiques pour pas mal de minéraux, qui permettent d'apprécier des vitesses de dissolution : en gros, la vitesse de dissolution s'exprime comme une fonction de la surface réactive du minéral et de l'écart à l'équilibre. Et les constantes de ces fonctions sont tabulées a différentes températures.

Ce n'est pas précis, surtout a basse temperature ou les vitesses sont faibles et de ce fait les mesures experimentales sont difficiles. Disons pour etre honnete qu'on est content si l'ordre de grandeur est bon.

 

Pour les vitesses de croissance, c'est en gros la même fonction qui sert (faute de mieux), mais il y a des complications, car les mécanismes de croissance changent avec les écarts a l'équilibre.

[Dieu]

Il y a 1 heure, phoscorite a dit :

Si tu veux dire combien de temps pour approcher un équilibre chimique avec une phase solide qui se dissout, oui, il y a des constantes cinétiques pour pas mal de minéraux, qui permettent d'apprécier des vitesses de dissolution : en gros, la vitesse de dissolution s'exprime comme une fonction de la surface réactive du minéral et de l'écart à l'équilibre. Et les constantes de ces fonctions sont tabulées a différentes températures.

Ce n'est pas précis, surtout a basse temperature ou les vitesses sont faibles et de ce fait les mesures experimentales sont difficiles. Disons pour etre honnete qu'on est content si l'ordre de grandeur est bon.

 

Pour les vitesses de croissance, c'est en gros la même fonction qui sert (faute de mieux), mais il y a des complications, car les mécanismes de croissance changent avec les écarts a l'équilibre.

Plus précisément, je cherchais une expérience réalisée sur la dissolution du gypse ou de l'anhydrite, plusieurs récipients contenants un même volume d'eau mais à différentes températures, dans lesquels sont plongés un même volume de gypse ou d'anhydrite et de même forme, afin de calculer le temps nécessaire pour atteindre le seuil de saturation maximale de l'eau en fonction des différentes températures. Je n'ai rien trouvé. J'ai instinctivement tendance à penser que le phénomène de dissolution est accéléré si l'eau est en mouvement dans le récipient. 

[Invité jean francois06]

il y a 11 minutes, Dieu a dit :

Plus précisément, je cherchais une expérience réalisée sur la dissolution du gypse ou de l'anhydrite, plusieurs récipients contenants un même volume d'eau mais à différentes températures, dans lesquels sont plongés un même volume de gypse ou d'anhydrite et de même forme, afin de calculer le temps nécessaire pour atteindre le seuil de saturation maximale de l'eau en fonction des différentes températures. Je n'ai rien trouvé. J'ai instinctivement tendance à penser que le phénomène de dissolution est accéléré si l'eau est en mouvement dans le récipient. 

J'ai le souvenirs d'une galerie EDF, avec de l'eau en circulation, l'eau n'étant pas pure ( car le comportement dépend aussi de la charge de l'eau), qui montrait des dissolutions importantes dans de l'anhydrite, mais pas partout dans l'anhydrite. C'était de l'anhydrite Alpha. C'est d’ailleurs un problème pour les ouvrages de génie civil qui traverse des anhydrites.