Cinquante nuances de gypse

[phoscorite]

Il y a 12 heures, Dieu a dit :

calculer le temps nécessaire pour atteindre le seuil de saturation maximale de l'eau en fonction des différentes températures.

A priori, ce temps est infini, la vitesse de dissolution chute quand la force motrice de la réaction s'estompe. Comme une hyperbole qui n'atteint jamais sa tangente.

Ce que l'on trouve dans la littérature, ce sont les valeurs des constantes d'équilibre, permettant de calculer la composition chimique de l'eau juste saturée par un minéral.

Et aussi les constantes cinétiques, plus précisément des expressions analytiques des vitesses de dissolution eau-mineral, à partir desquelles, par integration dans le temps, on peut évaluer le temps nécessaire pour atteindre une concentration donnée (avec les réserves évoquées ci-dessus pour la precision).

Pour les constantes cinetiques, la compilation couramment utilisée par les hydrogeochimistes est le rapport de l'USGS de Palandri (2004), en P.J.

Si on doit poursuivre sur ce sujet, ce serait peut-être plus simple de le faire par M.P.

OFR2004-1068_kinetics.pdf

[Dieu]

il y a 37 minutes, phoscorite a dit :

A priori, ce temps est infini, la vitesse de dissolution chute quand la force motrice de la réaction s'estompe. Comme une hyperbole qui n'atteint jamais sa tangente.

Ce que l'on trouve dans la littérature, ce sont les valeurs des constantes d'équilibre, permettant de calculer la composition chimique de l'eau juste saturée par un minéral.

Et aussi les constantes cinétiques, plus précisément des expressions analytiques des vitesses de dissolution eau-mineral, à partir desquelles, par integration dans le temps, on peut évaluer le temps nécessaire pour atteindre une concentration donnée (avec les réserves évoquées ci-dessus pour la precision).

Pour les constantes cinetiques, la compilation couramment utilisée par les hydrogeochimistes est le rapport de l'USGS de Palandri (2004), en P.J.

Si on doit poursuivre sur ce sujet, ce serait peut-être plus simple de le faire par M.P.

OFR2004-1068_kinetics.pdf 2.03 Mo · 0 downloads

Oui, c'est précisément pour avoir une idée du temps nécessaire pour atteindre chaque seuil de concentration en ions en fonction des différentes températures de l'eau que je pense qu'il serait intéressant de réaliser une étude, l'objectif n'étant pas d'atteindre le seuil du zéro absolu mais d'avoir des valeurs approximatives pour éventuellement établir une courbe.

[phoscorite]

Ce n'est pas une étude, c'est un calcul. Je suis un peu rouillé, je n'ai pas fait ca depuis un moment. Faut que je retrouve mes feuilles de calcul.

[Dieu]

Il y a 5 heures, phoscorite a dit :

Ce n'est pas une étude, c'est un calcul. Je suis un peu rouillé, je n'ai pas fait ca depuis un moment. Faut que je retrouve mes feuilles de calcul.

Réaliser l'expérience que j'ai citée plus haut, c'est réaliser une étude, ce n'est pas effectuer un calcul. C'est observer une réaction dans différentes conditions, eau stagnante, eau en mouvement. Les molécules d'eau chargées en ions seront plus lourdes et auront tendance à s'accumuler au fond du récipient. Si le gypse est placé au fond du récipient, il peut y avoir un ralentissement du transfert d'ions. Est-ce que ce ralentissement est le même à différentes températures? Est-ce que le temps de saturation est le même si le gypse est placé en haut du récipient? Ce sont plein de questions auxquelles il est possible de répondre par la réalisation d'une expérience et non pas par un simple calcul.

Il y a 5 heures, phoscorite a dit :

Je suis un peu rouillé

Oui je vois, je blague.

[phoscorite]

il y a 57 minutes, Dieu a dit :

Réaliser l'expérience que j'ai citée plus haut, c'est réaliser une étude, ce n'est pas effectuer un calcul. C'est observer une réaction dans différentes conditions, eau stagnante, eau en mouvement.

Si vous voulez, mais tout ceci a déjà été fait avec des designs expérimentaux assez sophistiqués (cristal tournant, reacteur parfaitement agité) pour séparer les effets de la cinétique de dissolution "locale" (a l’échelle de la surface de grain) des effets hydrodynamiques (agitation) sur les vitesses de réaction mesurées.

[Geo-Algérie]

Bonjour à tous

Je viens de découvrir ce sujet qui est particulièrement intéressant et bien illustré. Je vois qu'il est toujours actif, et je me permets donc de poser une question, probablement simpliste :

A quoi sont dues ces couleurs si particulières observées dans les fameuses argiles 'bariolées' ? A quel élément(s) chimiques (s) par exemple sont dues ces nuances de mauves, rose, rouge... ??

Il y a également de tels affleurements dans le nord de l'Algérie.

 

[phoscorite]

Il y a 12 heures, Geo-Algérie a dit :

A quoi sont dues ces couleurs si particulières observées dans les fameuses argiles 'bariolées' ? A quel élément(s) chimiques (s) par exemple sont dues ces nuances de mauves, rose, rouge... ??

C'était bien la question posée à l'ouverture de ce post et elle n'a pas eu trop de réponse, sans doute parce qu'il n'est pas facile d'attribuer une origine a une couleur dans un matériel qui, cristallographiquement parlant, est toujours le même : du gypse.

Il est assez clair pour tout le monde que les alternances de rouge brique ou lie de vin et de teintes allant du vert d'eau au gris représentent des différences d'oxydation des couches et sont probablement liées à la présence ou l'absence des hydroxydes de Fe (rouge, ocres, violacés) ou des argiles (chlorites, illites, smectites) avec le gypse.

 

Concernant les gypses bariolés du Keuper des Corbières, il y a également des gypses avec des tonalités rouge-orangées assez vives, qui apparaissent en éléments de la brèche qui sert de semelle à la nappe des Corbières Orientales, et exclusivement dans cette brèche, une formation de quelques mètres d'épaisseur à peine.

Sans autre argument que leur couleur et la relation si étroite entre ces éléments et la semelle de la nappe, j'avais envisagé qu'il s'agisse d'un fantôme des sels amers riches en K et Mg (sylvite et ou carnalite) qui devaient certainement figurer dans les évaporites du Trias (avec la halite) avant que cette formation ne soit exhumée puis lourdement recristallisée au voisinage de la surface.

[Kayou]

https://planet-terre.ens-lyon.fr/pdf/Keuper-Colorado-alsacien.pdf

L'origine des couleurs des strates

Les argiles et marnes présentent des couleurs vives et très variées (beige, ocre, jaune, rouge lie de vin, vert, violet), d'où le nom de Marnes Irisées donné à cette formation. Les conditions d'observation idéales ont permis de les faire ressortir : l'affleurement était en cours d'excavation et les roches partiellement gorgées d'eau ce qui a permis de faire ressortir leur contraste.

Leur coloration est due à un même élément chimique, le fer, présent à différents états d'oxydation. En effet, le fer peut se présenter à deux états d'oxydation :

À l'état réduit, Fe2+ (fer ferreux ou fer II). Le fer II se retrouve dans des hydroxydes de fer II comme Fe(OH)2 ou peut être associé structurellement à des argiles c'est-à-dire présent dans leur réseau cristallin. Dans ces deux cas, le nombre d'oxydation de fer est +2 donc le fer est sous une forme relativement réduite.

À l'état oxydé, Fe3+ (fer ferrique ou fer III). Le fer oxydé peut former des oxydes de fer, comme l'hématite (Fe2O3), des hydroxydes ou oxyhydroxydes de fer III comme la goethite, FeO(OH) ou la limonite. Dans ces minéraux le fer a un nombre d'oxydation de +3.

La proportion d'hydroxydes de fer II et III dans une argile ou dans une marne est responsable de la coloration de la roche :

Lorsque l'argile contient un mélange de fer II et III sa teinte sera verte.

Si le fer est présent à un état plus oxydé, donc que l'argile contient davantage de Fe3+ (rapport Fe3+/Fe2+ plus grand) l'argile prendra une couleur jaune,orange ou rouge, comme la rouille.

La teinte d'une argile dépend donc du degré d'oxydation du fer présent dans celle-ci. Tout changement de la composition des minéraux contenant le fer, et particulièrement des changements d'hydratation (présence ou absence de groupements hydroxyles OH−), est également susceptible de modifier leur couleur. Les nuances du jaune au rouge s'expliquent quant à elles par des variations de la concentration en fer oxydé dans les argiles et les marnes. En effet, une faible concentration en fer oxydé donnera une couleur jaune, tandis qu'une concentration plus forte conduira à une couleur allant de l'orange au rouge. Les variations de concentration en fer III peuvent être liées à une “dilution” des oxydes de fer par les autres minéraux présents dans la roche, à savoir les argiles ou les carbonates.

Il ne faut toutefois pas oublier que le fer possède un fort pouvoir de coloration et que quelques pourcents d'hydroxydes de fer III rendent une roche totalement rouge ! Ces roches ne sont pas “riches” en fer !

Les nuances noire-violacées, observables sur les figures 4, 19 et 20, pourraient être liées à la présence d'oxydes de manganèse.

 

https://sites.ac-nancy-metz.fr/base-geol/fiche.php?dossier=102&p=5annexe1

La coloration des Marnes irisées inférieures est très variable. Les teintes rouges sont dues en particulier à la présence d'hématite (conditions oxydantes). Les teintes grises des marnes traduisent des conditions non oxydantes et sont liées à la présence des carbonates, celles plus vertes sont dues à l'illite et à la chlorite. La teinte violette n'a pas d'explication particulière, elle semble apparaître lorsque les conditions sont légèrement oxydantes. Le passage d'une teinte à une autre, au sein d'une même roche, peut se faire soit de façon nette ou en passant par des intermédiaires : ponctuations, minces filets anastomosés, marmorisations... A l'affleurement, les colorations d'origine des marnes grises prennent une teinte rouille par oxydation du fer à l'air libre.

[phoscorite]

Oui, les colorations sont certainement plus faciles a analyser et a interpréter dans le Keuper alsacien ou lorrain, qui a subi moins de transformations que celui des Corbieres.

Mais meme dans ce cas a priori plus favorable, je n'ai pas vu de discussion de ce qui se passe lorsque les halogenures (NaCl,KCl et compagnie) sont éliminés au profit du seul gypse.

[Kayou]

Hors de mes compétences...mais il y a de quoi s'y intéresser .

ce qui se passe lorsque les halogenures (NaCl,KCl et compagnie) sont éliminés au profit du seul gypse. - Recherche (bing.com)

 

Lorsque les halogénures tels que le chlorure de sodium (NaCl) et le chlorure de potassium (KCl) sont éliminés au profit du gypse (sulfate de calcium, CaSO₄), plusieurs changements se produisent. Voici quelques points importants :

Solubilité dans l’eau:

Les halogénures, tels que NaCl et KCl, sont très solubles dans l’eau. En revanche, le gypse est moins soluble. Lorsque vous remplacez les halogénures par du gypse, la solubilité globale diminue.

Réactions chimiques:

Les halogénures peuvent réagir avec d’autres composés pour former différents produits chimiques. Par exemple, NaCl réagit avec l’argent (Ag) pour former du chlorure d’argent (AgCl), qui est insoluble et précipite.

Le gypse, en revanche, ne réagit pas de la même manière avec l’argent ou d’autres ions métalliques.

Applications industrielles:

Le gypse est utilisé dans la construction, notamment pour fabriquer des plaques de plâtre.

Les halogénures ont diverses applications, notamment dans l’industrie chimique, la cuisine (sel de table), et la désinfection de l’eau (hypochlorite de sodium).

En somme, le remplacement des halogénures par le gypse entraîne des différences significatives en termes de solubilité, de réactivité chimique et d’applications industrielles

[fred39]

Bonjour 

Petite contribution

Gypse de Salins les bains .Du transparent au rouge ! Le transparent en haut du ruisseaux et plus je descendais plus sa ce teintais en rouge Oxyde de fer ?

Dans des glissements de terrain ,sur environ 100m de long (Bord de ruisseaux )

La première photo est de l an dernier 

[Geo-Algérie]

Merci pour ces dernières infos (et pour les liens), je saisis un peu mieux le pourquoi de ces colorations si particulières !

[phoscorite]

Le 11/05/2024 à 11:03, Kayou a dit :

Les halogénures, tels que NaCl et KCl, sont très solubles dans l’eau. En revanche, le gypse est moins soluble. Lorsque vous remplacez les halogénures par du gypse, la solubilité globale diminue.

merci, et on aimerait bien savoir distinguer un gypse primaire d'un gypse secondaire formé en remplacement de halite ou de sylvite

[phoscorite]

Retour sur Malvezi (11) avec un faciès fin, argileux et carbonaté, riche en matière organique et à cristaux de gypse formés dans le sédiment (diagenétiques sens large).

En section scannée (h 20 cm)

 

Dans la matrice, je vois des convolutions du litage qui font penser à un dépôt de pente instable (slumpé).

Je vois aussi, au centre, une bande sombre dans laquelle se sont formées des fentes de tension (remplies de gypse) ; sans doute un niveau plus compétent, plus riche en carbonate que les parties grises de la matrice.

Curieusement, malgré une matrice riche en matiere organique, les cristaux de gypse authigènes n'ont pas l'air d’être lenticulaires.

 

Après attaque acide, c'est assez sympa, la plupart des cristaux sont noirs sur fond clair.

 

 

[Kayou]

Tempête sur les marnes à gypse

[alex.tre]

Hier sortie prospection dans les Corbières (11) avec l'ami Aldebaran et dans un coin du silurien vers Cascastel, nous sommes tombés sur des marnes noires avec des gypses qui se rapprochent de ceux d' Albas, ils se clivent vraiment facilement, on voit bien les stries de croissance ( ? ) accompagnées d'inclusions ( surtout sur le spécimen au centre) 

taille:  un peu plus de 10 cm 

 

[phoscorite]

Merci les poteaux.

Il y a effectivement des gypses noirs, ou qui ressemblent aux sapins d'Albas, un peu partout dans les Corbières, la ou les marnes Siluriennes sont bien noires en surface.

J'en ai vu près de Durban, plus petits qu'à Albas, mais avec la morphologie typique des sapins. C'est clairement du gypse secondaire, lié a l'oxydation de la pyrite dans des niveaux contenant aussi du carbonate.

Ca vaudrait la peine de travailler sur la répartition des inclusions de matière organique dans ces gypses, on pourrait peut-être en tirer des infos sur les mécanismes de croissance. Les figures que vous montrez ici sont assez différentes de ce que je vois a Albas, ou a Durnban.

[Pointcarré]

Merci pour ce Super reportage

 

Pour les séries de gypse couleur noire, est ce qu'il y a eu des essais de fluorescence ?

Car ceci peut être caractéristique d'apport de molécules organiques.

Les gypses qui croissent en présence d'ions polytannate ou de substances humiques terrestres présentent une fluorescence jaune-vert foncé. (Réf. Photoluminescence properties of gypsum, Masaru Taga, 2011).

 

Question peut être associée : Les gypses d'Albas et de Sinard ont des "filaments noirs" (Cf. autre post) sur le "reentrant corner" des macles. Est ce due à l'apport de matière organique et une action de bactérie lors de la nucléation?

[alex.tre]

il y a 49 minutes, Pointcarré a dit :

Pour les séries de gypse couleur noire, est ce qu'il y a eu des essais de fluorescence ?

J'en ai effectué il y a quelques temps et quelques spécimens, assez peu en pourcentage , présentent une fluorescence verte aux UV longs

 

Les deux premiers proviennent d'Albas et le troisième de Cascastel ( un peu plus vert foncé en couleur de réaction)

 

 

 

[Pointcarré]

Merci beaucoup

Est ce que tu connais la longueur d'onde des UV STP.

Dans les excellentes photos "macro" de clivage de macles de gypse d'Albas, https://www.geoforum.fr/profile/36013-phoscorite/, on voit des "filaments noirs".

On pourrait faire un test UV pour voir si les "filaments noirs" réagissent plus au UV.

Idem pour Sinard ou de Marsieu, ça serait pareil à priori. Si il y a des photos, je suis preneur.

Les gypses qui croissent en présence d'ions polytannate ou de substances humiques terrestres présentent une fluorescence jaune-vert foncé. (Réf. Photoluminescence properties of gypsum, Masaru Taga, 2011). Ces grosses molécules ne s'insèrent pas dans les sites cationiques ou anioniques du réseau de gypse. Elles se logent probablement dans les plans (010) avec l'eau cristalline. L'adsorption de substances organiques sur les faces du gypse augmente leur rugosité de surface et peut être responsable de la nucléation des jumeaux par pénétration (Cody et Cody, 1987).

Une autre piste complémentaire serait le rôle des bactéries (lien avec MO) lors de la phase de nucléation qui pourrait abaisser l'énergie de création du macle. Ceci augmenterait alors leur probabilité de passer à une taille de germe critique.

Ce ne sont que quelques idées.

 

[alex.tre]

 

il y a 53 minutes, Pointcarré a dit :

la longueur d'onde des UV STP

longueur onde 395 nm

J'ai essayé sur les filaments noirs des parties clivées, rien ne se passe ( avec ma longueur d'onde)

Comme le disais plus haut cette réaction ne concerne pas l'ensemble des spécimens, loin de là

[phoscorite]

Merci à vous deux pour ces développements très intéressants, et pour la référence à Masaru Taga (2011).

Ma propre lampe UV ne suffit pas à faire avancer le schmilblick, trop de lumière visible parasite.

Concernant la relation très intéressante entre inclusions, macles et morphologie des cristaux, il y a du travail a faire, mais je propose que l'on poursuive cette discussion sur l'autre post "les sapins obscurs ont une âme claire" puisqu'il contient déjà pas mal de photos des inclusions et un début de discussion

J'espère qu'il s'agit bien de celles dont parle @Pointcarré

 

 

[phoscorite]

Je retourne sur le cas de Malvesi (11) et ses bizarreries. La présence d'un bois silicifié avait bien attiré notre attention, et on se demandait si le bois en question provenait bien de ce gisement, faute d'avoir trouvé d'autres indices macroscopiques de silicification. En voici une, sous la forme de pustules de calcédoine (?) à la surface d'une plaque de gypse ; découverte récente de J. & D.Vidal, GGN.

 

 

Petite surprise, les pustules se mettent à réagir aux UV courts (fluorescence verte) après avoir été chauffées au bec de gaz pour faire blanchir le gypse.

 

De plus près, à la bino ; les pustules font 1 mm environ.

 

 

 

[Dieu]

Gypse par altération de pyrite et marcassite avec inclusion de glauconie.

[phoscorite]

Il y a 5 heures, Dieu a dit :

avec inclusion de glauconie.

C'est intéressant. On imagine que le glauconie était initialement incluse dans un carbonate ?