Des diamants dans une eclogite ?

[alchimiste]

salut a tous,

j'ai vu un post ou trenen23 je crois evoquait des diamants dans une eclogite alpine avec cohesite...

qu'en est il ?

[amph]

Cela semble realiste du point de vue des conditions de formation. Après, je connais pas

[montviso]

Bonjour

Il existe effectivement en Italie (Dora Maira, près du Viso) des affleurements de quartzites à gros grenats pyrope métamorphisées.

Dans les grenats, on trouve de la coésite (forme de quartz dont les conditions de formation se rapprochent de celles des dimamants (ultra haute pression)... mais il ne s'agit pas de diamants !

La roche contient du quartz, du disthène, de la phengite (mica blanc de haute pression). Les grenats, très magnésiens peuvent être centrimétriques.

La présence de minéraux de haute pression indique que la roche (initialement sédimentaire), a été enfouie jusqu'à 100 Km de profondeur avant d'être exhumée. Au dela de 100 Km de profondeur, le quartz, instable, se transforme en coésite. La transformation peut se réaliser dans l'autre sens lors de la remontée: la coésite (qui constituait l'essentiel de la roche), se transforme en quartz, à l'exception des inclusions dans les grenats et le disthène. Dans ces inclusions, la transformation coesite - quartz a débuté, mais s'est interrompue car la transformation implique une augmentation de volume considérable. Le début de la transformation et l'augmentation de volume qui en résulte sont responsables de la fracturation radiale du grenat.

Grenat avec inclusion de coésite vu en lumière polarisée

[lomdumtblanc]

J'ai entendu ça une fois lors d'un cours sur le métamorphisme...

C'est un nano diamant dans de la coésite... Et si je me souviens bien, ça venait du Sud-Est des Alpes françaises (genre vers Embrun???).

Mais pas plus d'infos que ça malheureusement!

[₣lorent]

Le diamant est la forme Métastable du carbone, il se forme à grande profondeur. Les scientifiques suppose qu'il faut qu'il remonte à un vitesse minimum de 70km/h pour ne pas être résorbé. C'est le cas dans les kimberlites et aussi quelques rares komatiites. La cohesite ce forme dans les alpes par un processus de ultra haute pression par "subduction continentale" mais la remonté est beaucoup plus lente (du moins me semble t'il), il s'agit d'un processus d'orogénèse (: formation de montagne) s'étallant sur plusieurs millons d'année. Il ne faut jamais dire jamais, mais des diamants dans les éclogites alpines me semble donc assez absurde...

[alchimiste]

pointu et tres pedagogique, merci les gars, toutes les bizarreries m'interessent.

oui, du diamant en france, cas se saurait...

(quoique les gisements canadiens n'ont ete mis en evidence que recemment si j' ne m'abuse)

[trenen23]

Bon c'est pas parfait, mais j'ai trouvé ça

Les diamants sont des cristaux de carbone pur, qui ne sont stables qu’à très forte pression, pression correspondant à une profondeur supérieure à 120-150 km. Ils sont donc d’origine mantellique (sauf pour quelques micro-diamants qui viennent de fragments de croûte continentale subductée et remontée lors de phénomènes orogéniques, ce sont les diamants « métamorphiques »). La forme stable du carbone pour des profondeurs plus faible que 120-150 km (manteau supérieur et croûte) est le graphite.

sur le site: http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterr...es-diamants.xml

Bon, bonne nuit à tous, je faire dormir les yeux

Serge

[alchimiste]

tres interessant ton lien, serge, Merci

[serguen91]

Bonjour

Il existe effectivement en Italie (Dora Maira, près du Viso) des affleurements de quartzites à gros grenats pyrope métamorphisées.

Dans les grenats, on trouve de la coésite (forme de quartz dont les conditions de formation se rapprochent de celles des dimamants (ultra haute pression)... mais il ne s'agit pas de diamants !

La roche contient du quartz, du disthène, de la phengite (mica blanc de haute pression). Les grenats, très magnésiens peuvent être centrimétriques.

La présence de minéraux de haute pression indique que la roche (initialement sédimentaire), a été enfouie jusqu'à 100 Km de profondeur avant d'être exhumée. Au dela de 100 Km de profondeur, le quartz, instable, se transforme en coésite. La transformation peut se réaliser dans l'autre sens lors de la remontée: la coésite (qui constituait l'essentiel de la roche), se transforme en quartz, à l'exception des inclusions dans les grenats et le disthène. Dans ces inclusions, la transformation coesite - quartz a débuté, mais s'est interrompue car la transformation implique une augmentation de volume considérable. Le début de la transformation et l'augmentation de volume qui en résulte sont responsables de la fracturation radiale du grenat.

Grenat avec inclusion de coésite vu en lumière polarisée

Bonjour,

J'ai du mal a realiser qu'une roche metamorphique BP-BT (donc "en surface") puisse replonger a plus de 100 km de profondeur HT-HP puis remonter avec les memes mineraux BP-BT et quelques petites transformations venant du sous sol ?

Ce processus pourrait etre realiser sur des marges de subduction par exemple ? Mais dans ce cas les roches partant pour le "fond" se transforment en totalité ? :coucou!:

Meme si celles-ci "remontent faudrait que ce soit dans les memes conditions initiales que precedemment et cela je n'y crois pas trop non plus bien que pas impossible ! :coucou!:

Pourrait 'on avoir plus d'explication sur ce phenomene d'inclusions de roches HT-HP dans des mineraux de formation BP-BT??

Merci pour ce sujet interessant

Serge

[amph]

Les roches de ultra haute pression ne sont visibles à l'affleurement qu'après une exhumation très rapide par des phénomènes tectoniques. En fait, ces roches subissent tout de même souvent ce que l'on appelle une rétromorphose dans le faciès des amphibolites, voire dans celui des schistes verts. Tout dépend donc de la vitesse d'exhumation par rapport à la métastabilité des assemblages de hautes pressions.

C'est le cas dans les Alpes avec les éclogites à coesite de la Dora Maira qui sont remonté très rapidement. Les minéraux d'ultra haute pression sont souvent conservés dans des grenats qui servent de blindage. On trouve aussi ce type de faciès de ultra haute pression en Chine, dans le Dabie Shan. De nombreuses publications existent sur ce sujet. J'ai fait mon stage de DEA sur ces faciès éclogitiques chinois. J'ai encore quelques souvenirs et pas mal de bibliographie.

[₣lorent]

Merci amph pour ces petites explications

Pour le cas du diamant, la question est donc de savoir si la vitesse d'exhumation est assez grande pour qu'il n'est pas le temps de ce resorber...

En tout cas voila un sujet interressant.

Cela m'amène aussi à me poser une question. On retrouve aussi des formes de ultra haute pression dans certains cratères météoritiques et nucléaires, tel que la cohesite ou même pire encore la stochovite . Quant est 'il du diamant dans ces derniers "environnements" ? ( une question non reflechie comme ça à la volée ) .

[trenen23]

Pour l'enfouissement, j'ai trouvé un cours sur le net de X. Le Pichon qui évoque la subduction continentale. En fait, contrairement à ce qu'on pensait , la lithosphère continentale peut se subducter (sous de la lithosphère continentale, je pense) dans le cadre des chaînes de collision.

Serge

[montviso]

Tout à fait, je confirme: la présence de ces minéraux d'ultra-haute pression permet de supposer que lors de la fermeture de l'océan Alpin par subduction puis collision, un début de subduction continentale a pu se produire, ce qui expliquerai que ces roches continentales aient subi ce genre de métamorphisme.

Puisque j'y suis, ci joint une portion de cette roche en surface polie

Les grosses plages roses (3-4 cm) sont les grenats pyropes avec les inclusions de quartz et coésite...

Joli, n'est ce pas ?

...

[Papyfred]

Pour l'enfouissement, j'ai trouvé un cours sur le net de X. Le Pichon qui évoque la subduction continentale. En fait, contrairement à ce qu'on pensait , la lithosphère continentale peut se subducter (sous de la lithosphère continentale, je pense) dans le cadre des chaînes de collision.

Serge

Serge, je confirme (Montviso l'a fait avant moi) j'essierais de te retrouver des sources, j'ai ça quelque part… Mais il y a bien eut, pro parte, subduction de litho continentale sous litho continentale…

[₣lorent]

Pas de probleme pour les conditions de formations, la subduction continental est d'ailleur l' hypothèse permettant d'expliquer la présence de cohésite dans les alpes. Ce serait plutôt les conditions d'exhumation pour le cas du diamant qui pose problème. Car bien que pour le cas de la subduction continental, l'exhumation ( : la remonté de la croute continentale "subductée" ) soit considérée comme rapide du point de vue géologique, il faut tout de même quelques millons d'année, ce qui devrait laissé le temps au diamant de se resorber. A titre de comparaison le diamant dans les kimberlites remonte à 70 km/h... (sauf erreur de ma part).

Aprés Amph nous parle de quelque chose d'interressant avec les grenats "servant de blindage", mais cela sufit' il ?

[lomdumtblanc]

Je ne comprends pas votre problème avec "la remontée , le blindage, la résorption, P et T...".

Les kimberlites ont plusieurs millions d'années, c'est à dire que les diamants sont exposés aux conditions de surface depuis... et c'est pas pour autant qu'ils se sont transformés en graphite (alors qu'on est très loin en-dessous des P et T de la croute...)

Sinon, elle vend quoi la Debeers? ...des synthétiques qui vont tomber en poussière? Va falloir que je surveille mon étagère de près!

[amph]

Vive la métastabilité. Sinon c'est tien chérie je t'offre un solitaire en graphite (Look at the rrrrrring...)

[Papyfred]

Pas de probleme pour les conditions de formations, la subduction continental est d'ailleur l' hypothèse permettant d'expliquer la présence de cohésite dans les alpes. Ce serait plutôt les conditions d'exhumation pour le cas du diamant qui pose problème. Car bien que pour le cas de la subduction continental, l'exhumation ( : la remonté de la croute continentale "subductée" ) soit considérée comme rapide du point de vue géologique, il faut tout de même quelques millons d'année, ce qui devrait laissé le temps au diamant de se resorber. A titre de comparaison le diamant dans les kimberlites remonte à 70 km/h... (sauf erreur de ma part).

Aprés Amph nous parle de quelque chose d'interressant avec les grenats "servant de blindage", mais cela sufit' il ?

" les grenats "servant de blindage", mais cela suffit-il ? "

mais oui ! on a même des photos pour t'en convaincre ! coésite emprisonnée, et préservée, dans le cœur du grenat.

Par contre, les pauvres grenats ! si tu vois, ils s'en sont pris plein la gueule ! Il faut vraiment qu'ils soient résistant (enfin, je veux dire cohérents !) pour remplir leur role de "coffre-fort".

[Mecton]

:coucou!:

Donc on peut conclure que les minéraux qu'on retrouve autour de la coésite sont des minéraux de retrométamorphisme qui enserrent la coésite et la protège lors de sa remontée ? On oberve alors une sorte de gradient de métamorphisme de la coésite vers l'extérieur en passant par le grenat ?

Merci de ses photos montviso.

Si je me souvien bien il faut aussi prendre en compte le fait qu'en surface la température soit très faible, donc les réaction métamorphiques sont beaucoup plus lentes. Donc un diamant qui nait à 150 km à HP-HT, s'il est rapidement porté à de faible température ( comme c'est le cas lors de sa remontée éclaire ) les réactions de retro-métamorphisme seront très lentes. Ce qui explique, au moins en partie, la métastabilité.

[₣lorent]

" les grenats "servant de blindage", mais cela suffit-il ? "

mais oui ! on a même des photos pour t'en convaincre ! coésite emprisonnée, et préservée, dans le cœur du grenat.

Par contre, les pauvres grenats ! si tu vois, ils s'en sont pris plein la gueule ! Il faut vraiment qu'ils soient résistant (enfin, je veux dire cohérents !) pour remplir leur role de "coffre-fort".

Pas besoin de me convaincre avec des photos pour la coésite, la dessus pas de probleme, j'ai même dit plus haut que les phenomènes qui mettent en jeux la subduction continentale sont le moyen d'expliquer sa présence dans les alpes.

Non le point qui me fait m'interroger sur la question est le cas du diamant. D'ailleur une question la coésite est elle plus ou moins métastable que le diamant ?

Je ne comprends pas votre problème avec "la remontée , le blindage, la résorption, P et T...".

Les kimberlites ont plusieurs millions d'années, c'est à dire que les diamants sont exposés aux conditions de surface depuis... et c'est pas pour autant qu'ils se sont transformés en graphite (alors qu'on est très loin en-dessous des P et T de la croute...)

Sinon, elle vend quoi la Debeers? ...des synthétiques qui vont tomber en poussière? Va falloir que je surveille mon étagère de près!

Voici un point important qu'il faut prendre le temps d'expliquer en effet, merci de poser la question.

Le carbone à l'état graphite, de formule C, a une structure cristalline (: organisation des atomes ) hexagonale.

Le carbone à l'état diamant, de formule C toujours, a une structure cubique.

Ce sont deux minéraux différents, de même formule chimique, mais de structure cristalline différentes, on apelle cela des polymorphes.

A la surface le carbone minéral ce trouve normalement à l'état graphite car d'un point de vu énergétique (notion de thermodynamique), il est plus favorable aux atomes de s'organiser de manière hexagonale dans les conditions de pression et de température ambiente (pression et température de l'atmosphère). Mais à de trés fortes pressions et températures le carbone va plutot s'organiser de manière cubique (il va former un réseaux d'atome, une sorte de grille en 3d où chaque atomes correspondera au sommet d'un cube), on obtient alors du diamant.

Le problème est que le diamant à la surface n'est pas stable, un peut à l'image d'un cailloux coinsé au milieu d'une pente à cause d'un petit obstacle. Il suffit de donné un peut d'énergie au cailloux pour que celui ci franchisse l'obstacle et finis par dévaler entièrement la pente. Dans notre cas, pour le diamant, la pente correspond à un etat d'énergie du système (: notre cailloux, ici le diamant) et l'obstacle est une barrière énergétique (en thermodynamique on parle d'énergie d'activation).

Si le diamant passe d'un coup d'une condition de haute pression et haute température à des conditions normales (atmosphérique), alors cette barrière energétique est grande. Si je reprend l'image de la pente et du cailloux, notre cailloux se retrouve confronté à un gros obstacle, qu'il ne vas pas pouvoir franchir. Le diamant reste donc diamant même à la surface.

C'est un peut comme quant on trampe un metal pour le rendre plus dur ! Il faut le porté au rouge et vite le mettre dans l'eau, si on attend simplement qu'il refroidisse sans le mettre dans l'eau il ne sera pas aussi dur.

Mais si on change tout doucement les conditions de pressions et de températures, comme lors d'un processus geologique classique, c'est à dire sur plusieurs millions d'années, alors la barrière énergétique (l'obstacle face au cailloux) est trés petit, voir inexistant. Donc le diamant devient petit à petit graphite.

Les diamants des kimberlites sont revenu trés rapidement en surface (lors d'un processus géologique particulier: le volcanisme, il s'agit même d'un volcanisme trés particulier lui même), ils ont était "comme trampé", c'est pour cela qu'il reste et resterons diamant trés longtemps.

C'est la métastabilité.

Voili voilou j'espère ne pas avoir raconté trop de bétises ...

[Mecton]

Merci ₣ĿΩЛΣה de ces précisions.

Alors, puisqu'on est dans la thermodynamique, cette métastabilité elle a un rapport avec la fameuse loi d'Arrhenius ?

Et pour donner une idée de la barrière energétique que doit franchir le diamand : il faut le chauffer à 900 degrès ( à pression et [O2] standard ) pour le graphitiser ... l'intérêt est tout de même très réduit !

[amph]

Houla ça devient technique là, je passe mon tour...

[orthopyrox]

Salut les mecs ,

C'est un bon sujet ...J'ai une remarque interessante , qui n'a pas été dite sur les posts precédents , c'est que le diamant dans les Kimberlite n'est pas un minérale principale ou syngénétique que la roche (Kimberlite) mais plutot "arraché" par ces roches lors de leur remonté en surface dans un contexte de point chaud .

A préciser également que le diamant se forme dans des conditionsde Pression et de température bien particulières je me rappelle plus des valeur mais je crois que c'est à peu près (900°C à 1000 ou 1100°c) et une pression de (40 à 60 Kbar) "Valeurs à vérifier" ,c'est à dire dans un environnement éclogitique (de haute pression et Tempérture) , et on parle donc de fenetre à diamant que si la kimberlite croise on aura une Kimberlite diamantifère sinon , et bien tout simplement une Roche ultrabasique porphyrique sans très grand interêt "je crois" composée uniquement de (Olivine , orthopyroxène ,clinopyroxène , phlogopite (mica ferromagnésien) ; pyrobe et almandin (Grenats).

je signale aussi qu'il y a un autre type de roche ultrabasique qui peut aussi contenir du diamant c'est l'amproïte (pas sûr pr l'orthographe)

voilà , ça reste un avis perso , enfin c'est ce qe j'ai pu comprendre dans un cours de métallogénie.

Bien amicalement

[₣lorent]

Hello !

Merci orthopyrox, j'ai trouver les valeurs des condition de formation du diamant, 1 100 °C et 1 400 °C, pour une profondeure de 180km ce qui doit faire une bonne soixantaine de kilobars (cf wikipédia). Sinon j'ai trouver aussi des données interressante sur la production :

Production de diamants industriels naturels en 2005

Pays Millions de carats % du total

Russie 38 21,9

Botswana 31,89 18,4

Australie 30,678 17,7

République démocratique du Congo 27 15,6

Afrique du Sud 15,775 9,1

Canada 12,3 7,1

Angola 10 5,8

Namibie 1,902 1,1

Chine 1,19 0,7

Ghana 1,065 0,6

Je vous invite egalement à aller voir les photos d'exploitations de russie c'est tout simplement impressionnant. Mais la je crois que je m'égare et m'éloigne du sujet ...

Sinon dsl Mecton mais la loi d'Arrhenius ne me dis pas grand chose. J'ai lu que c'était une loi qui décrit la vitesse d'une reaction chimique en fonction du temps, mais quelle n'était pas applicable dans tout les cas. Ici je ne sais pas si on peut vraiment parlé de reaction chimique car la chimi ne change pas, mais seule la structure, en cristallographie on parle de réaction de transition reconstructive.