JEU DE GEOCHIMIE

Au point de vue tout a fait esthetique, oui il y a une similarite dans l'organisation geometrique de la cristalisation. Et des couleurs.

Des interpénétrations de croissance cristallines dans les deux cas ? Ou des angles similaires ?

Il y a de l'idée Serge, mais j'attends d'autres commentaires.

- interpénétration
- les angles ont peu d'importance à cause de l'angle de coupe de la pallasite entre autre
- des vitesses de croissance différentes au sein de chacunde des 2 météorites
- variation dans les compositions chimiques (teneur relative en fer-nickel taenite-kamacite pour la 1, teneur en fer-magnesium pour les pyroxènes de la nakhla)

Un lent refroidissement à l’origine de toutes ces belles lignes ?

Une reproduction des agencements géométriques malgré l'échelle et la matière très différentes.

Et une tendance à la  dissociation des éléments qui veulent prendre chacun leur place?

Hello,
Vous avez tous une réponse convergente, mais elle manquent de panache.
Je vais tenter d'écrire une réponse explicative qui souligne une grande similitude tout en montrant les différences.
A +

Warin Roger a écrit:

Hello,
Vous avez tous une réponse convergente, mais elle manquent de panache.
Je vais tenter d'écrire une réponse explicative qui souligne une grande similitude tout en montrant les différences.
A +

panache, panache, ça sent la bière ......

Bonjour, voici ma réponse donnée sans panache!

Jeu de comparaison des nakhlites et des octaédrites.

 

Comme on le dit dans les facs, il faut être tordu pour poser une telle question. J’assume… Peut-être aurais-je dû me taire.

 

Commençons par la réponse la plus évidente pour les habitués des lames minces.

Chez Nakhla, le cristal à examiner est cette espèce de feuille ou de plume brune, avec une nervure pennée centrale et des nervures latérales secondaires, parallèles entre elles.

La première (qui peut se répéter un peu) correspond à la macle centrale, et elle rend symétriques les deux parties. Les secondes sont des plans d’exsolution entre 2 pyroxènes, la pigeonite et l’augite devenues incompatibles. Mais pourquoi étaient-elles là ?

A haute température, ces deux pyroxènes monocliniques sont compatibles et n’ont formé qu’une seule phase. Mais il y avait du calcium en trop grande quantité. Puis, la température diminuant (très lentement), des diffusions d’atomes se produisent provoquant l’exsolution. Celle-ci apparaît parce que l’augite n’est plus compatible avec la pigeonite qui l’expulse. Comme ces transferts diffusionnels d’atomes se font à l’état solide (chaud) dans la masse, les distances parcourues restent faibles.

Le cristal s’appauvrit ainsi localement en augite et la pigeonite redevient viable à l’état isolé. De nouveaux cycles élémentaires similaires se reproduisent pour enfin stabiliser l’ensemble du cristal en un mille-feuilles de pigeonite – augite, deux pyroxènes monocliniques cohabitant séparément. La lumière polarisée croisée utilisée sous le microscope les différencie.

 

Le cas de l’octaédrite est similaire.

 

Lors de la cristallisation débutante, il apparaît une plage primaire de fer relativement pur (la kamacite) α-(Fe,Ni), stable dans ces nouvelles conditions de T et P. Elle cristallise dans le Système cubique dans la classe dite cube centré. Cela est consigné dans les diagrammes de phases.

Kamacite : 5 à 10 % Ni en masse.

 

Ce noyau cristallin se recouvre d’une couche de taénite ϒ-(Ni,Fe), qui cristallise dans le même Système cubique mais à faces centrées.

J’ai inversé le Ni et le Fe dans la parenthèse pour indiquer l’enrichissement en Ni au point de pouvoir dépasser la proportion du fer.

Taénite : 20 à 65 % Ni.

 

Cette première cristallisation de kamacite a localement concentré le Ni qui ne peut s’insérer que dans un nouvel édifice, celui de la taénite.

Ce rejet a comme avantage de réduire localement le pourcentage de Ni et on peut ainsi retrouver l’état initial du point de vue des concentrations relatives. La kamacite recristallise tout en éjectant à nouveau des impuretés dont le Ni en excès. Et le cycle recommence par un nouvel apport de taénite.

On a ainsi toute une série de phénomènes de cristallisation-diffusion qui produisent ce cristal feuilleté, dans lequel des plages de kamacite de fer-alpha riche en fer se différencient de plages de taénite riche en Ni et contenant d’autres métaux sidérophiles exotiques (or, Ga, As, W, Re, Ir, etc.).

 

En répétant cette cristallisation fractionnée, on obtient un cristal plus important, mais il subsiste encore du fondu jusqu’à la fin du refroidissement. La taénite ne doit pas être considérée dans l’exemple dont nous discutons comme un alliage pur mais comme le résidu plus complexe constitué de phases plus riches en Ni (fer gamma) et en impuretés non intégrées dans le cristal cible de kamacite (fer alpha). Mais elle conserve néanmoins son réseau cristallin.

 

Il existe une caractéristique structurale entre ces phases qui sont intimement unies. On peut faire une analogie avec les épitaxies rencontrées en minéralogie. L’épitaxie a été très bien expliquée théoriquement par Georges Friedel, le Strasbourgeois, déjà avant 1905. Les classes cristallines sont voisines et une maille multiple devient possible. Le fer alpha et le fer gamma ne diffèrent que par la géométrie de l’assemblage des atomes. Ainsi, le fer alpha est construit comme l’Atomium de Bruxelles (maille élémentaire cubique centrée – 165 milliards de fois agrandie).

 

Remarque : j’aurais voulu présenté une vue au microscope d’une octaédrite, mais je me suis rendu compte que je ne possédais pas de spécimen d’octaédrite adéquat. Laguna Manantiales est une exception, mais elle est placée dans une boîte scellée.

 

La nature du métal dépend de la proportion de nickel. Ainsi les 60 tonnes de Hoba sont faites essentiellement de taénite. C’est donc une ataxite. Un peu de kamacite contamine Hoba dans de minuscules feuillets, entre autres impuretés.

On retrouve implicitement la notion des microfissures (remplies d’hydrogène, qui chimiquement est un métal !) incriminées dans l’industrie nucléaire. Ce sont des irrégularités dans le réseau cristallin.

 

Les sulfures et phosphures subissent les mêmes séparations à partir d’une masse fondue homogène originelle très chaude.

 

Ces propos ne sont que le résultat d’une réflexion personnelle que je vous invite à critiquer ou à préciser.

 

Roger.

Grandiose. Bah, je ne me sens pas trop coupable pour le panache, là... n'est pas Roger Warin qui veut.

Je gère un club de minéralogie vieux de 50 ans. Il ne reçoit de subside de personne, ni surtout de l'Etat. Seule une modeste cotisation de  15 euros aujourd'hui passée à 20 euros depuis janvier.
Ce club, ce n'est pas moi qui le fait vivre, mais tous ses membres. Nous sommes environ 230 aujourd'hui. 
Je pense qu'il en est de même pour notre forum. Il n'est pas question d'argent (je ne sais pas pourquoi), mais sa richesse est ce que ses participants apportent. Vous êtes nombreux à le faire depuis plus de 10 ans je crois.
Modestement, j'y participe puisque j'aime les météorites. Mais la connaissance des cailloux m'a facilité l'entrée dans ce domaine ésotérique.
Je me suis réjoui de l'entrée récente de grandes recrues, aussi passionnées que moi.
Mon plaisir, puisqu'il est désintéressé, c'est qu'il me permet de plonger dans mes rêves sans prendre des anxiolitiques. 
Depuis mon dernier message, je suis déjà récompensé. Je trouve des idées nouvelles pour des articles dans notre bulletin Minibul. Même au niveau des octaédrites, j'ai taquiné les frontières de la connaissance (au niveau des amateurs), toujours avec mon outil préféré, mon excellent microscope.
A+
Fine Lame.

merci Roger pour tes belles et lumineuses explications
amitiés  - marc
ci-dessous lame mince de Nakhla à faible grossissement

Je n'ai aucun commentaire par manque de connaissance.
 

Mais il y a peut-être des questions. N'hésitez pas à les poser.

Oui, désolé j'étais au fond de la classe je réagis un peu tard!

Qu'est ce qui provoque les différentes finesses des ces structures (fine, coarse octaédrite...) la vitesse de refroidissement sans doute? Le taux de nikel?

Plus il y a de nikel, plus gros seront les réseaux de taénite?

Merci

Bonjour Skyraph,

C’est une question importante. En effet, les teneurs en Ni vont différencier les météorites de fer, mais aussi la cinétique du processus de refroidissement.

 

Voici un résumé réalisé par Richard Norton, notre maître à tous.

Les classifications tiennent compte de la largeur des bandes de kamacite :

                                                                                   Ni

Largeur   > 50 mm       hexaédrite                 4,5 %

                  = 3,3-50        octaédrite    Ogg     6,5-7,2 %                 coarsest

                  = 1,3-3,3                               Og        6,5-7,2 %                 coarse

                  = 0,5-1,3                               Om      7,4-10,3 %              medium

                  = 0,2-0,5                               Of        7,8-12,7 %              fine

                  < 0,2                                      Off       7,8-12,7 %              finest

                  < 0,2                                      Opl      aiguilles de kamacite        plessitique

      Sans structure         ataxite           D         > 16,0 % en masse.

 

Ce tableau montre que pour les teneurs en Ni moyennes, la cinétique du refroidissement se marque.

 

Au niveau de la largeur des bandes, je pense que nous avons une mesure du temps ou de la vitesse de refroidissement.

De larges bandes de kamacite supposent une longue période autorisant les phénomènes de diffusion (déplacements d’atomes de Ni) sans que la concentration du fondu soit trop importante pour obliger celui-ci à créer une nouvelle phase solide.

 

Vous aviez donc donné la réponse, à mon avis. Roger.

Message croisés Roger,

Du point de vue métallurgie (point de vue avec lequel je les ait étudié en 2005-2006), ça dépend des deux paramètres à la fois, en fonction du taux de nickel global initial (bulck Ni%), mais celui-ci ne varie pas beaucoup au sein des octahedrites, donc ça dépend surtout de la vitesse de refroidissement de l'alliage (lié à la durée de celui-ci que l'on peut estimer par d'autres méthodes).

ça fait longtemps que j'ai envie d'écrire un article de vulgarisation sur ce sujet, je trouve que les explication d'internet ne valent pas grand chose (la plus part du temps), mais il faudrait pas mal de temps pour se remettre dans le bain et faire un article réellement utile (plus complet).

Mais en ce moment je suis très pris par la refonte complète des mes trois conférences sur les thèmes :
- Météores
- Météorites
- Impacts

Pour chaque conférence j'en fait plusieurs moutures à différents niveaux (primaire, collège, lycées, classes prépa, grand public, astronomes amateurs et public spécialisé), donc pas mal de boulot ! En plus je dois tester la nouvelle version "météorites" pour astronomes amateur dans une semaine ...

Merci pour vos explications!

La température joue en effet une rôle important, j'ai trouvé ce diagramme sur wikipédia qui est assez éloquent :