Examen de la TS de Nakhla

Nakhla est le spécimen-type des Nakhlites. Ce sont des cumulats.
Les grains sont sensiblement orientés La roche a cristallisé lentement sur le fond d’une poche magmatique. Les cristaux sont relativement gros.
Le minéral principal, quasi unique (80 %), est un clinopyroxène, l’augite.
Olivine : 10%. Ce sont des minéraux réfractaires.
Le tout est noyé dans une matrice très finement cristallisée (donc opaque en LPA) constituée de baguettes de plagioclases, d’autres pyroxènes, de sulfures comme sur terre (pyrite, pyrrhotine, troilite, chalcopyrite), des phosphates (apatite) et des oxydes toujours présents (magnétite, ilménite).
Même des carbonates et sulfates peuvent s’y trouver.
L’altération par l’eau est réelle et se retrouve incluse dans les minéraux (p.ex. amphiboles et dans des argiles (serpentine et smectite résultante, soit des phyllosilicates formant de l’argile).
 
Connaissant ces analyses (trouvées sur le net), l’amateur cherchera à interpréter ses lames de Nakhla et cousines.
 





A bientôt,
Fine Lame.

Bon, je me lance ...

Les bandes vertes de forme "serpentaire" dans les olivines, sont t'elles des veines d'iddingsite ? altération hydrique de l'olivine dans les profondeurs martiennes ?

Perso je n'arrive même pas à comprendre les explications 

Bon alors j'ai des tonnes de questions, je vais essayer d'y aller progressivement :

La première serait d'établir un vocabulaire de base : on parle ici de minéraux, de cristaux, de grains, de cumulats, de matrice. Pouvez-vous me donner un lien vers un glossaire explicatif dédié aux lames minces? (je sais que je devrais faire une recherche sur le net, mais c'est fait et je trouve peu d'infos, avec des études/guides qui semblent dédiés à certains cas précis : roches volcaniques, métamorphiques, etc et pas forcément adaptés aux météorites). Ceci pour que je puisse démarrer sur des bonnes bases en utilisant les bons termes (et pas minéraux à la place de roches, etc).

Les couleurs différentes signifient-elles des minéraux différents? (à priori non, vu que 80% de la TS est composé de clinopyroxène). Les couleurs "proches" signifient-elles que c'est le même minéral, avec une légère altération/différence?

Quand tu parles de grains orientés, ce sont les petites taches noires en haut à droite et au centre en bas? Ou le terme de grain est applicable aux différentes "taches" de couleur.

Le terme de réfractaire signifie réfractaire à la lumière, soit la matière la plus sombre, voire noire? Or les olivines sont souvent transparentes dans les Pallasites...

LPA signifie bien Lumière Polarisée et Analysée?

Tu as l'air de classer les minéraux dans des familles : sulfures, phosphates, oxydes, sulfates, etc. Cette classification des minéraux est propre aux TS ou elle est générale est utilisée en géologie/pétrographie, etc? Aurais-tu un tableau ou une liste de ces familles?

Quand tu parles d'une altération par l'eau, c'est une altération originelle (sur Mars) ou une altération terrestre, après la chute de la météorite ou lors du traitement/fabrication de la TS?

Quand il y a un terme composé : par exemple clinopyroxène, c'est un membre de la famille des pyroxènes (avec clino pour indiquer incliné?) ou cela n'a rien à voir... (pyrite => chalcopyrite, etc)

Et désolé pour la tartine de questions...

Merci Eraz.
Toutes les questions sont pertinentes et démontrent bien la gageure qui nous attend.
Je vais tenter d'y répondre.
Je parle de grains cristallins car chaque grain de la roche est un cristal, en fait ici de l'augite. Mais son contour externe n'a pu s'affirmer car il était gêné par un voisin de même nature. Comme dans un granite, il y a du quartz mais pas  du cristal de roche épanoui dans ses formes.
Les couleurs sont fausses car observées en lumière polarisée croisée. Le minéral induit un retard sur l'onde lumineuse, dont dépend la teinte, qui dépend de facteurs de positions sous le microscope. L'orientation du grain modifie la teinte.
Mais comme ces teintes ne sont pas violentes (vivid en anglais) on constate que cela correspond aux pyroxènes. Le fait que le pyroxène soit "monoclinique" indique qu'il s'y trouve moins de fer dans la molécule que dans un pyroxène ortho.
A ce stade, retenons que le grain est coloré sans violence.
S'il avait été gris ou bleuté, nous aurions eu un feldspath.
Réfractaire à la chaleur. Ceux qui ont étudié le grec savent que pyros c'est le feu et xenos, l'étranger.
Voilà pour quoi ces silicates réfractaires (il faut l'être pour vivre dans un magma > 1200°C).
PAUSE.

eraz a écrit:

Tu as l'air de classer les minéraux dans des familles : sulfures, phosphates, oxydes, sulfates, etc. Cette classification des minéraux est propre aux TS ou elle est générale est utilisée en géologie/pétrographie, etc? Aurais-tu un tableau ou une liste de ces familles?

les minéraux sont classés par familles (groupes)
cette classification est utilisée aussi bien pour les minéraux terrestres que pour ceux présentes dans les météorites

éléments natifs
oxydes
sulfures
sulfates
carbonates
silicates
halogénures
hydroxydes

Bonsoir, 
me revoilà après une lampée de bière d'Orval...
LPA signifie bien Lumière Polarisée et Analysée? Oui, ou cross polirization en anglais souvent mentionné XPol avec X la croix.
Quand on a croisé les 2 polariseurs à angle droit, l'extinction est totale. Si on interpose la lame, l'one lumineuse subit un retard qui induit donc une couleur, qui n'a rien à voir avec l'aspect naturel du minéral.
Dans les conditions prérequises, l'épaisseur de la lame vaut 0,030 mm. Le quartz (inexistant dans les météorites) est gris. Si l'épaisseur est plus grosse, une teinte apparait.
L'altération par l'eau s'est bien faite sur Mars. Il est vraisemblable que le cumulat soit issu d'un fond d'un océan martien antique. 
C'est la masse des grains qui les aligne plus ou moins dans le cumulat.
Voilà des 1ères réponses. Elles peuvent susciter d'autres questions.
Il faut apprendre sur le tas et après, mettre en ordre ses idées dans un bon bouquin.
Un adage indou: quand l'élève est prêt, le maître parait.
A suivre je pense.
Fine Lame.

J'etudie aussi. Jusqu'a present j'ai surtout regarde l'aspect esthetique des TS, et surtout les couleurs!! John a bien essaye! mais nous n'avons jamais beaucoup de temps. Et puis Roger est un Professeur!
Et comme Eraz, j'ai un problem de vocabulaire.

Donc, Roger vous dites:
"son contour externe n'a pu s'affirmer car il était gêné par un voisin de même nature"
et aussi:
"2 individus frères sont juxtaposés sur un même réseau"

Donc dans le premier cas, le cristal n'a pas pu se former parce qu'il n'avait pas la place, mais dans le 2eme, ce cristal jumeles lui a pu se former. Exact?

Autre chose:
Vous parlez de macle de feldspath et de macle d'albite, parceque l'albite est un feldspath (feldspar en anglais). Right?  mais Feldspar, c'est la famille, et l'Albite c'est un type de Feldspar. Right?

Il faut que je re-sorte mes livres de mineralogy!

Il faut que je re-sorte mes livres de mineralogy!
 
Bonjour Anne,
Vous connaissez déjà beaucoup de choses. Il vous faut simplement de la confiance.
Les macles:
Quand un cristal se forme à partir d’une solution ou d’un état fondu, l’édifice régulier se construit selon le plan défini par la stabilité maximale que doit prendre cette nouvelle phase solide. Les briques élémentaires (les molécules ou mieux les mailles cristallines, unit cell en anglais) se placent sur ce plan. Ce plan est appelé réseau cristallin (lattice).
Il arrive souvent que le plan est quelque peu fantaisiste. Il se déforme mais de façon encore régulière. Cette déviation du plan de l’architecte (du réseau) se dédouble mais très régulièrement. La maille n’est plus celle du simple cristal bien ordonné, mais elle se dédouble, devient multiple, mais elle ne changera plus. Cela se traduit par la cristallisation simultanée de deux cristaux identiques conjoints mais séparés par le plan de macle (le plan de départ de la différenciation des deux individus).
C’est la macle par contact. Il existe plusieurs types de macles, mais ce n’est pas important dans notre discussion.
 
Les feldspaths sont un groupe de silicates définis par leurs compositions très variables (solutions solides totales ou partielles). Ils sont 19. Citons l’albite et l’anorthite formant les plagioclases. Citons aussi l’orthose (orthoclase en anglais). L’albite est un silicate de sodium, l’anorthite de calcium et l’orthose de potassium. Comme tout cela est partiellement miscible (ou partiellement) il existe beaucoup de minéraux différents, les 19 dont j’ai parlé.
Les plagioclases sont un groupe important dans l’espace. Les plateaux lunaires en sont riches.
 
Maintenant, vous pouvez ouvrir un livre de minéralogie et essayer de comprendre le texte donné. Ou plus simplement ouvrir Wiki et taper feldspath.
Le livre ne sera utile que beaucoup plus tard.
Je préconise toujours la solution la plus économique.
Fine Lame.

Bonjour et merci pour toutes les infos. Je reviens vers vous ce soir .

Grâce à la remarque d’Anne, on peut passer à la 2^e figure détaillée.
C’est la photo d’un cristal maclé de pyroxènes (avec s). La pigeonite et l’augite pour simplifier l’approche, sont les 2 partenaires.
Comme les feldspaths, les pyroxènes forment un groupe de minéraux (étrangers au feu). J’en ai compté 25.
Il y a dans les chaînes silicatées de nombreux cations (métaux).
Pigeonite : (Mg, Fe2+, Ca) dans l’ordre d’importance, + de Mg.
Augite : (Ca, Mg, Fe2+). + de Ca.
A haute température, il n’y a qu’une phase. Tout est soluble l’un dans l’autre. Le pyroxène complexe cristallise. On obtient un cristal qui de suite se macle (une particularité quand on est à haute température, on accepte le désordre que représente la macle par rapport au cristal simple.
 
Puis intervient un 2^e phénomène, l’exsolution.
Le mot est explicite. Le cristal maclé homogène voit ses 2 individus se dégommer. La phase cristalline initiale unique se dédouble. Les chevrons de la diapo (2) apparaissent. Il y a alternance de 2 phases cristallines distinctes, la pigeonite a largué l’augite.
Qui est qui sur la dia ?
Les couleurs ne correspondent à rien. Elles proviennent du retard de l’onde qui induit un décroisement de la LPA. On dit qu’elles sont virtuelles.
Ici, l’analyse fine par une autre technique très élaborée donnera la réponse.
Mon expérience perso me laisse supposer que la phase principale était la pigeonite (plus abondante). Elle correspondrait ainsi aux chevrons les plus larges, tandis que les plus fins chevrons d’augite auront récolté l’augite en excès (c.à.d. l’excès de calcium) que ne supportait plus la pigeonite, à température moins élevée.
 
L’exsolution est un phénomène général. Si vous comprenez ce petit paragraphe, la formation d’une octaédrite vous paraîtra lumineuse : séparation de la taenite trop riche en Ni hors de la kamacite.

Ma contribution à 1cent 

Un livre que je trouve sympa (en anglais mais bon, c'est la langue officielle des publications scientifiques hein  )
A valider ou pas par les scientifiques du forum bien sur!

GUIDE TO THIN SECTION MICROSCOPY Second Edition MICHAEL M. RAITH, PETER RAASE & JÜRGEN REINHARDT

file:///D:/GEOLOGIE/Thin_Sctn_Mcrscpy_2_rdcd_eng.pdf


et puis pour quelques définitions et une initiation à la géologie
Dictionaire de Géologie, FOUCAULT Alain  RAOULT Jean-François 

Voici la suite. Il n'y aura plus de notion nouvelle plus difficile !

Puisque mon microscope est de bonne qualité, je peux agrandir mes photos.
Je vous présente ainsi le résumé de notre discussion. La largeur de la dia vaut 0,217 mm. C’est petit. Les phases d’augite sont épaisses d’environ 2 microns.
Cette dia est aussi utile pour voir l’histoire de la croissance du cristal de pyroxène. La macle du pyroxène se répète quelques fois. On dit qu’elle est polysynthétique.
On constate qu’elle apparaît dès le début, puis qu’une exsolution d’augite a déjà pu se produire, illuminant la médiane.
Les teintes différentes des 2 individus de la macle proviennent d’une orientation différente du 2^e / au 1^er.
 
Ainsi se termine la lecture d’un cristal. Je vous ai certainement bousculés. N’hésitez pas à poser des questions. Beaucoup de notions fondamentales interviennent et se superposent.
A ce moment vous reconnaîtrez toujours un cristal de pyroxène maclé ayant subi une exsolution. La couleur le différencie d’un cristal de plagioclase maclé dont l’indice de réfraction plus faible donne une teinte gris-bleu plus fade.

Et vous n’avez ouvert aucun livre ! Maintenant vous pouvez le faire et la lecture deviendra lumineuse.

Bon. Donc tous les cristaux sur cette TS qui sont traverses une double line sont des cristaux jumeles, plus exactement des macles. Et j'en vois au moins une demi-douzaine.

Mais que ce passe-t-il quand il y a 2 de ces lines? par exemple tout a fait en bas de la 1ere photo, bleu-gris et vert, juste sous la letter R ? ou mi-haut a droite, 2 tons de bleus, juste en dessous du gros cristal qui passe du bleu au vert et au jaune? 

Et si je comprends bien il faut plus ou moins ignorer les couleurs qui sont surtout la pour faire ressortir les differents elements.

un article à lire, mais un peu ardu


https://www.lpi.usra.edu/science/treiman/nakhlite_rev.pdf

fig 10 : on retrouve une macle de pyroxène avec les lamelles d'exsolution
(à ce propos je me demande Roger si les lamelles larges ne seraient pas de l'augite et les fines de la pigeonite, car l'augite dans les nakhlites est ultramajoritaire, et la pigeonite est rare, donc elle doit occuper une surface minimale sur la lame); mais je me trompe peut-être.

quant à l'iddingsite (question de Vivien), la figure 9 (a-b-d) et son commentaire l'évoquent, l'iddingsite (en ocre) remplit les fissures.

Merci Marc  

Je vais lire ça avec intérêt, mais demain, là je rentre tout juste de ma conférence sur les météorites (beaucoup de questions et aussi peut être un peu trop de diapos ...).

pour les lamelles d'exsolution dans le pyroxène

http://www.alexstrekeisen.it/english/pluto/exolutionlamellaepyroxene.php



légende de la photo sur le net : "Ex-solution "en arête de poisson" d'orthopyroxène dans un clinopyroxène (© Michel Dubois)

Je viens de lire pas mal de commentaires sur l'exsolution, il y a effectivement de la confusion
les fines lamelles sont-t'elles du clinopyroxène sur un fond d'orthopyroxène ou l'inverse ?
Je me demande si la meilleure solution n'est pas d'examiner la lame en LPA et de jouer sur son orientation;
les couleurs les plus vives étant souvent celles du clinopyroxène, donc ici l'augite

que penser Roger de la légende de cette vue prise sur le net ?
"Ex-solution "en arête de poisson" d'orthopyroxène dans un clinopyroxène (© Michel Dubois)"
je dirais le contraire

à priori d'après ce que j'ai lu, la pigeonite est un clinopx formé à hte température (900°C)
mais lorsque celle-ci baisse, le pyroxène cristallise, la pigeonite donnant un hôte orthopx
avec des lamelles d'augite qui est un clino pas miscible avec l'ortho.

mais ce n'est pas toujours très clair sur le net, sites en français comme en anglais

Bonjours,

Merci beaucoup pour cette initiation c'est fascinant de faire parler une roche.

Ma petite question :

Qu'est ce qui provoque l'exsolution de la pigeonite/augite ou celle de la taénite/kamacite??

Une baisse de température alliée à une différence de densité qui divisent ces cristaux?
Le mélange est homogène à haute température et se différencie quand elle baisse?

MERCI

"Qu'est ce qui provoque l'exsolution de la pigeonite/augite ou celle de la taénite/kamacite??"

la non misciblité des 2 constituants quand la température baisse
composition chimique différente, température de solidification différente ...

Je reprends la plume après quelques activités logistiques.
Je voudrais en 1er lieu remercier Marc d'avoir corrigé mon erreur d'attribution. J'avais d'ailleurs émis une réserve. On constate que notre discussion est fructueuse et qu'elle me permet aussi d'apprendre.
Mars est différent des astéroïdes. Je vais donc changer de diapo et il faudra supprimer la précédente.
Une 1ère remarque: nous avons des lames qui coupent le cristal dans des plans quelconques. Les valeurs des angles ne sont pas significatives.
Que Michel Dubois disent que le profil est celui d'une arête de poisson, pourquoi pas. Plus poétique je comparerai cela à des nervures d’une feuille.
La famille des pyroxènes est très complexe. L'important pour nous est de voir ce qui s'est passé. La connaissance absolue de la nature des appartient au scientifique, chercheur équipé.
Avec les amphiboles et les feldspaths, c’est une horreur pour les candidats bacheliers en sciences.
 
Avant de continuer, situons le topo :
La nervure centrale, c’est le plan de macle, répété quelques fois,  car au début le processus est oscillant.
Les macles apparaissent au sommet des plages (T°) des phases cristallines, juste aux changements de géométrie des réseaux cristallins. L’énergie du système augmente les amplitudes des mouvements des atomes : élongations, vibrations etc.
Les nervures latérales (elles ont peut-être un nom), ce sont les changements de phases (chgts de composition) alternants (comme dans l’octaédrite - + tard Skyraph).

Les clinopyroxènes ferromagnésiens calciques sont le diopside, l’hédenbergite, la pigeonite et l’augite.
Les orthopyroxènes vont de l’enstatite (Mg) à l’orthoferrosilite (Fe2+).
Les vieux noms : hypersthène = 30 – 50% de Mg et bronzite = 10 à 30% Mg sont des compositions intermédiaires.
Pour comprendre les relations entre ces partenaires, il faut savoir lire les diagrammes ternaires, en l’occurrence dans ce cas, les relations entre la wollastonite, la ferrosilite et l’enstatite.
Il y a des lacunes (gap) interdites dans ce diagramme, mais des zones sont permises, ce sont :
1)    Pigeonite 7 à 15 % de wollastonite (Ca) et 30 à 70% d'enstatite (Mg).
2)    Augite env. 50 % wollastonite (Ca, Mg) et 50 % d'hédenbergite (Ca, Fe).
 
Donc, augite et pigeonite (composition triple) sont monocliniques.
Et les orthopyroxènes (composition binaire (Mg-Fe)) sont orthorhombiques.
 
Tout ceci me semble de trop pour l’amateur. Par contre, il est très utile de sauter sur la texture fine des grains pyroxènes. On y voit des ébauches de clivages à env. 90° (ce qui les distingue des amphiboles cousines (124°)).
Ces clivages vont les distinguer aussi des olivines et des feldspaths.
 
La température modifie ces diagrammes qui doivent être substitués par d’autres en f(T) et composition A – B.
Voilà une abondante cargaison d’infos.