piero

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  • Publié le : 25 avril 2014
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3) Les métaux dans l'univers et sur Terre
Les métaux représentent 80% des éléments chimiques, au centre du tableau périodique des éléments. Ils ont la propriété d'avoir une couche électronique externe ni trop ni trop peu remplie d'électrons, ce qui leur confère la propriété de réaliser plusieurs liaisons de covalence avec d'autres atomes électronégatifs comme le soufre et l'oxygène.
Le spectred'abondance des métaux reflète les processus de nucléosynthèse :
le fer est le métal le plus abondant car c'est au fer qu'aboutissent tous les processus de fusion nucléaire dans les étoiles ;
les métaux plus lourds que le fer sont quant à eux produits par attrition lors de l'explosion des supernovas. La courbe de leur abondance décroît de façon logarithmique avec leur numéro atomique. Il y a 10millions de fois moins de platine que de fer.
Les métaux et les autres éléments issus de l'explosion des supernovas se recondensent dans les planètes telluriques, suivant un processus d'accrétion qui détermine les enveloppes des planètes, avec les éléments les plus lourds au centre. C'est pourquoi le noyau de la Terre est constitué en majorité de fer, conférant à la planète une magnétosphère.Les proportions de métaux dans la croûte (leur "Clarke") sont finalement très faibles et les minerais reflètent des processus de concentration géologique des métaux.




 
4) Concentration dans les magmas
La ségrégation de la croûte terrestre se fait à partir de la fusion partielle du manteau qui génère des magmas mantelliques "riches" en nickel, cuivre, chrome, cobalt et EGP (Eléments duGroupe du Platine). Les métaux dans ces magmas sont reconcentrés soit parce qu'ils sont dans des phases immiscibles (liquides soufrés) ou dans des minéraux qui, cristallisés en premier quand le magma refroidit, sédimentent sous forme de "cumulats" dans des "complexes magmatiques lités". Pour obtenir des gisements de la sorte, il faut une fusion très poussée du manteau, ce qui arrivait plus souventquand la Terre était plus chaude : presque tous ces gisements datent de l'Archéen.
On a aussi des concentrations de métaux dans des magmas issus de la fusion de la croûte, mais ce sont d'autres métaux, dits "hygromagmaphiles", c'est-à-dire ayant une affinité pour l'eau (qui se concentre elle aussi dans les magmas crustaux au fur et à mesure de la cristallisation fractionnée). Ce sont donclogiquement des métaux plus proches des alcalins, formant plus facilement des liaisons ioniques. On peut citer le titane, le tungstène, les terres rares (ou lanthanides) et la famille de l'uranium. On peut également citer le lithium, même si ce n'est pas réellement un métal.
 
5) Concentration dans les fluides hydrothermaux
Les réactions d'hydratation et d'hydrolyse des minéraux de la croûte au contactd'eaux hydrothermales peuvent conduire à des concentrations de métaux qui sans cela ne formeraient pas de gisements. Dans ce processus, les eaux hydrothermales se chargent de certains métaux selon leur solubilité. On remarque que ce sont des métaux "pauvres" (métalloïdes), qui sont plus électronégatifs et donc plus solubles que les autres.
On retrouve l'argent et l'or, associés au cuivre, maisaussi le plomb (avec l'étain) et le zinc (avec le cadmium), entre autres.
Comme type de gisement, on peut citer les porphyres cuprifères, qui sont des minéralisations hydrothermales liées à l'eau dégagée par des chambres magmatiques au contact avec leur encaissant, généralement des roches sédimentaires. On peut également citer les gisements de sulfures massifs de type Kuruko (nom donné d'après desgisements-types japonais), dans lesquels l'eau de mer percole dans la croûte océanique et remonte à la surface pour former des champs de fumeurs noirs (sulfures).
Le même principe s'applique à la genèse des boues métallifères comme celles de la Mer Rouge (on appelle ce dernier type de gisement "SEDEX"). En bout de chaîne, on retrouve des particules d'oxydes dont les plus insolubles formeront...
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