1. Environnement géochimique:
* températures et pressions élevées: Sous-terre profonde, la chaleur interne de la Terre et le poids de la roche sus-jacente créent des températures et des pressions élevées. Ces conditions ont un impact significatif sur la solubilité des minéraux et le taux de réactions chimiques.
* Composition fluide: Les fluides circulant profondément sous terre ne sont pas seulement l'eau mais portent souvent des éléments et des composés dissous comme la silice, les carbonates, les sulfates et divers ions métalliques. La composition de ces fluides détermine les types de minéraux qui peuvent précipiter.
2. Sursaturation et nucléation:
* sursaturation: Lorsqu'un liquide devient sursaturé avec des minéraux dissous, la concentration d'éléments dissous dépasse la limite de solubilité. Cela crée un état instable, entraînant le système vers la cristallisation.
* nucléation: Les solutions sursaturées nécessitent un noyau, une minuscule particule solide, pour initier la formation d'un cristal. Ces noyaux peuvent être des grains minéraux existants, des particules de poussière ou même des imperfections dans la roche elle-même.
3. Croissance cristalline:
* Diffusion: Une fois qu'un noyau se forme, les éléments dissous du fluide sursaturé se diffuse vers le noyau, ajoutant à sa taille.
* Habit cristallin: La forme et la symétrie des cristaux résultants sont déterminées par la disposition interne des atomes dans la structure minérale. Cette disposition est influencée par des facteurs tels que la température, la pression et la disponibilité de différents éléments.
4. Mécanismes de formation des minéraux:
* Précipitation: À mesure que les fluides refroidissent ou subissent des changements de pression, la solubilité des minéraux diminue, entraînant des précipitations hors de la solution.
* réaction avec le rock hôte: Les liquides peuvent réagir avec les roches environnantes, conduisant à la dissolution des minéraux existants et à la formation de nouveaux. Ce processus est particulièrement important dans la formation de minéraux secondaires.
* Altération hydrothermale: Lorsque des fluides chauds riches en minéraux interagissent avec les roches, ils peuvent provoquer des changements importants dans leur composition minéralogique. Ce processus, appelé altération hydrothermale, est courant dans les zones volcaniques et peut produire une grande variété de minéraux.
Exemples de formation de minéraux:
* Quartz (SiO2): Les fluides riches en silice profondément souterrains peuvent refroidir et précipiter les cristaux de quartz, souvent trouvés dans les veines ou comme remplacements dans les roches existantes.
* calcite (Caco3): Les fluides riches en carbonate peuvent former des cristaux de calcite, souvent trouvés dans les grottes ou en tant qu'agents de ciment dans les roches sédimentaires.
* pyrite (fes2): Les liquides riches en fer et soufre peuvent réagir pour former des cristaux de pyrite, couramment trouvés dans les coutures de charbon ou près des évents hydrothermaux.
En résumé, la formation de minéraux sous terre profonde implique une interaction complexe de conditions géochimiques, de sursaturation, de nucléation, de croissance cristalline et de divers mécanismes de formation de minéraux. Ce processus est un élément clé du système géologique dynamique de la Terre, créant les diverses ressources minérales sur lesquelles nous comptons.
