Hydrothermalisme : spéciation métallique hydrique et systèmes hydrothermaux

Auteur(s) :

Chenevoy, Maurice (1928-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Le point sur les processus de l'activité hydrothermale terrestre, du plus simple (l'eau, ses propriétés, les éléments en milieux aqueux) au plus complexe (les systèmes hydrothermaux naturels) en passant par les propriétés physico-chimiques des fluides hydrothermaux et la spéciation hydrique des métaux dans les fluides. Utile dans les secteurs géochimie, gitologie, pétrole, pollution, déchets.

Autre(s) auteur(s)
- Piboule, Michel
Éditeur(s)
- EDP sciences
Date
- DL 2007
Notes
- Bibliogr. p. 505-574. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (619 p.) : ill., couv. ill. en coul. ; 25 cm
Collections
- Grenoble sciences
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-7598-0003-2
Indice
- 556 Hydrogéologie
Quatrième de couverture
- Hydrothermalisme
  Spéciation métallique hydrique et systèmes hydrothermaux
  Hydrothermalisme propose une synthèse des connaissances sur les processus de l'activité hydrothermale terrestre. Le lecteur part du plus simple : l'eau et ses propriétés de solvant, les éléments en solution aqueuse, la solubilisation et les dépôts minéraux. Viennent ensuite les fluides hydrothermaux, leur nature, leurs propriétés physico-chimiques et la spéciation hydrique des métaux dans ces fluides. Les approches modernes appliquées à l'étude des systèmes hydrothermaux, qui sont à l'origine de la plupart des minéralisations, sont enfin présentées : systèmes océaniques et systèmes continentaux. Le lecteur peut ainsi acquérir les bases expérimentales et théoriques pour comprendre ce qui se passe dans la nature. De nombreuses illustrations et une vaste bibliographie enrichissent ce livre de synthèse, référence unique dans l'édition française.
  L'ouvrage intéresse les étudiants de niveau master en Sciences de la Terre, les doctorants et chercheurs, les enseignants des lycées, classes préparatoires et universités. Il sera un outil précieux pour les ingénieurs qui travaillent dans les secteurs géochimie, gitologie, pétrole, environnement, pollution, déchets.
Tables des matières
- - Hydrothermalisme
  - Spéciation métallique hydrique et systèmes hydrothermaux
  - Maurice Chenevoy et Michel Piboule
  - EDP Sciences
  - Préface 1
  - Introduction 5
  - Première partie - Eaux et solutions
  - I - L'eau et son pouvoir solvant 11
  - 1. La molécule d'eau11
  - 2. Le pouvoir solvant de l'eau16
  - II - Les éléments en solution aqueuse : données générales 21
  - 1. Comportements élémentaires21
  - 1.1. Eléments alcalins et alcalino-terreux21
  - 1.2. Eléments de transition, notion de complexe25
  - 2. Complexants inorganiques28
  - 2.1. Composants anioniques OH^- et O^2-29
  - 2.2. Halogènes du groupe 1729
  - 2.3. Non-métaux du groupe 1630
  - 2.4. Le carbone, non-métal du groupe 1434
  - 2.5. Non-métaux des groupes 15 et 1336
  - 3. Complexants organiques36
  - 3.1. Interactions métal - substance organique37
  - 3.2. Substances organiques complexantes38
  - 3.3. Conditions d'action des complexants40
  - 4. Typologie de la complexation43
  - 4.1. Classification des ions de Pearson44
  - 4.2. Associations ioniques préférentielles45
  - III - Solubilisation et dépôt minéraux : données générales 47
  - 1. Les entités en présence : solution, minéral et interface47
  - 1.1. Les solutions47
  - 1.2. Les minéraux49
  - 1.3. Les interfaces52
  - 2. Les phénomènes à l'interface minéral - solution56
  - 2.1. Interactions électrostatiques56
  - 2.2. Complexation de surface, les mécanismes58
  - 2.3. Complexation de surface, les modèles61
  - 2.4. Complexation de surface, l'approche structurale64
  - 2.4.1. Complexation de surface des cations 65
  - 2.4.2. Complexation de surface des anions 70
  - 2.4.3. Complexation de surface organique 73
  - 2.5. Adsorption compétitive et co-adsorption74
  - 3. La dissolution minérale78
  - 3.1. Les mécanismes fondamentaux78
  - 3.2. Catalyseurs de la dissolution81
  - 3.2.1. L'effet soluté 81
  - 3.2.2. L'effet redox 84
  - 3.3. Inhibiteurs de la dissolution86
  - 3.4. Vitesse de dissolution87
  - 4. Le dépôt minéral89
  - 4.1. La précipitation minérale90
  - 4.2. La sorption92
  - 4.2.1. L'absorption 93
  - 4.2.2. La précipitation de surface 95
  - 4.2.3. Sorption organique 102
  - Deuxième partie - Les fluides hydrothermaux et la spéciation métallique
  - IV - Nature des fluides hydrothermaux 107
  - 1. Définitions107
  - 2. L'origine de l'eau, composé volatil majeur107
  - 2.1. Analyse isotopique de l'eau : notation, standards et paramètres isotopiques108
  - 2.2. Les grands types d'eaux naturelles : caractéristiques isotopiques111
  - 2.2.1. L'eau océanique (marine) 111
  - 2.2.2. Les eaux météoriques 115
  - 2.2.3. Les eaux interstitielles 116
  - 2.2.4. Les eaux métamorphiques 117
  - 2.2.5. Les eaux magmatiques 119
  - 2.2.6. L'eau organique 120
  - 2.3. L'eau dans les systèmes-source120
  - 2.3.1. La source hydrosphérique 121
  - 2.3.2. Les sources sédimentaires et métamorphiques 121
  - 2.3.3. La source magmatique 123
  - 2.4. Les systèmes hydrothermaux actifs : caractéristiques isotopiques128
  - 3. Les constituants volatils moléculaires mineurs130
  - 3.1. Espèces moléculaires volatiles mineures des fluides magmatiques131
  - 3.1.1. Les gaz volcaniques 132
  - 3.1.2. Les inclusions fluides magmatiques 135
  - 3.1.3. Modélisation thermodynamique 136
  - 3.1.4. Les éléments volatils mineurs dans les magmas 137
  - 3.2. Molécules volatiles des fluides métamorphiques142
  - 4. Sels majeurs dissous et constituants anioniques143
  - 4.1. Compositions des fluides hydrothermaux s.s.144
  - 4.2. Sources des solutés des fluides géothermaux146
  - 4.3. Géochimie isotopique du soufre et du carbone dans les fluides hydrothermaux150
  - 4.4. Un homologue expérimental des fluides hydrothermaux : le système NaCl - H₂O153
  - V - Physico-chimie des fluides hydrothermaux 161
  - 1. Le pH : valeurs, sources et contrôles de l'acidité161
  - 1.1. Les pH mesurés161
  - 1.2. Sources de l'acidité163
  - 1.3. Contrôle de l'acidité ; les réactions d'éponte167
  - 1.3.1. Assemblages minéraux et types d'altération 167
  - 1.3.2. Assemblages minéraux-tampon de pH, capacité-tampon de pH des fluides 168
  - 2. Les conditions redox170
  - VI - La spéciation élémentaire hydrique 177
  - 1. Les facteurs de la spéciation hydrique178
  - 2. Spéciation hydrique des éléments principaux des gangues : Si (Ge), Al (Ga), Ca, Mg, (Ba, Sr), alcalins181
  - 2.1. Le silicium, Si, et le germanium, Ge181
  - 2.2. L'aluminium, Al, et le gallium, Ga186
  - 2.3. Les alcalins : sodium Na, potassium K, césium Cs, rubidium Rb, lithium Li195
  - 2.4. Le béryllium, Be196
  - 2.5. Le calcium, Ca, le baryum, Ba, et le strontium, Sr198
  - 2.6. Le magnésium, Mg202
  - 3. Spéciation hydrique des métaux « ferreux » : Fe, Mn, Ni, Co, V, Ti, (Cr)203
  - 3.1. Le titane, Ti203
  - 3.2. Le fer, Fe204
  - 3.3. Le manganèse, Mn206
  - 3.4. Le nickel, Ni, et le cobalt, Co209
  - 3.5. Le vanadium, V210
  - 3.6. Le chrome, Cr212
  - 4. Spéciation hydrique des métaux précieux : Au, Ag, Pt, Pd212
  - 4.1. L'or, Au212
  - 4.2. L'argent, Ag218
  - 4.3. Les éléments du groupe du platine : platine, Pt et palladium, Pd221
  - 5. La spéciation hydrique des métalloïdes : Sb, As, Bi, Hg226
  - 5.1. L'antimoine, Sb226
  - 5.2. L'arsenic, As229
  - 5.3. Le bismuth, Bi230
  - 5.4. Le mercure, Hg232
  - 6. La spéciation hydrique des métaux « pneumatolytiques » : Sn, W, Mo235
  - 6.1. L'étain, Sn235
  - 6.2. Le tungstène, W239
  - 6.3. Le molybdène, Mo, et le rhénium, Re242
  - 7. La spéciation hydrique des métaux de base : Zn(Cd, In), Pb(TI), Cu243
  - 7.1. Le zinc, Zn, le cadmium, Cd, et l'indium, In243
  - 7.2. Le plomb, Pb, et le thallium, Ti249
  - 7.3. Le cuivre, Cu253
  - 8. Spéciation hydrique des terres rares : Y, Sc, Nb et Ta, Zr et Hf258
  - 8.1. Lanthanides Ln, yttrium Y et scandium Sc258
  - 8.2. Le niobium, Nb, et le tantale, Ta266
  - 8.3. Le zirconium, Zr, et le hafnium, Hf267
  - 9. Spéciation hydrique des métaux radioactifs : U et Th267
  - 9.1. L'uranium, U267
  - 9.2. Le thorium, Th273
  - Troisième partie - Les systèmes hydrothermaux
  - VII - Les systèmes hydrothermaux : données générales 277
  - 1. Manifestations, dimensions et durée des systèmes hydrothermaux277
  - 2. Typologie des systèmes hydrothermaux279
  - 3. La mobilité hydrothermale280
  - 3.1. Voies de cheminement281
  - 3.2. Types de flux fluide282
  - 3.2.1. Les flux advectifs 282
  - 3.2.2. Les flux convectifs 284
  - 3.2.3. Les flux expulsifs 286
  - 3.3. Vitesses de flux290
  - VIII - Les systèmes hydrothermaux océaniques 291
  - 1. Le contexte géotectonique global291
  - 1.1. Les données de surface : types de rides et segmentations291
  - 1.2. Structure de la jeune croûte océanique295
  - 1.3. Construction de la croûte océanique298
  - 1.3.1. Chambre magmatique et croûte gabbroïque 298
  - 1.3.2. Complexe filonien et épanchements laviques 305
  - 2. Caractères généraux de l'hydrothermalisme océanique310
  - 3. La circulation hydrothermale passive : manifestations superficielles et caractères généraux du support312
  - 3.1. Les manifestations superficielles312
  - 3.2. Le facteur perméabilité317
  - 3.2.1. Perméabilité de la croûte ignée 317
  - 3.2.2. Perméabilité du revêtement sédimentaire 319
  - 4. La circulation hydrothermale passive : modèles mathématiques321
  - 4.1. Les modélisations globales321
  - 4.2. Modélisations régionales325
  - 4.3. Modélisations locales / multifactorielles328
  - 4.3.1. L'effet sédiment 328
  - 4.3.2. L'effet topographique 331
  - 4.3.3. L'effet perméabilité 333
  - 5. La circulation hydrothermale active : manifestations de surface333
  - 5.1. Les dépôts métallifères335
  - 5.2. Les émissions fluides337
  - 5.2.1. Les panaches chroniques 338
  - 5.2.2. Les mégapanaches 341
  - 5.2.3. Les suintements 344
  - 5.3. Distribution des champs hydrothermaux345
  - 5.4. Les budgets thermiques346
  - 5.5. Chronologie des manifestations superficielles348
  - 6. La circulation hydrothermale active : aspects principaux350
  - 6.1. Modèles conceptuels de circulation hydrothermale active350
  - 6.2. Sites d'implantation des systèmes hydrothermaux axiaux354
  - 6.3. Géométrie globale des systèmes hydrothermaux axiaux356
  - 6.4. Porosités et perméabilités360
  - 6.5. Sources thermiques364
  - 6.6. Altération crustale et zones de réactions hydrothermales367
  - 6.6.1. Les zones de recharge 368
  - 6.6.2. La zone de réaction de haute température (ZRHT) : conditions générales 371
  - 6.6.3. La zone de réaction de haute température (ZRHT) : position dans l'espace 372
  - 6.6.4. La zone de réaction de haute température (ZRHT) : les transferts thermiques et fluides 375
  - 6.6.5. Les zones de décharge 381
  - 6.7. Caractères majeurs des fluides383
  - 6.7.1. Températures 383
  - 6.7.2. Compositions chimiques globales 387
  - 6.7.3. Salinités et chlorinités 393
  - 6.8. Séparation de phases et mobilité des produits395
  - 6.8.1. Séparations de phases sous - et super-critiques 396
  - 6.8.2. Cantonnement profond des saumures 398
  - 6.9. Temps de résidence souterraine des fluides403
  - 6.10. Systèmes hydrothermaux axiaux et taux d'expansion des dorsales404
  - 7. La circulation hydrothermale active : modèles mathématiques410
  - 7.1. Les modèles de convection cellulaire411
  - 7.2. Les modèles tubulaires427
  - 7.2.1. Calculs de balance thermique 428
  - 7.2.2. Contrôles de la perméabilité 430
  - 7.2.3. Simulation de modèles conceptuels 433
  - IX - Les systèmes hydrothermaux continentaux 439
  - 1. Caractères généraux des systèmes hydrothermaux continentaux de connexion magmatique440
  - 1.1. Originalité des systèmes440
  - 1.2. Configuration générale des systèmes442
  - 1.3. Durée de vie des systèmes445
  - 2. Circulation hydrothermale profonde liée au magmatisme acide446
  - 2.1. Les modélisations mathématiques447
  - 2.2. Les systèmes dominés par l'eau liquide453
  - 2.2.1. Caractères généraux 453
  - 2.2.2. Autoscellement et autorégulation 460
  - 2.2.3. Altérations hydrothermales 461
  - 2.3. Les systèmes dominés par l'eau-vapeur462
  - 2.3.1. Le modèle théorique 464
  - 2.3.2. Le système géothermal des Geysers (Californie) 465
  - 2.3.3. Le système géothermal de Lassen (Californie) 470
  - 3. Circulation et manifestations hydrothermales superficielles472
  - 3.1. Structure hydrologique superficielle472
  - 3.2. Eaux chlorurées profondes475
  - 3.3. Vapeurs476
  - 3.4. Eaux sulfatés acides et altération argileuse avancée476
  - 3.5. Eaux bicarbonatées et altération argileuse478
  - 4. L'hydrothermalisme continental lié au magmatisme basique de rift479
  - 4.1. Le modèle global479
  - 4.2. Les systèmes hydrothermaux de la Fosse Salton (Californie)480
  - 5. Les systèmes hydrothermaux amagmatiques485
  - 5.1. Les systèmes hydrothermaux amagmatiques locaux485
  - 5.1.1. Le système hydrothermal de South Fork (Idaho) 486
  - 5.1.2. Le système hydrothermal de Balaruc-les-Bains (S-France) 488
  - 5.2. Les systèmes hydrothermaux amagmatiques régionaux490
  - 5.2.1. Systèmes hydrothermaux régionaux des bassins sédimentaires 491
  - 5.2.2. Systèmes hydrothermaux régionaux des ceintures orogéniques 494
  - 5.2.3. Systèmes hydrothermaux régionaux des socles 501
  - Bibliographie 505
  - Index 575
Origine de la notice:
- BNF