CARBONATES
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Les carbonates sont des minéraux largement représentés à la surface du globe. Le carbonate de calcium, en particulier, est le constituant principal des coquilles de nombreux organismes. On le retrouve surtout dans la lithosphère sous forme de roches dites calcaires, les plus abondantes parmi les roches sédimentaires. Ce stock considérable de carbone est alimenté par le métabolisme des êtres vivants sous forme de gaz carbonique, lequel donne notamment, en se combinant avec les métaux divalents, des composés insolubles dans les conditions normales de la lithosphère : les carbonates. Des dissociations ultérieures peuvent cependant intervenir, à la faveur desquelles le carbone mis en réserve est restitué à la biosphère et à l'atmosphère. Ainsi les carbonates se trouvent à la croisée des cycles biochimique et géochimique du carbone, localisés essentiellement dans la zone superficielle de la lithosphère. La présence des carbonates dans les roches d'origine interne est, en effet, exceptionnelle et elle pose l'un des problèmes les plus intéressants de la pétrologie, celui de l'origine « primaire » du carbone en profondeur.
Le caractère structural essentiel des carbonates est la présence de l'ion CO23—. Tout atome de carbone s'y trouve au centre d'un triangle équilatéral dont chacun des sommets est occupé par un atome d'oxygène. Aucun ion oxygène n'est commun à deux groupements triangulaires carbone-oxygènes ; ceux-ci doivent être considérés comme des unités distinctes dans la structure des minéraux carbonatés et ils sont largement responsables des propriétés particulières de ce groupe. La liaison entre le carbone central et les oxygènes qui lui sont coordinés n'est pas aussi forte que celle qui existe dans CO2. En présence de l'ion hydrogène, le radical carbonate devient instable et se brise pour fournir du gaz carbonique et de l'eau. Cette instabilité est à l'origine des tests avec les acides, utilisés pour la reconnaissance des carbonates.
Lorsque l'ion ca [...]
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Écrit par :
- Marc DARDENNE : docteur en géologie
- André JAUZEIN : professeur à la faculté des sciences de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, directeur du laboratoire de géologie de l'École normale supérieure de Paris
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BARYUM
Du grec barus , lourd Symbole chimique : Ba Numéro atomique : 56 Masse atomique : 137,34 g Point de fusion : 725 0 C Point d'ébullition : 1 640 0 C Densité (à 20 0 C) : 3,5. Deuxième membre de la famille des alcalinoterreux (après le calcium), dont C. W. Scheele découvrit la base (baryte) dans la pyrolucite. Le métal fut isolé par Berzelius (1808), puis H. Davy et Bunsen l'ont obtenu pur par éle […] Lire la suite
BÉRYLLIUM
Dans le chapitre « Autres composés » : […] Le carbonate basique sert d'intermédiaire dans la préparation des autres sels. Les solutions de glucine, dans le carbonate d'ammonium, portées à l'ébullition après dilution, laissent déposer un produit de composition variable, amorphe aux rayons X et contenant de 2 à 5 molécules d'hydroxyde pour une de carbonate. La décomposition est complète dès 300 0 C. Le carbonate neutre, difficile à préparer […] Lire la suite
CALCAIRES
Une roche est dite calcaire si elle renferme au moins 50 p. 100 de carbonate de chaux (CaCO 3 ), généralement représenté par de la calcite , plus rarement par de l' aragonite ; les minéraux les plus fréquemment associés au carbonate de chaux dans les roches calcaires sont la dolomite, CaMg(CO 3 ) 2 , et les minéraux argileux . Les roches calcaires constituent environ 20 p. 100 de l'ensemble des r […] Lire la suite
CALCIUM
Le calcium, élément chimique de symbole Ca et de numéro atomique 20, est le plus léger des métaux alcalinoterreux vrais. Il représente environ 3,45 p. 100 du poids de la croûte terrestre et se classe, par ordre d'abondance, au troisième rang des métaux, derrière l'aluminium et le fer. Le métal, très réactif, n'existe jamais à l'état naturel ; les principaux minéraux calciques sont constitués de […] Lire la suite
CARBONATITES
Roches qui pendant longtemps sont apparues comme des roches « aberrantes » par leur aspect proche du calcaire et leur association à des roches volcaniques. Elles sont constituées de plus de 80 p. 100 de carbonate. Ce sont en apparence des sortes de calcaires cristallins à structure protoclastique. La série fondamentale des carbonatites correspond à la série usuelle des roches carbonatées : calcit […] Lire la suite
CARBONE
Dans le chapitre « Dioxyde » : […] Le dioxyde de carbone CO 2 est souvent appelé gaz ou anhydride carbonique. La molécule est linéaire et symétrique et se conserve sous cette forme dans les trois états de la matière. Il s'en forme par combustion du carbone et de ses formes industrielles (coke), lors de la dissociation thermique des carbonates, ainsi que dans la fermentation alcoolique et dans la respiration. L'atmosphère a une fa […] Lire la suite
COULEUR DES MINÉRAUX
Dans le chapitre « Quelques exemples » : […] Voyons maintenant quelques exemples qui montrent l'importance des impuretés. Commençons par le diamant, une des gemmes les plus prestigieuses, qui est du carbone pur. En l'absence d'atomes étrangers, il est incolore. La présence de bore, à la concentration de quelques millionièmes, lui confère une délicate teinte bleue qui peut aller jusqu'au bleu-noir pour des concentrations de l'ordre du millièm […] Lire la suite
EAU DURETÉ DE L'
La dureté d'une eau traduit sa teneur globale en ions calcium (Ca ++ ) et magnésium (Mg ++ ). Elle est exprimée en degrés hydrotimétriques : un degré français correspond à 4 mg/l de calcium ou à 2,4 mg/l de magnésium. Les praticiens distinguent la dureté totale (titre hydrotimétrique, TH) et une de ses fractions : la dureté temporaire (titre alcalimétrique, TAC) qui correspond à la teneur de l'ea […] Lire la suite
GEMMES
Dans le chapitre « Carbonates » : […] La rhodochrosite , rouge à rose, translucide à opaque, est surtout employée en ornementation. La malachite , vert opaque, trouve le même usage ; de même l'azurite , bleu foncé. La smithsonite est rarement utilisée comme gemme. […] Lire la suite
MAGNÉSIUM
Dans le chapitre « Minerais » : […] Le magnésium représente 2 p. 100 des éléments qui constituent l'écorce terrestre et il vient au huitième rang par ordre d'importance. On le rencontre dans les roches magmatiques, sédimentaires et métamorphiques, généralement sous forme de carbonates, d'hydroxyde, de silicates, de chlorure et de sulfate. Les minerais les plus fréquemment utilisés sont : le carbonate (magnésite ou giobertite) prat […] Lire la suite
MARS, planète
Dans le chapitre « Les résultats de Mars Express » : […] Il faudra attendre Mars Express (placé en orbite autour de Mars le 25 décembre 2003) pour disposer de la première détection directe de l'eau. En effet, l'instrument français Omega (Observatoire martien pour l'étude de l'eau, des glaces et de l'activité) embarqué sur la sonde a analysé pour la première fois la composition de la glace aux pôles de Mars. Omega a la capacité de réaliser à la fois des […] Lire la suite
MÉTAUX - Métaux alcalins
Dans le chapitre « Les composés alcalins » : […] La stabilité des hydrures alcalins croît avec le numéro atomique. L'hydrure de lithium possède une stabilité exceptionnelle. Fondu, il conduit l'électricité et, par électrolyse, on recueille de l'hydrogène à l'anode, ce qui permet d'affirmer l'existence d'une structure Li + H - . Ce composé s'obtient facilement en faisant passer un courant d'hydrogène sur du métal légèrement chauffé. La préparatio […] Lire la suite
MÉTAUX - Métaux alcalino-terreux
Dans le chapitre « Propriétés chimiques des alcalino-terreux et de leurs composés » : […] Les métaux alcalino-terreux possèdent une grande réactivité chimique ; essentiellement réducteurs, ils s'unissent facilement avec la plupart des corps simples . Il est nécessaire de les conserver sous une couche d'huile minérale ou de pétrole, car à l'air, surtout humide, leur surface se ternit très rapidement, par suite de l'apparition d'une croûte d'oxyde, d'hydroxyde, et de carbonate. Dès la te […] Lire la suite
MINÉRALOGIE
Dans le chapitre « Carbonates, nitrates, borates » : […] Les carbonates (110 espèces environ ; cf. carbonates ) ont souvent un aspect pierreux. Ils sont incolores ou peu colorés, à l'exception de ceux du cuivre, du cobalt, du manganèse et de l'uranium. Les carbonates hydratés [ azurite Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 , malachite Cu 2 (OH) 2 CO 3 , hydrozincite Zn 5 (OH) 6 (CO 3 ) 2 ] sont essentiellement liés au cycle exogène ; les carbonates anhydres, surto […] Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes
Dans le chapitre « Système 13C/12C » : […] Les deux groupes essentiels où le carbone intervient sont les carbonates (calcaires, dolomies, carbonatites), les hydrocarbures et les « hydrates de carbone » naturels (fig. 1a). Les autres formes carbonées naturelles sont encore peu étudiées. Pour les carbonates, les compositions isotopiques sont déterminées par le système CO 2 -HCO — 3 -CO 3 2— en solution ; la température et l'origine du CO […] Lire la suite
PACIFIQUE OCÉAN
Dans le chapitre « La sédimentation au Tertiaire » : […] Au début du Tertiaire, des boues carbonatées se déposent à des latitudes anormalement hautes dans les deux hémisphères du Pacifique en raison de la présence d'eaux assez chaudes jusqu'à environ 60 0 de latitude. La zone équatoriale est, à l'Éocène, assez mal définie et caractérisée par des taux de sédimentation peu élevés. Les sédiments calcaires ne se déposent qu'au-dessus de 2 500 mètres, mais […] Lire la suite
POTASSIUM
Dans le chapitre « Composés » : […] Le sulfate K 2 SO 4 provient de la cristallisation sélective des solutions de sels doubles et triples, ainsi que de la conversion du chlorure par la kiesérite MgSO 4 , H 2 O ou par l'acide sulfurique H 2 SO 4 . Il forme des sels doubles avec l'hydrogénosulfate KHSO 4 dont la condensation vers 600 0 C conduit au pyrosulfate K 2 S 2 O 7 . Le nitrate KNO 3 (nitre ou salpêtre) se forme naturelle […] Lire la suite
SALINES ROCHES
Dans le chapitre « Les dépôts salins paraliques » : […] Les exemples récents ou actuels de dépôts salins liés au domaine océanique sont toujours limités à des zones restreintes situées en bordure des océans sous climat aride. Le déficit en eau douce est compensé par un apport continu d'eaux marines, et les dépôts correspondent en gros aux sels fournis par l'eau de mer. Le voisinage du continent peut néanmoins perturber les rapports volumiques entre sel […] Lire la suite
STOCKAGE GÉOLOGIQUE DU CO2
Dans le chapitre « ... au stockage » : […] Reste à enfouir le CO 2 à des profondeurs comprises entre 800 et 5 000 mètres et à le maintenir ainsi piégé de manière durable. Le stockage souterrain du CO 2 n'est pas une idée nouvelle ni aberrante puisqu'il est déjà pratiqué depuis plusieurs décennies pour la récupération des hydrocarbures. Le CO 2 à l'état supercritique est en effet un puissant solvant qui permet d'extraire les huiles résid […] Lire la suite
Voir aussi
- ANKÉRITE
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- AURICHALCITE
- BASTNAÉSITE
- BREUNÉRITE
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Pour citer l’article
Marc DARDENNE, André JAUZEIN, « CARBONATES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/carbonates/