Réactions de remplacement minéral : des observations macroscopiques aux mécanismes microscopiques

Résumé Les réactions de remplacement minéral se produisent principalement par des processus de dissolution-précipitation. Des processus tels que l'échange de cations, l'altération chimique, l'altération deutérique, le lessivage, le pseudomorphisme, le métasomatisme, la diagenèse et le métamorphisme sont tous liés par des caractéristiques communes où un minéral ou un assemblage minéral est remplacé par un assemblage plus stable. L'objectif de cet article est de passer en revue certains de ces aspects du remplacement minéral et de démontrer les caractéristiques texturales qu'ils ont en commun, afin de souligner les similitudes dans les mécanismes microscopiques sous-jacents. Le rôle du changement de volume et de l'évolution de la porosité est exploré à la fois à partir de microtextures naturelles et de nouvelles expériences sur des réactions de remplacement modèles dans des sels simples. Il est montré que le développement de la porosité est souvent une conséquence des processus de remplacement minéral, indépendamment des volumes molaires relatifs des phases solides parent et produit. La question clé est la solubilité relative des phases dans la phase fluide. Des concepts tels que la dissolution-précipitation couplée et l'autocatalyse sont importants pour comprendre ces processus. Certaines conséquences de la génération de porosité pour l'écoulement des fluides métamorphiques ainsi que la croissance subséquente des cristaux sont également discutées.