III) La formation des concrétions
La caverne est terminée ou presque.
L'eau va maintenant embellir son oeuvre avec des concrétions toutes aussi belles les unes que les autres.
Qu'est ce qu'une Concrétion?
Et bien c'est un dépôt cristallin de substances dissoutes par l'eau en particulier du calcaire et qui donne des formes particulières.
L'eau en pénétrant par les failles du calcaire dissout celui ci grâce au CO2 qu'elle contient.
Cette eau va véhiculer le CaCO3 sous forme dissoute jusqu'à qu'un facteur l'oblige à le libérer. Une fissure allant de l'extérieur à l'intérieur d'une grotte va donc conduire l'eau jusqu'à l'intérieur de la grotte. A la sortie de cette fissure l'eau va donc s'évaporer lentement et petit à petit déposer le CaCO3 qu'elle avait dissout.
Le CaCO3 en recristallisant ne va se pas se reformer sous le même système cristallin qu'il était au départ.
Il va recristalliser en Rhomboèdre et former la calcite qui suivant les impuretés qu'elle contient ne sera pas de la même couleur (blanche si CaCO3 quasiment pur) ou bien en Orthorhombique ou en Orthorhombique pseudo hexagonal et former l'aragonite.
La formation de la calcite sera privilégiée si l'eau ne contient pas ou contient très peu de magnésium tandis que la formation de l'aragonite sera privilégiée à son tour si l'eau contient du magnésium.
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a≠b≠c α=β=γ=90°
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a=b=c α=β≠γ≠90°
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L'aragonite : Orthorhombique ou Orthorhombique pseudo hexagonal |
La calcite : Rhomboèdre |
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Mais des concrétions en Gypse ou d'autre minéral peuvent aussi exister
La couleur des concrétions de calcite et d'aragonite dépend de la nature des impuretés qui la compose :
La calcite va se colorée en diverse couleur en fonction du taux d'acide fulvique ou humique qu'elle contient (les gammes de jaune proviennent de l'acide humique et les gammes de bruns de l'acide fulvique). En effet l'acide fulvique et l'acide humique vont être piégées dans le système cristallin de la calcite. Ces acides vont donc combler les creux présent entre les cristaux de calcite et ainsi la colorée.
La coloration de l'aragonite ne va pas s'effectuer de la même façon. La coloration de l'aragonite va se réaliser ainsi : lors de la cristallisation, des sels de métaux dissous dans l'eau vont remplacer une partie du calcium dans les cristaux d'aragonite et suivant le type de métal qui va remplacer le calcium dans la molécule, la coloration va variée: si le métal est du manganèse la coloration sera rosée ou noire, si l'impureté est du fer nous aurons une coloration plus rouge-brun. Le cuivre va donner des concrétions bleues et le nickel donnera des concrétions verte.
Plus généralement la coloration de la calcite sera due à la présence de matière organique et la coloration de l'aragonite sera due à la présente de métaux.
La forme des concrétions, elle sera due à des processus physiques : pesanteur, tension superficielle, force de cristallisation, pression de l'eau, température de la grotte, % d'humidité relative, hauteur de chute de la goutte d'eau....
Si tel ou autre processus physique est appliqué lors de la formation des concrétions, tel ou tel type de concrétion se formera. Plusieurs processus physiques peuvent être appliqué ensemble dans des ordre différents c'est ce qui donnera des concrétions aux formes particulières.
En conclusion générale : la chimie va jouer un grand rôle dans la couleur et le type de concrétions, par contre c'est la physique qui va gérer les formes de concrétions.
Suivant la nature du sol au dessus de la grotte, tel type ou tel type de concrétions se formera donc.
