Strontium

“ Pendant ces sept années, nous avons maintenu la double ambition de développer un laboratoire moderne où les moyens d'études radiométriques des socles soient d'une part rapidement réunis (et successivement les méthodes rubidium-strontium, potassium-argon et uranium-plomb ont été mises en oeuvre et constamment améliorées) et d'autre part d'appliquer ces outils à la connaissance de la genèse des socles, avec un intérêt tout spécial pour le socle armoricain. ”

“ L'accumulation de strontium radiogénique est donc considérable dans les micas, mais la possibilité d'hébergement du strontium radiogénique y est faible. Celui-ci, situé en position interfoliaire dans le site des atomes de rubidium, possède une énergie d'activation faible. Aussi abandonne-t-il aisément les réseaux phylliteux au cours d'un réchauffement pour
trouver refuge dans les milieux voisins riches en strontium commun que sont les feldspaths et les apatites. ”

“ Le strontium radiogénique libéré est mal maintenu sur place et peut se trouver entraîné soit jusqu'à des niveaux accepteurs de la formation (niveaux basiques riches en strontium commun) , soit hors de la formation elle-même.
Par contre, d'après ce qui précède, on peut s'attendre à ce que le comportement des métasédiments soit profondément modifié dès qu'ils sont feldspathisés et que les paragneiss
se conduisent désormais comme les orthogneiss, c'est-à-dire en systèmes clos, grâce au développement des sites "accepteurs" que sont les feldspaths. ”

“ Cela se traduisant généralement par un affaiblissement des âges ponctuels et ceci d'autant plus que le rapport Rb/Sr de l'échantillon est plus élevé, il y a lieu de penser que l'ouverture est liée à la mobilisation du strontium radiogénique seul.
Les sédiments ont le même comportement dans la majorité des cas, mais avec la complication introduite par la présence de phases détritiques radiogéniques (feldspaths potassiques, micas) ; aussi est-il parfois difficile de faire les parts de l'héritage et de l'ouverture lorsqu'on observe une dispersion. ”

“ On peut observer au contraire une dispersion des résultats analytiques. Cela signifie que, depuis la dernière homogénéisation isotopique, il y a eu des migrations d'un ou deux ou trois des composants que sont le rubidium, le strontium, et le strontium 87 radiogénique, et ce, au-delà de l'échelle décimétrique.
Les systèmes ont été "ouverts", et la dispersion des points représentatifs se traduit par l'absence d'une bonne isochrone : il y a "erreurchrone" (BROOKS et al., 1972) . ”

“ Il est blanc, brillant, solide et plus pesant que l'acide sulfurique ; il conserve son éclat pendant plusieurs heures : cependant il finit par absorber l'oxygène de l'air et former un oxyde terreux, connu sous le nom de strontiane; il brûle vivement s'il est chauffé avec le contact de l'air. Il existe deux oxydes de strontium.
On connaît au moins deux sulfures de strontium. Le protosulfure est composé de 75,15 de métal (un équivalent) , et de 26,87 de soufre (un équivalent) ; on l'obtient en chauffant jusqu'au rouge blanc un mélange exactement fait de sulfate de strontiane et de charbon. ”

“ Toutes ces considérations suggèrent fortement que les spilites et les kératophyres procèdent d'une même évolution magmatique.
e) Les données rubidium-strontium.
1) Les spilites et kératophyres.
En bénéficiant des différentiations internes aux coulées et du chimisme assez favorable des kératophyres, une isochrone Rb/Sr de roches totales a été établie. (VIDAL et al. 1971) . Elle comprenait deux couples coeur-bordure, un sill à pyroxènes, un sill albitochloritique et trois kératophyres. ”

“ Si l'on prend le cas des rhyolites, les travaux sur les coefficients de partage du rubidium (PHILPOTTS et SCHNETZLER, 1972 ; DUPUY et ALLEGRE., 1972) ont montré que le rubidium est concentré essentiellement dans la mésostase microcristalline. L'énergie d'activation du strontium radiogénique est non seulement faible, mais la nature désordonnée de la mésostase rend plus élevé le coefficient Do : D dans la mésostase microcristalline désordonnée est donc beaucoup plus fort que dans les réseaux cristallins ordinaires. ”

“ En d'autres termes, du point de vue de la géochimie isotopique du strontium, le recyclage de portions de la croûte continentale, est un phénomène tout à fait secondaire.
La conclusion d'HURLEY est que les ceintures orogéniques se forment le long de noyaux continentaux par addition de matériel juvénile issu du Manteau ; il s'agirait donc de l'accrétion latérale due à un rapport de matériel provenant d'une ségrégation verticale.
C'est le modèle de la croissance continue des masses continentales. ”

“ Les discordances muscovites - biotites s'expliquent très bien en termes de métamorphisme cadomien suivi d'un refroidissement lent, mais en tout état de cause, les feldspaths potassiques ont gagné du strontium radiogénique perdu par les micas, ce qui conduit à des âges apparents trop élevés. ”

“ Aussi, les blancs de strontium sont-ils négligeables pour nos problèmes, puisqu'ils sont de l'ordre de 20 nanogrammes, et qu'ils peuvent être aussi faibles que 3 nanogrammes lorsqu'on utilise les réactifs ultrapurs que nécessite la chimie U-Pb des zircons.
4.- SPECTROMETRIE DE MASSE
Le spectromètre de masse est un appareil Thomson-Houston 206 S (30 cm, 60°, 10 Kv) . L'émission ionique a d'abord été réalisée sur des triples filaments de rhénium ”

“ La discussion porte en particulier sur les différences de comportement des systèmes rubidium-strontium en roches totales dans le métamorphisme, suivant que l'on s'adresse à des matériaux d'origine plutonique ou bien d'origine volcanique acide et sédimentaire. Dans le premier cas, c'est l'âge de la mise en place qui peut être obtenu si l'isochrone est de bonne qualité, alors que dans le deuxième cas l'interprétation est beaucoup plus délicate, puisqu'il est souvent difficile de trancher entre l'âge primaire (volcanisme, sédimentation) et l'âge d'un métamorphisme. ”

“ Cette expérience du renversement des spectres? répétée avec d'autres flammes contenant des vapeurs de strontium, de lithium. réussit toujours. De là, M. Kirchoff tira cette conclusion déjà formulée par M. Angstrôm que les rayons de la lumière de Drummond, de la même couleur que ceux qui avaient donné les belles raies des spectres des métaux considérés, sont absorbés en grande partie en passant au travers de ces flammes ; aussi, là où le spectre aurait dû présenter de belles raies jaunes, rouges. suivant que les métaux étaient le sodium, le strontium. ”

“ L'isochrone basse correspondrait à une redistribution du strontium radiogénique sous l'effet d'un deuxième métamorphisme (épisode "lihouéen") . Le comportement différentiel entre intérieur et extérieur du massif pourrait, selon ADAMS, être en relation avec la nature plus finement grenue des faciès de bordure, les faciès correspondant au coeur du massif étant grenus mais, en outre, riches en phénocristaux de felaspaths potassiques. ”

“ Ce sont : d'une part, les éléments de fumerolles, ou minéralisateurs, auxquels nous devons attribuer un rôle particulièrement actif dans les scories acides, chlore, soufre, phosphore, bore et carbone, et quelques métaux du groupe du calcium (tels que le baryum ou le strontium, venant remplacer parfois celui-ci) ; de l'autre, les métaux de ségrégation basique, qui vont se classer avec la scorie ferro-magnésienne : titane, manganèse, nickel, cobalt, chrome, vanadium, terres rares. ”

“ Si l'on recueille les boues ou dépôts des eaux minérales, et que l'on soumette à l'analyse ces diverses subs-
tances on y démontre la présence d'une foule de corps que l'analyse n'y soupçonnait pas, il y a quelques années : le manganèse, le cobalt, le glucynium, le vanadium, le strontium, le baryum, le brome, l'alumine, le lithium, etc. Qui ne connaît la découverte récente du nouveau métal, faite par M. Bunsen, dans l'eau minérale de Durckheim, si souvent analysée?
Toutes les eaux naturelles contiennent des matières d'origine organique. ”

“ Ceux de potasse, de soude et d'ammoniaque se préparent en faisant bouillir les sulfites simples avec de l'eau et du soufre divisé.; ou bien, comme pour les - sulfites simples, en faisant arriver le gaz acide sulfureux dans ces bases dissoutes et mêlées avec du soufre. Ceux de baryte et de strontiaue s'obtiennent en mettant les sulfures de baryum et de strontium dans l'eau. Enfin, ceux de zinc et de fer sont le résultat de l'action directe de l'acide sulfureux sur les métaux. ”

“ Par contre, la croûte continentale possède un rapport Rb/Sr beaucoup plus élevé, de l'ordre de 0,25, qui traduit le fait que dans les processus de sialisation et les concentrations en éléments lithophiles qui en résultent, le rubidium est beaucoup plus affecté que le strontium par ces ségrégations (GAST, 1970, etc...) .
L'évaluation du rapport Rb/Sr de la croûte continentale est beaucoup plus malaisée que celle des rapports du Manteau et de la croûte océanique ; il est de 0,33 pour GAST (1960) , 0,25 pour FAURE et al., (1963) , TAYLOR ( 1964) , HART et TILTON ( 1 966) , 0,35 pour SHAW et al. ”

“ Les métaux de la deuxième section sont ceux qui décomposent subitement l'eau à la température ordinaire, qui absorbent le gaz oxygène à cette même température, et dont les oxydes sont réductibles par l'électricité et irréductibles par la chaleur seule. Ces métaux sont au nombre de six : le calcium, le strontium, le barium , le lithium, le sodium et le potassium. Unis avec l'oxygène, ils donnent naissance à des oxydes que l'on connaissait sous le nom d'alcalis ”

“ L'analyse des éléments majeurs par B. AUVRAY et J. HAMEURT (1971-1973) a permis de mettre en évidence des différences de concentrations extrêmement importantes entre les coeurs et les bordures de pillow-lavas, principalement sur le potassium et le sodium. Le potassium est très enrichi dans les bordures, (qui sont toujours variolitiques) , alors que le sodium obéit à la tendance inverse.
Les résultats correspondant à quatre couples coeur-bordure sont reportés dans le tableau 2. Les données sur le rubidium, le strontium, le baryum, le lanthane et l'europium y sont également consignées. ”

“ Fig. 57. - Diagramme Rb-Sr (RT) du volcanisme acide de Vendée.
(A. BRILLANCEAU) , sauf bien entendu pour les deux échantillons d'âge réellement silurien.
Les études ne sont pas encore assez avancées pour affirmer qu'il s'agit là d'un bel exemple de perte totale du strontium radiogénique, donc de rajeunissement (une autre possibilité serait que tout le volcanisme soit d'âge réellement silurien : comme le suggère M. IGLESIAS, communication orale) . Là encore, les mesures sur zircons devraient apporter un éclairage différent à ce problème. ”

“ La raie rouge de ce métal peut-être presque aussi facilement renversée que les raies brillantes du sodium. Le renversement des raies brillantes des autres métaux s'obtient moins facilement; cependant nous avons été assez heureux, Bunsen et moi, pour renverser les raies les plus brillantes du potassium, du strontium, du calcium et du baryum, en faisant détoner devant la fente du spect roscope, l travers laquelle passaient les rayons solaires,
un mélange de chlorates de ces corps avec du sucre de lait. ”

“ La comparaison avec les résultats U-Pb sur zircon a DU montrer quelques cas où une excellente isochrone rubidium-strontium sur roches totales donnait un âge significativement plus faible que celui des zircons : c'est le cas de certaines rhyolites (VAN SCHMUSS, 1974) pour des raisons (analysées précédemment) de diffusion aisée du strontium 87 radiogénique au sein des roches microcristallines ”

“ On voit cependant se ranger dans le premier groupe, à côté de l’hydrogène, le lithium, le sodium, le potassium, le césium, le rubidium, l’argent, l’or, le thallium. De même, à côté de l’oxygène, dans le second groupe, on place le calcium, le strontium, le baryum, le plomb, le magnésium, le manganèse, le fer, le zinc. Les métaux du troisième groupe ou triatomiques sont l’antimoine et le bismuth. Enfin l’on place à côté du carbone et. l’on regarde comme tétratomiques le titane, l’étain, le tantale, le zirconium. ”

“ Mlle J. RASUMNY, chimiste au Laboratoire de géologie structurale de la Faculté des sciences d'Orsay : « Solubilité dans l'eau pure d'ossements néo-chalcolithiques de la province de Jaén (Espagne) ».
MM. M. ORLIAC, professeur à la Faculté des sciences de Toulouse, et J.-P. FORTUNE, maître-assistant à la Faculté des sciences de Toulouse : « Étude sur la répartition du strontium dans les barytines de différents gisements de l'Aveyron et de l'Hérault ». ”

“ Ces éléments, d'après Vogt, se répartissent, par ordre d'importance, de la façon suivante : 4 entre l et o, i = titane, hydrogène, chlore et carbone; 6 entre 0,1 et 0,02 = phosphore, manganèse, baryum, soufre, fluor, azote; 5 à environ 0,01 = chrome, nickel, zirconium, strontium, lithium; 7 entre 0,005 et 0,0001 = étain, cobalt, argon, brome, iode, rubidium, arsenic, peut-être cerium, yttrium, lanthane.
En tout, il existe une trentaine d'éléments entrant chacun pour plus de 4 millionièmes dans la composition de la Terre. ”

“ POIDS DE LA SOLUTION RESIDU POIDS D'EAU Saturée à + 160 à + 100° pour 1 gr. de sel I. 14,1407 0,088 159,6 II. 13,067 0,0811 160,1
3. Les cristaux d'aconitate de strontiane répondent à la formule C12H3Srs012 + 3HO.
Ils ne changent pas de poids à 100°; ils ne commencent à perdre leur eau qu'à 160 degrés, et il faut élever la température jusqu'à 220° pour enlever les 3 équivalents; le sel ne se décompose qu'au-delà de 280°.
I. — 0,8297 gr. de matière ont perdu 0,0687 à 220°.
J'ai dosé le strontium à l'état de sulfate de strontiane par calcination avec l'acide sulfurique. ”

“ I Manganèse, phosphore, soufre, chlore, fluor, carbore, Et en seconde ligne : ÉLÉMENTS ACCESSOIRES < Baryum, strontium, zirconium, I Et en petites proportions : Vanadium, chrome et nickel.
et les éléments rares qui avec l'azote donnent en totalité une proportion moindre que 1
Le titane est très répandu dans la nature (fers titanés, rutile, titanates) : c'est le neuvième des éléments principaux. ”