La capsule en platine utilisée réagit avec la charge expérimentale (Webster and Botcharnikov, 2011), deux interactions sont visibles : (i) une bordure de sulfure de platine liquide se forme au contact de la capsule (Figure III-9, Figure III-10), et ii u e pe te e fe se p oduit de l ha tillo e s la apsule, le fe de l ha tillo poss da t u e fo te affi it a e le plati e du o te a t (Merrill and Wyllie, 1973). La o du e d i te a tio est et ou e su toute la su fa e i te e d u e apsule, au o ta t ou o de l ha tillo Figure III-9), et homogène en épaisseur dans la plupart des cas. Elle est s st ati ue e t o se e, et est o stitu e d u la ge de Pt et de S, e p opo tio stœ hio t i ues PtS, Figure III-9, Figure III-10, Figure III-12). Les teneurs en Fe, Ni et Cu dans cette phase sont sous la limite de détection de la microsonde électronique (Figure III-12). Cette bordure semble plus épaisse lorsque la fO2 est plus réduite (Figure III-10), cependant, aucune relation précise
a pu tre établie avec la fO2 ou la du e de l e p ie e Figure III-10).
Dans de rares cas, en conditions réductrices et dans des échantillons particulièrement riches en Fe, tout le soufre ajouté se concentre dans cette bordure réactionnelle (Figure III-11), ne produisant aucun li uide sulfu da s l ha tillo . Pou o te i la fo atio du li uide sulfu e o ditio du t i es (fO2 < QFM-1), une poudre de FeS est ajoutée à la place de la poudre de S, en respectant un ajout de
(GV128Palu, Figure III-10). Dans cette expérience (GV128Palu), le liquide sulfuré (riche en FeS) réagit a e la apsule lo s u ils so t e o ta t, p oduisa t u e a u ulatio de FeS o te a t des de d ites de Pt métal (Figure III-10 f. . L a se e de o du e de PtS da s les e p ie es utilisa t du FeS et o dans celle contenant du S élémentaire, ainsi que la constante homogénéité en épaisseur de cette apsule et de sa p se e su toute la su fa e i te e, sugg e t fo te e t u elle sulte d u e interaction entre le S de la phase fluide et le Pt de la capsule.
Figure III-9: Photos MEB de bordures de réaction au contact échantillon - apsule, et sa s o ta t a e l’ ha tillo , situ e partie haute (top).
Figure III-10: Images MEB de la réaction avec la capsule en platine, pour différentes du es d’e p ie e et diff e tes fO2. a. GB44-2, QFM+0.4, t = 30 min. b. GV159Palu, QFM+2.1 ; t = 1 h. c. GV115P, QFM+0.8, t = 1 h. d. GV115Palu, QFM+0.7, t = 1 h. e. GV52P, QFM+0.4, t = 3 h. f. GV128Palu, QFM-0.7, t = 1 h.
Figure III-11: Image MEB d'une bordure de réaction "extrême" et cartographies en rayons X du fer, platine et soufre (zone encadrée en noir sur la photo MEB). Le fer contenu dans la capsule est présent au niveau du contact et sur une faible distance (Figure III-12)
U e aut e i te a tio se p oduisa t e t e la apsule et l ha tillo est la pe te e fe . E effet, o e observé lors de l tape de p pa atio du e e de d pa t da s u euset e Pt, le fe de l ha tillo possède une forte affinité avec le platine du contenant. Le fer va ainsi diffuser dans la capsule durant l e p ie e.
La diffusion du fer dans la capsule a été évaluée par microsonde électronique par le biais de profils analytiques et de cartographies (Figure III-12). Ces profils montrent que, pour les courtes durées expérimentales, la diffusion du fer dans la capsule se fait sur une très faible distance (généralement inférieure à 25 µm, Figure III-12 . La o e t atio e fe est d e i o at.% autou de t.% au contact échantillon - capsule et décroit rapidement (Figure III-12). Au contraire, Ni et Cu ne semblent pas diffuser dans la capsule (Figure III-12).
Figure III-12: Cartographies et profils des bordures de réaction et capsule. a. Cartographie élémentaire (nombre de coups) de la bordure de GV115Palu, éch = échantillon, bord = bordure de réaction, caps = capsule. b. Cartographie élémentaire (nombre de coups) de la bordure de GV115P. c. Composition (at.%) selon une traverse dans la bordure et la capsule de a. d. Composition (at.%) selon une traverse dans la bordure et la capsule de b.
La diffusion du fer dans la capsule en Pt a été déterminée par microsonde électronique pour 8 échantillons (Tableau III-4, Figure III-13) selon des profils perpendiculaires à la surface de la capsule. Les différents échantillons montrent des teneurs en fer au contact capsule-échantillon (teneur maximale au contact qui décroit a e l loig e e t et u e dista e de diffusio du fe dista e à partir de laquelle la concentration en fer dans la capsule devient nulle) assez similaires entre eux (Tableau III-4, Figure III-13). Des observations précises sont masquées par le faible nombre de données, néanmoins, quelques tendances peuvent se dessiner (Figure III-13).
L ha tillo GV Palu est dop e fe pa le iais d ajout de FeS, et p se te u e te eu e fe e bordure de capsule plus importante que pour les autres échantillons (Tableau III-4, Figure III-13). De
plus, cet échantillon ne possède pas de bordure réactionnelle en PtS, rendant probablement la diffusion du fer dans la capsule plus importante, et suggérant une « protection » de la bordure de réaction vis-à-vis de la perte en fer dans les autres capsules. Un lien semble tout de même exister entre les du es d e p ie es et la o e t atio et la dista e de diffusio du fe da s la apsule. E effet, l e p ie e la plus ou te GB -2, 30 minutes) montre les teneurs en fer au contact de la capsule les plus pau es et u e dista e de diffusio du fe plus ou te, ta dis ue l e p ie e la plus lo gue (GV52P, 3 h) montre une diffusion du fer sur la plus large distance avec des teneurs plus élevées (Tableau III-4, Figure III-13).
Tableau III-4: Résultats des profils microsonde de dosage du fer dans la capsule. Les profils ont été effectués avec un pas de 5 µm. Le fer au contact capsule-échantillon représente la teneur maximale en fer dissous dans la capsule (wt.%), la distance de diffusion représente la position de la dernière analyse dosant du fer (µm).
Figure III-13: Teneur en fer maximale en bordure de capsule (au contact avec le liquide silicaté) en fonction de la distance de diffusio du fe da s la apsule. Les a es d’e eu s su la dista e de diffusio o espo de t à la oiti du pas utilis dans les profils microsonde.
Distance de diffusion Moyenne Médiane GV52P 4.277 0.420 25 3 GB44-2 1.745 0.408 15 3 GV115Palu 4.377 0.601 20 3 GV115P 3.444 0.158 15 3 GV128Palu 6.954 2.005 15 3 GB91Palu 3.135 0.155 20 3 GV159Palu 3.092 0.091 15 3 GV160Palu0.3 3.790 0.897 17.5 4
Fer au contact capsule échantillon
Nombre de profils Échantillon
La perte en fer est calculée lors des bilans de masse, elle est généralement faible, inférieure à 10 % voire nulle dans la plupart des expériences. Seules les expériences GV128Palu dopée en fer, et GV132Palu dans la capsule en graphite montrent des pertes importantes, de 23 et 48 % respectivement. Cependant, pour GV132Palu, la capsule e Pt est pas espo sa le de et appauvrissement en fer, car elle est isolée de la charge. Le fer peut se trouver dans les minéraux de cette expérience produits en quantités importantes (sulfure et olivine), ou bien dans la capsule en graphite. Le co ta t e t e l ha tillo et la apsule i te e e g aphite a pas pu t e p se , il est ai si pas possi le de d te i e si la apsule e g aphite a eu u effet su la te eu de fe glo ale de l ha tillo .