Formation du diamant à basse température

Figure 1

Figure 2

La déshydratation d’une ophi-carbonatite naturelle a été simulée expérimentalement dans la presse multi-enclumes du Laboratoire Magmas et Volcans. D’une part, la résistance du fluide émis a été mesurée, montrant que la présence de carbone décuple la conductivité électrique des fluides de zones de subduction. Ceci devrait permettre de mieux suivre le recyclage du carbone par les fluides en contexte de convergence. Par ailleurs, après dévolatilisation de la serpentine, l’échantillon présente du diamant et du méthane indiquant que l’une ou l’autre des deux réactions suivantes sont à l’oeuvre :

 

CO2 = C + O2 et CO2 + 2H2O = CH4 + 2O2

Figure 1 : Image en électrons rétrodiffusés (BSE) montrant la texture de l’échantillon de chrysotile après sa deshydratation. L’image BSE est superposée à la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie (EDX) qui montre la répartition de Mg (gris clair), Ca (gris foncé), et C (bleu). Les régions bleues indiquent la précipitation de matériaux carbonés dans les joints de grains d’olivine et de talc.

Figure 2 :  Spectres Raman des matériaux carbonés issus de la dévolatilisation de l’ophicarbonatite. (a) La déconvolution des spectres Raman montre le graphite et les modes d’étirement C-H indiquant probablement du CH4. Les modes vibrationnels sont caractérisés par des bandes de premier ordre de graphite ordonné à 1588 cm-1 (G) et des bandes de graphite désordonné à 1217 cm-1 (D4), 1332 cm-1 (D1), 1502 cm-1 (D3) et 1607 cm-1 (D2). Des bandes supplémentaires sont également identifiées à 2913 cm-1 et à 3069 cm-1 et sont probablement dues à l’étirement C-H. (b) Spectre Raman montrant un mode intense et net à ~ 1328 cm-1 indiquant le diamant cristallin qui peut s’être formé dans le fluide C-H-O.

Référence

Manthilake G., Mookherjee M., Miyajima N. (2021). Insights on the deep carbon cycle from the electrical conductivity of carbon‑bearing aqueous fluids. Scientific Report vol.11, p.3745, – DOI:10.1038/s41598-021-82174-8.