Analyses IR quantitatives des sédiments. Exemple du dosage du quartz et de la calcite Quantitative Ir Analysis of Sediments. Example of Quartz and Calcite Determination

Abstract

Plus généralement utilisée pour l'étude des phases fluides, la spectrophotométrie d'absorption infrarouge a trouvé un important champ d'application dans l'analyse minéralogique quantitative globale des roches sédimentaires. En s'appuyant sur deux exemples précis de constituants importants des sédiments (quartz et calcite), on montre ici les différentes possibilités analytiques avec échantillon seul, compensation du diluant pur, compensation d'un minéral pur et compensation d'un minéral en mélange artificiel et naturel (roche sédimentaire). On décrit les modifications subies par les spectres et des courbes d'étalonnages sont dressées dans chaque cas. Les données recueillies permettent de vérifier l'utilisation légitime de la loi d'absorption pour ces analyses infrarouges de phases solides impliquant une compensation, et donc un traitement des spectres originaux, l'erreur relative maximale expérimentale ne dépassant pas quelques pourcents dans les cas les plus défavorables. Dans les limites du dosage de minéraux à composition chimique et structure cristalline fixes, l'analyse d'un minéral par sa compensation partielle peut être d'un grand intérêt pour des constituants majeurs de roches, car autorisant l'analyse là où une concentration trop élevée l'aurait interdite. Cette méthode de compensation est plus délicate, voire impossible, pour les solutions solides ou tout minéral à formule chimique variable. D'une manière générale, les principaux constituants des roches sédimentaires peuvent être ainsi quantifiés sur un seul spectre par l'analyse IR qui offre donc la possibilité d'une définition numérique des faciès. Although it is more generally used for analyzing fluid phases, infrared absorption spectrophotometry has found an important area of application in the bulk quantitative mineralogical analysis of sedimentary rocks. On the basis of two specific examples of important constituents of sediments (quartz and calcite), this article shows the different analytical possibilities with a sample alone, with compensation for a pure diluent, with compensation for a single mineral and with compensation for a mineral in an artificial and a natural mixture (sedimentary rock). The changes undergone by the spectra are described, and calibration curves are plotted in each case. The data gathered are used to check the justified use of the absorption law for these solid-phase infrared analysis, involving a compensation, and hence the processing of the original spectra, with the maximum relative experimental error being no more than several percent in the most unfavorable cases. Within the limits of the detection of minerals having a set chemical composition and crystalline structure, the analysis of a mineral by its partial compensation may be of great importance for the major constituents of rocks because it enables analysis to be performed where too high a concentration would have made such analysis impossible heretofore. This compensation method is more delicate or even impossible for solid solutions or for any mineral with a variable chemical formula. Generaly speaking, the main constituents of sedimentary rocks can thus be quantified from a single spectrum by IR analysis which thus makes it possible to obtain a numerical definition of facies.