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EFFECTS OF TEMPERATURE, pH, AND IRON/CLAY AND LIQUID/CLAY RATIOS ON EXPERIMENTAL CONVERSION OF DIOCTAHEDRAL SMECTITE TO BERTHIERINE, CHLORITE, VERMICULITE, OR SAPONITE

Authors :
Delphine Charpentier
Davy Rousset
Damien Guillaume
Régine Mosser-Ruck
Odile Barres
Nicolas Michau
Michel Cathelineau
Géologie et gestion des ressources minérales et énergétiques (G2R)
Université Henri Poincaré - Nancy 1 (UHP)-Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM)
Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA)
Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)
Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de géochimie de la surface (CGS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Géologie et gestion des ressources minérales et énergétiques ( G2R )
Université Henri Poincaré - Nancy 1 ( UHP ) -Institut National Polytechnique de Lorraine ( INPL ) -Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques ( CREGU ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie ( LMTG )
Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire Chrono-environnement ( LCE )
Université Bourgogne Franche-Comté ( UBFC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Franche-Comté ( UFC )
Laboratoire Environnement et Minéralurgie ( LEM )
Institut National Polytechnique de Lorraine ( INPL ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs ( ANDRA )
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249) (LCE)
Source :
Clays and Clay Minerals, Clays and Clay Minerals, Clay Minerals Society, 2010, 58 (2), pp.280-291. ⟨10.1346/CCMN.2010.0580212⟩, Clays and Clay Minerals, Clay Minerals Society, 2010, 58 (2), pp.280-291, Clays and Clay Minerals, Clay Minerals Society, 2010, 58 (2), pp.280-291. 〈10.1346/CCMN.2010.0580212〉, Clays and Clay Minerals, 2010, 58 (2), pp.280-291. ⟨10.1346/CCMN.2010.0580212⟩
Publication Year :
2010
Publisher :
HAL CCSD, 2010.

Abstract

International audience; In deep geological repositories for high-level nuclear wastes, interactions between steel canisters and clay-rich materials may lead to mineralogical transformations with a loss of the confining properties of the clays. Experiments simulating the conversion of smectite to Fe-rich clay phases in contact with Fe metal have been carried out to evaluate such a possibility by taking into account the effects of a series of critical parameters, including temperature, pH, and Fe/clay (Fe/C) and liquid/clay (L/C) ratios. The mineralogical and chemical transformations observed in these experiments have been compared with data from the literature, and subsequently used to propose a conceptual model for the main mineralogical transformations which can be expected in clay formations surrounding high-level nuclear waste repositories. In the presence of Fe metal and under low oxygen fugacity ( 5: dioctahedral smectite (di-sm) ? 7 A˚ Fe-rich phase (berthierine, odinitecronstedtite) for large Fe/C ratios (>0.5), or di-sm ? Fe-rich di-sm + Fe-rich trioctahedral smectite (tri-sm) for small Fe/C ratios (0.1); (2) up to 150ºC, under alkaline pH (1012), and L/C > 5: di-sm ? Fe di-sm (Npalygorskite) for a small Fe/C ratio (0.1); (3) at 300ºC, Fe/C = 0.1, and L/C > 5: di-sm ? Fe-rich saponite ? trioctahedral chlorite + feldspar + zeolite (near-neutral pH); di-sm ? Fe-rich vermiculite + mordenite (pH 1012). Low temperatures (

Details

Language :
English
ISSN :
00098604
Database :
OpenAIRE
Journal :
Clays and Clay Minerals, Clays and Clay Minerals, Clay Minerals Society, 2010, 58 (2), pp.280-291. ⟨10.1346/CCMN.2010.0580212⟩, Clays and Clay Minerals, Clay Minerals Society, 2010, 58 (2), pp.280-291, Clays and Clay Minerals, Clay Minerals Society, 2010, 58 (2), pp.280-291. 〈10.1346/CCMN.2010.0580212〉, Clays and Clay Minerals, 2010, 58 (2), pp.280-291. ⟨10.1346/CCMN.2010.0580212⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f0a72b6e2644dd574c06ba2f7f4461bc