Diagramme de Goldschmidt : définition et explications

On nomme communément classification de Goldschmidt la classification géochimique des éléments. En effet, c’est le géochimiste Victor Goldschmidt qui, dans les années 1920, mena des travaux permettant de comprendre les compositions chimiques des minéraux et le comportement des ions vis-à-vis de la molécule d’eau en fonction de leur rapport ionique. Quoique les règles qui en découlent soient empiriques, c’est grâce au diagramme de Goldschmidt qu’on distingue trois domaines liés au potentiel ionique e/r des ions (e/r est le rapport entre la charge e et le rayon ionique r). Le domaine des cations solubles(e/r < 3) comprend les cations de faible charge qui passent facilement en solution dans l'eau. On retrouve parmi eux le sodium (Na), le calcium (Ca) et le magnésium (Mg). À noter que le potassium (K), qui appartient à la catégorie des cations Antistockes, possède la particularité de posséder une très faible charge, de sorte qu’il entre facilement dans de nombreuses structures minérales variées.

On trouve ensuite le domaine des cations précipitants (3 < e/r < 10) tels que ceux de fer, d’aluminium ou de silicium qui ont une forte charge. Très peu solubles, ils donnent des hydrolysats qui peuvent s'organiser en argile. Enfin, le domaine des oxyanions solubles (e/r >10) comprend des cations (de phosphore, de soufre ou de carbone par exemple) à très fort potentiel ionique qui sont à la fois très acides et très solubles. Tous ces ions vont être incorporés à des roches consolidées au moment de la diagenèse, c’est-à-dire lors des transformations physiques et chimiques que va subir le sédiment après son dépôt (un phénomène relativement lent). La diagenèse se décompose elle aussi en trois parties qui peuvent intervenir isolément ou de façon combinée : la compaction, la cimentation et les transformations minérales. La compaction est un tassement du sédiment qui s’accompagne d’une perte de volume. La cimentation correspond à la précipitation à partir des ions présents en solution dans les fluides. Les transformations sont les réactions chimiques qui interviennent au sein du sédiment et qui entraînent la modification des éléments minéraux.