Diffusion dans les silicates fondus : un bilan des connaissances actuelles

In the present review, we propose a systematization of previous results of the literature and a quest for simple parameters permitting to assess, a priori, the diffusivity of any species in glasses and silicate melts. Measurements of tracer diffusivity are the most numerous data, especially for Na and He in the system Na2O :SiO2. The negative correlation between Na2O content and the activation energy for diffusion, exhibits a significant scatter among the results of various authors, in the case of sodium. This may probably reflect exsolution phenomena. For He, this latter effect has been demonstrated, and when following specific procedures, an increase of activation energy with Na2O content is observed, the opposite of what is observed for sodium. This compositional effect however, remains moderate in comparison with the variations between different species. The water content only increases the diffusivity of the least mobile species, by several orders of magnitude. Among the models for estimating diffusivity, one of an elastic solid appears the only one which brings about interesting results at present. The transport of water depends heavily on the water content of the system. We suggest for the diffusivity of water a linear correlation with fugacity. The complex mixing of natural silicate melts, makes it impossible to uncouple components. All major species move a whole, "at the same rate". The relationship between these diffusion coefficients and tracer diffusivity is still to be determined if it exists at all. The water content of the matrix has a strong effect too on these diffusion mixing rates.Nous proposons une systématisation des résultats de la littérature en recherchant des paramètres simples, permettant de prévoir, a priori, les diffusivités dans les verres et les silicates fondus. Les mesures de diffusivité de traceur sont les plus nombreuses, en particulier pour Na et He dans le système Na2O :SiO2. La corrélation négative entre le teneur en Na2O et l'énergie d'activation de diffusion pour le sodium, montre des écarts importants entre les résultats des différents auteurs. Ceux-ci s'expliquent probablement par des phénomènes de démixtion. Pour He, cet effet est bien mis en évidence et on observe aussi une augmentation de l'énergie d'activation avec la teneur en Na2O, à l'inverse du sodium. Cet effet de composition reste modéré, comparé aux variations observées entre différents éléments ; seule l'eau augmente la diffusivité des éléments les moins mobiles de plusieurs ordres de grandeur. Un modèle de solide élastique est actuellement le seul qui fournisse des résultats intéressants. Le transport de l'eau dépend fortement de la teneur en eau du système. Nous proposons pour la diffusivité une dépendance linéaire avec la fugacité. La complexité des mélanges de silicates naturels ne permet pas le découplage des composants. Tous les éléments majeurs se déplacent globalement "à la même vitesse". La relation entre les coefficients de diffusion ainsi mesurés et la diffusivité de traceur, si elle existe, reste à déterminer, la teneur a, ici aussi, une forte influence.Jambon Albert. Diffusion dans les silicates fondus : un bilan des connaissances actuelles. In: Bulletin de Minéralogie, volume 106, 1-2, 1983. Silicates liquides