Les minéraux ne se forment pas n’importe où. Leur genèse dépend de conditions particulières liées essentiellement à la géologie du milieu de formation.

 

Ainsi les prospecteurs préfèrent-ils exploiter les milieux magmatiques ou métamorphiques que les roches sédimentaires.

Mais parfois aussi, on fait des découvertes dans les sédiments...

 

Yves Lulzac, sur le site de la découverte, dans des sédiments, de la
Lulzacite, 1997 à St Aubin des Château, Loire-Atlantique, France.

 

Les remontées magmatiques se refroidissent extrêmement lentement en profondeur, donnant naissance aux roches ignées (roches issues du magma). Elles sont constituées de minéraux silicatés. Leur cristallisation donne naissance à des roches grenues comme le granite. Quand le magma atteint la fin de sa cristallisation, il y a des composés volatils résiduels qui se condensent sous forme de liquides silicatés contenant des éléments chimiques plus rares tels le fluor, le lithium, le bore ou le phosphore. Ces composés vont se refroidir lentement en marge de la roche magmatique et vont former les pegmatites sous forme de filons ou des lentilles. Dans ces pegmatites, on trouvera de belles cristallisations de grande taille parfois métriques.

 

C’est la vitesse de refroidissement qui dicte la taille des cristaux, plus elle est lente plus les cristaux seront grands et bien formés.

 

 

1/Dans une bouteille d'eau d'un demi litre ajoutez 50 grammes de sel que vous faites dissoudre complètement. Vous obtenez ainsi une solution saline concentrée. (celle de l'océan Atlantique est de 35g/l).

2/ Versez un centimètre de cette solution dans une casserole et chauffez la jusqu'à évaporation totale. Au fond de la casserole vous trouverez une poudre de sel, en l'observant à la loupe grossissement 10 vous ne verrez pas de cristaux et même avec un fort grossissement sous binoculaire vous n'en découvrirez pas.

3/ Versez quelques millimètres de la même solution dans une soucoupe que vous déposerez au soleil sur une bordure de fenêtre ou sur un radiateur tiède. L'évaporation de l'eau sera lente et vous verrez apparaitre des cristaux bien formés.

Conclusion lorsque l'évaporation ou le refroidissement qui génère la cristallisation est lent, les molécules ont le temps de s'organiser en cristaux réguliers. Dans le cas n°1 que nous venons d'évoquer, les molécules d'eau s'évaporent très vite et les atomes de sodium et de chlore forment des molécules qui n'ont pas le temps de s'organiser.

 

A l’intérieur du magma il se forme des poches de gaz qui sont des cavités de taille et de forme extrêmement variables. Après refroidissement de ces cavités, géodes, de l’eau saturée d’éléments chimiques en solution va circuler en déposant sur les parois des cristallisations de minéraux.

  • Titre.jpg
  • Titre.jpg
  • Agates1.jpg
  • Agates2.jpg
  • Agates3.jpg
  • Agates4.jpg
  • Agates5.jpg
  • Agates6.jpg
  • Agates7.jpg
  • Agates8.jpg
  • Agates9.jpg
  • Agates10.jpg
  • Agates11.jpg
  • Agates12.jpg


Ne  pas passer le curseur sur l'image durant l'animation.


Après la formation des pegmatites, il y a encore beaucoup de liquide contenant encore des éléments chimiques. Elles sont sous forme de solutions hydrothermales aqueuses extrêmement chaudes qui sous très forte pression vont s’infiltrer dans les fissures de la roche encaissante en y déposant, en couches successives, des minéraux que l’on désigne sous le nom de minéraux des filons hydrothermaux.

 

 

Les filons hydrothermaux de haute température
La remontée d’intrusions de magma provoque une très forte chaleur favorisant la circulation des fluides. La T° d’environ 400°C va provoquer l’épanchement de l’eau contenue dans la roche, en dissolvant des minéraux qu’elle va entrainer avec elle. Les silicates qui sont très abondants dans les socles cristallins seront les minéraux les plus importants. Mais selon les conditions de pression température, il y aura beaucoup d’autres éléments qui seront dissous. La différence de densité entre fluide et roche fait remonter l’eau chargée d’éléments en solution vers la surface à l’intérieur des failles. A mesure que les fluides remontent leur T° diminue et il y a un phénomène de cristallisation sur les parois des fissures. Les éléments s’associent en molécules organisées selon les lois de la cristallographie, pour former des minéraux dont le principal dans notre exemple sera le quartz, mais d’autres minéraux lui seront associés.

 

Les filons hydrothermaux de basse température
On est dans le cas où un socle présentant des failles et des diaclases (fissures étroites dans la roche sans déplacement ni remplissage) est recouvert par une lagune saline (mer peu parfonde appelée Sebka) où se déposent des sédiments calcaires CaCO3.
L’eau salée s’infiltre dans le socle à travers les failles et diaclases jusqu’à être réchauffée. Elle se charge alors d’éléments solubles à basse température aux environs de 130 à 200°C, les principaux éléments étant Si (silicium) décomposition du quartz, Ba (baryum), F (fluor), K (potassium) décomposition des micas et feldspaths, etc.
Le phénomène de pompage hydrostatique fait remonter la solution vers la surface à travers les failles y déposant des minéraux qui cristallisent au fur et à mesure du refroidissement, fluorite, barytine, quartz, sulfures de fer et de cuivre, sulfures de plomb.

 

 
 

Mine de cuivre de Ste Marie Beesbee, Arizona.

 

 

Le magma qui remonte vers la surface à très grande vitesse dans les volcans se dégaze en provoquant des explosions. Une fois dégazé il se répand lentement sous forme de coulées de lave qui se solidifient en roches volcaniques, le plus souvent les basaltes. Dans ces roches, les minéraux sont le plus souvent mal cristallisés et presque invisibles à l’œil nu, microlithes. Certaines roches apparaissent complètement homogènes car elles ne sont composées que de verre (elles sont dites vitreuses), telle l'obsidienne. Selon leur teneur en silice donc selon l’acidité, les roches effusives seront de nature différente.

Les plus connues en ordre d’acidité décroissante :

  • rhyolite (environ 70% de quartz),

  • trachyte,

  • andésite ( 0% de quartz),

  • basalte ( 0% de quartz).

Obsidienne

 

Les fissures des volcans [voir fumeroles et solfatare] laissent échapper de grandes quantités de gaz sulfureux qui cristallisent par sublimation au contact de l’air plus froid. Le plus connu de ces minéraux est le soufre, mais il en existe d’autres telles l’héphaïstosite, l’adranosite. Ce sont des minéraux fragiles et solubles.

 

Adranosite
Iles Eoliennes
Photo M. Russo - INGV

Héphaïstosite
Iles Eoliennes
Photo M. Russo - INGV


A quelques dizaines de mètres sous la surface, c’est l’eau météoritique (pluviale) qui, en s’infiltrant dans les roches superficielles, va avoir une action de dissolvant. Cette eau chargée en oxygène, en acide carbonique et autres éléments chimiques a un fort pouvoir oxydant et solvant. Elle va dissoudre les minéraux les plus solubles. Des réactions chimiques vont alors créer de nouveaux minéraux riches en oxygène que l’on nomme les minéraux des zones d’oxydation.

 


 

En région calcaire (karstique) l’eau météoritique s’infiltre et crée un réseau sous-terrain de fissures, de rivières, de grottes, en y déposant des concrétions stalactites, stalagmites, draperies etc…

 


 

L’eau H2O se charge en dioxyde de carbone CO2 dans le sol, formant ainsi de l'acide carbonique H2CO3, qui dissout les carbonates CaCO3. Au contact de l’atmosphère chaude et pauvre en CO2 d’une cavité elle se détend et  dégaze le CO2. Le carbonate CaCO3 en solution, précipite et cristallise en stalactites, stalagmites ou draperies.

 

 

Dans les régions chaudes, dans certaines conditions, la concentration saline des lagunes, mers fermées, lacs salés, augmente par apport de sels lessivés par les eaux pluviales sur les reliefs tout autour de ces bassins et par la forte évaporation provoquée par la chaleur. Lorsque la saturation est atteinte, les sels cristallisent et se déposent au fond du bassin, parfois jusqu’à évaporation totale de l’eau. Ces minéraux sont des évaporites, halite, gypse, sylvine, borates (plus rares)..

 

 

Des minéraux se forment aussi dans les roches sédimentaires par des processus chimiques et même parfois biologiques, très complexes.

 

Enfin et pour finir, la dynamique de la croûte entraîne des augmentations de pression et température. Les roches subissent alors une métamorphose qui va modifier la composition minéralogique et faire apparaitre de nouvelles espèces comme les grenats, le disthène, la silimanite, l'andalousite et les staurotides.

 
 
..
Mentions légales
MàJ: jeudi 29 septembre 2016 11:15