LA SILICE

Par Germaine Castan membre du Club de géologie de Tournefeuille "Le Béryl"

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La Silice est de l’oxyde de silicium Si O2, associée à des molécules d’eau. C’est le minéral le plus répandu à la surface de la Terre, dans la lithosphère, désignée parfois sous le nom de Si Al (Silicium, Aluminium), et dans l’asthénosphère sous celui de SiMa (Silicium, Magnésium) .

Sa dureté est de 7
Sa densité est de 2,5
Sa cassure est conchoïdale, c'est-à-dire qu’elle est arrondie, en forme de coquille.

La beauté, la dureté, la finesse de son grain et sa grande résistance à l’oxydation, ont, depuis la plus haute antiquité, fait connaître et apprécier les roches de cette famille.

Au cours de sa formation, selon les conditions de température, de pression… la silice prend des structures différentes, on dit qu’elle est polymorphe.

  • Structure amorphe, à l’éclat vitreux : l’Opale. Sa teneur en eau a une influence sur son irisation.
  • Structure cryptocristalline . Au microscope apparaît des amas de filaments en couches ou en boules nommées sphérolites : la Calcédoine.
  • Structure cristalline . Le Quartz
 
Opale précieuse   Calcédoine

1 – Le Quartz

Sa variété la plus pure, appelée en grec krystallos, qui signifie glace, a donné le nom de cristal. C’est un des premiers minéraux à avoir été utilisé par l’Homme. Le Quartz existe dans la nature sous les formes les plus diverses.

Ce sont des prismes hexagonaux terminés par des rhomboèdres. L’angle interne des faces prismatiques est toujours de 60° Les rayures du prisme naissent de la répétition des angles entre le prisme et le rhomboèdre au cours de la croissance du cristal. Quand il est parfait on dit qu’il a une symétrie pseudo-hexagonale. Pendant la cristallisation, il n’a pas toujours les conditions de stabilité nécessaire, ce qui conduit à la formation d’un cristal moins bien équilibré.

 
Cristal parfait   Cristal irrégulier - macle


Si le Quartz est formé à haute température (573°), sa forme est parfaite avec un prisme bien développé (1).S’il se forme à température plus basse, la partie prismatique peut se réduire (2), jusqu’à former des di-hexaèdres dits quartz étoilé (3).



   
prisme allongé   prisme réduit   quartz étoilé

Les cristaux peuvent se trouver à l’état libre, comme dans les terrains gypseux de la région de Durban, le long de veines , de fissures, ou enfin à l’intérieur de creux appelés géodes. Il peut y avoir des impuretés dans les cristaux de quartz, ce qui lui donne des couleurs particulières :

  • Le cristal de roche ou quartz hyalin: Il a la transparence du verre
  • La Citrine ou fausse Topaze : L’oxyde de fer colore les cristaux en jaune
  • L’Améthyste : la couleur pourpre ou violette est donnée par la présence de fer irradié, ce qui la rend légèrement radioactive.
  • Le quartz enfumé ou Morion : La couleur noire et presque opaque serait due à la libération d’atomes de Silice sous un éclairage radio-actif. Par chauffage cette couleur disparaît.
  • Le quartz de Coustouges (situé dans les Pyrénées orientales): Il s’est développé dans une géode pleine de kaolin. En cristallisant, il s’infiltre dans les feuillets et lorsque le kaolin disparaît par érosion, le quartz, plus dur, reste et garde alors cet aspect feuilleté.

  • Le quartz rose : Plus souvent massif que cristallisé, il contient une faible quantité d’oxyde de manganèse.

  • Le quartz sceptre s’est formé en deux temps : le quartz se forme sur le bord de la cavité en donnant des prismes. Dans un deuxième temps les conditions physico-chimiques ayant changées, la silice se forme alors à partir de l’extrémité du premier, qui lui sert de germe. Sa croissance en épaisseur est plus rapide, ce qui lui donne cet aspect.

  • Le quartz à âme : Les cristaux se développent de part et d’autre d’un bâtonnet primaire de quartz laiteux, en raison de la présence d’inclusions fluides.

Les inclusions dans le quartz : Elles sont nombreuses. On peut trouver du Rutile, des hydrocarbures, de l’eau… Dans le quartz à eau, on a deux phases eau/gaz. L’eau peut-être pure ou contenir différents sels de sodium, potassium, calcium, du CO2. Certains quartz transparents contenant de curieuses inclusions, sont utilisés en joaillerie, comme l’œil de tigre l’œil de chat dans lequel les cristaux d’amphibole ou de tourmaline sont orientés parallèlement.

2 – Les roches siliceuses

Nous n’allons en citer que quelques exemples :

Le Jaspe : On le trouve toujours en compagnie d’agate et de calcédoine. Il se forme par cristallisation de solutions hydrothermales, dans des fissures de roches éruptives. C’est un quartz opaque, compact ou à grains fins avec de la calcédoine. Ce sont, en général, des pierres très colorées.

La Calcédoine : C’est une roche crypto-cristalline, qui est souvent mélangée à du quartz ou à l’opale. De couleur variable, elle peut aussi être colorée artificiellement, en joaillerie en particulier. La Cornaline est une calcédoine teintée en rouge par de l’oxyde de fer. L’Agate est une calcédoine pénétrée de dendrites d’oxydes de fer (rouge), de manganèse (brun ou noir), ou de chlorite (verte). Les rayures qui donnent aux agates un cachet spécial, viennent d’une alternance de vrai calcédoine, de quartz et parfois aussi d’opale. Le Silex est un mélange de calcédoine et d’Opale.

 
Calcédoine   Agate

Le Silex est de la silice microgrenue présent dans des terrains sédimentaires de tous âges. Cet accident siliceux se rencontre principalement dans des terrains calcaires sous la forme de rognons.

La plupart des roches siliceuses sont utilisées soit en joaillerie, soit en décoration. Le quartz a, en plus, une grande importance pour l’industrie du verre et dans la fabrication des fibres optiques. Le tissu en fil de silice est utilisé pour l’étanchéité des joints ou la fabrication de vêtements isolants contre la chaleur.

La piézoélectricité du quartz, c'est-à-dire sa capacité à modifier les dimensions de son corps de façon réversible, lorsqu’on lui applique une tension électrique, est utilisé dans la fabrication des montres à quartz.
Enfin, on l’emploie beaucoup en radio. On fabrique souvent du quartz synthétique, plus pur et plus abondant que dans la nature.

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