Quartz Alpins

LES GRANDS TYPES DE QUARTZ dans les ALPES et les PRÉ-ALPES

Deux grands types de croissance sont définis dans les Alpes suite aux travaux de Weil (1930) Friedlander (1951) Bambauer (1961-1962) Carstens (1968) Poty (1969) Poty (1974) Vollenweider (1986) Poty, Stalder, Weisbrod (X) Rikart (1989) Mullis (1968-1990) Zorz (1993) travaux plus récents : Poty et Cathelineau (1999) Bastie, Dolino, Hamelin, Meisser (2004)

*TYPE 1 : Type "S" (St Gothard) de Weil : les quartz MACROMOSAÏQUES

cristaux de quartz composé de subindividus décalés les uns par rapport aux autres jusqu'à 30°, maclés selon la loi du Dauphiné, reconnaissables aux lignes de sutures, vaguement parallèles à l'axe c , présentes sur les faces du prisme et des rhomboèdres.

La couleur homogène en cathodoluminescence, les rares inclusions, montrent que leur croissance s'est effectuée dans un milieu relativement calme et stable.

Ces quartz contiennent moins de 150 atomes d'aluminium, moins de 100 atomes de lithium et moins de 50 atomes d'hydrogène pour 10 millions d'atomes de silicium.

Ces quartz, parce que leur structure présente une " disposition en mosaïque macroscopique " sont aussi appelés " macromosaïques " et parce qu'ils ont été étudiés par Friedlander, sont encore parfois, abusivement, nommés " quartz Friedlander ".

Dans les Alpes on les trouve principalement dans les fentes horizontales affectant les granites des massifs dits centraux.

Ces quartz peuvent être incolores, plus ou moins laiteux, légèrement enfumés ou carrément fumés. De faciès prismatique, ils présentent divers habitus :

- Habitus prismatique trapus, ou des massifs centraux, présent principalement dans les massifs centraux (Mt Blanc, Gothard, Aar). Ces cristaux ont crû dans une solution salée, sous des pressions de 2 à 4 Kbar, une température de 300 à 400°C.

- Habitus du Tessin, en obélisque, croissance dans une solution salée avec plus de 10 Mol.% de gaz carbonique, pression de 2 à 3,5 Kbar et température de 300 à 400°C.

*GWINDELS

Les gwindels ont été décrits par Weiss en 1836 sur des quartz du St Gothard ; 3 catégories : gwindels fermés, semi-fermés et ouverts, sont mises en lumière par Tschermak en 1894.

Alors que dans la plupart des quartz l'allongement se fait selon l'axe c , dans les gwindels il se fait selon un axe a . Cet axe est polaire, le pôle - est à la base du cristal, le pôle + pointe vers le centre du four ; mais surtout il y a aplatissement - torsion autour de cet axe.

(pour plus de détails, voir : quartz vrillés)

*TYPE 2 : Type "L" (La Gardette) de Weil : quartz LAMELLAIRES

cristaux de quartz composés de lamelles plus ou moins épaisses. Fréquemment maclés selon la loi du Brésil, ces quartz sont caractérisés par des stries horizontales sur les faces des prismes, l'absence de sutures, le développement unilatéral de faces du prisme et de rhomboèdre, la présence de zones damassées.

Cathodoluminescence, zonation, incorporation orientée de corps solides, déformations de surfaces, composition des inclusions fluides. Tout indique une croissance dans un milieu très instable, très agité.

Ces quartz contiennent 200 à 2 500 atomes d'aluminium, 100 à 1 300 atomes de lithium, 60 à 1 200 atomes d'hydrogène pour 10 millions d'atomes de silicium et une teneur de 2 à 40 Na pour 10 millions de Si.

Ces cristaux appelés " quartz à structure lamellaire " ou " quartz lamellaires " sont aussi connus abusivement sous le nom de " quartz de Bambauer " parce que ce dernier les a étudiés.

Dans les Alpes on les trouve principalement dans les fentes verticales affectant les roches des massifs externes. Il est probable que toutes les variétés de quartz n'appartenant pas au type 1 appartiennent à ce type 2.

Ces quartz peuvent être incolores, plus ou moins laiteux, rarement enfumés. De faciès prismatique, souvent élancés, ils présentent divers habitus :

- Habitus prismatique élancé, cristaux formés à des pressions de < 1 à 2,5 Kbar, des températures de < 100 à 350°C. Les inclusions comprennent : eau salée, hydrocarbures lourds, méthane, gaz carbonique. Trouvés dans les zones instables constituant la bordure des massifs centraux. On donne à cet habitus, lorsqu'il présente une modification en sifflet de la terminaison, le nom d'habitus du Dauphiné ou des Windgällen.

- Habitus de Muzo (Colombie), à base hexagonale et terminaison trigonale, découle de la croissance alternée du prisme et du rhomboèdre. On en trouve aussi dans les Alpes (Dauphiné, Suisse, etc.).

- Habitus du Cipò (Brésil), caractérisé par des stries obliques sous le rhomboèdre z, et par d'importants trapézoèdres; les stries obliques sont le résultat de l'alternance du prisme m et de trapézoèdres négatifs... Des cristaux généralement moins élancés, présentant cet habitus sont connus dans les Grisons...

- Habitus à rhomboèdres aigus, les cristaux se sont formés à moins de 1 Kbar de pression et à des températures inférieures à 100°C. La cathodoluminescence indique une croissance irrégulière et perturbée. Les inclusions d'huiles minérales leurs donnent une couleur brunâtre.

C'est à ce type 2 qu'il convient de rattacher :

- Les COIFFES des quartz SCEPTRES (les pieds pouvant être de type 1 ou 2)

- Les quartz PLATS avec ou sans ÂMES (pour davantage de détails, voir quartz à ämes)

- Les quartz FENÊTRES, les quartz SQUELETTIQUES

- Les quartz à bourgeons, agrégats aciculaires, quartz étoiles.

*QUARTZ À ÂME, QUARTZ PLATS

Il s'agit de quartz généralement aplatis, parfois en cristaux individualisés, le plus souvent en groupements d'individus dont l'axe c est parallèle, entre eux, mais forme un angle variable avec la direction d'allongement du groupement ; souvent, un fil d'oscillation ou âme, correspondant à la direction de croissance imposée, est visible à l'intérieur des cristaux. Ces cristaux se forment en plusieurs étapes :

A) formation de l'âme :

a) fracture de la roche sans déplacement, les grains de quartz (ils ont souvent à peu près tous la même orientation dans ce genre de roches) cassés lors de la fracture, cicatrisent.

b) ouverture de la fracture et éventuellement déplacement par petites étapes: les grains recassent et recicatrisent, créant ainsi un pont entre les parois. Ultérieurement ce pont peut être utilisé comme paléosysmographe.

B) formation du cristal :

a) enrobage du bâtonnet initial par du quartz du type 2

b) éventuellement création de groupes complexes par superposition de générations successives.

Ces processus ont pu se reproduire autant de fois que la fissure a rejoué et que l'apport de silice a été suffisant. Si l'apport de matière est insuffisant et que la fracture continue de s'ouvrir, les cristaux s'individualisent.

L'âme reflète donc la direction de croissance imposée, tandis que les cristaux reprennent les axes du cristal initial ; le produit final est donc un compromis entre les critères induits par l'ouverture de la fissure (écartement, déplacements) et la position initiale du cristal (orientation de l'axe optique c , surtout).

*CONCLUSIONS

Beaucoup d'erreurs ont vu le jour, toutes sont dues à l'amalgame gwindels - cristaux plats - croissances parallèlisées - quartz à âme. Hélas, cette confusion n'est pas le seul fait des amateurs.

La différence fondamentale entre quartz aplatis, plus ou moins tournés, généralement fumés, dits "gwindels" et les quartz plats plus ou moins courbes, souvent avec une âme, dits "quartz à âme", quartz "plats", quartz "parallélisés", tient à quelques nuances :

- Les gwindels proviennent des massifs centraux et appartiennent au type 1 du quartz (macromosaïque). - Les autres quartz plats, à âme, à croissance parallélisée, proviennent des bordures de ces massifs et appartiennent au type 2 du quartz (lamellaire).

- Dans les gwindels, l'axe de torsion est perpendiculaire à l'axe c , on peut l'assimiler à l'axe a , et cet axe est polaire. - Dans les autres quartz plats, la morphologie finale dépend de l'orientation de l'âme (direction de croissance imposée) par rapport à l'axe c (direction de croissance sans contrainte).

Chaque fois que pour une raison ou une autre la croissance d'un cristal tend à s'éloigner de l'harmonie (allongement selon l'axe c) il y a aplatissement, un axe polaire a étant privilégié par rapport aux autres.

"La composition des fluides, leur teneur en C02, NaCl, la présence éventuelle d'hydrocarbures, les impuretés diverses, etc..., conditionnent la morphologie concurremment avec les températures et pressions (J. Geffroy)

L'évolution des conditions rend possible la cohabitation des deux types et de divers habitus dans un même four.

Publié dans le Bulletin du Club de Minéralogie de Chamonix, du Mont-Blanc et des Alpes du Nord, 1993.