La création des pierres précieuses et minéraux cristallins

La majorité des pierres précieuses comme les minéraux , des cristaux et des pierres précieuses sont formées naturellement dans les entrailles de la Terre. La majorité d’entre eux se forment sous forme de cristaux, de roches solides dont les atomes sont organisés en motifs répétitifs hautement organisés, appelés systèmes cristallins. Comprendre la cristallisation des minéraux et les processus géologiques impliqués dans la création de ces pierres précieuses peut aider les géologues chercheurs de minéraux à comprendre certaines des caractéristiques qu’ils peuvent rencontrer sur leurs milieux d’extractions.

Comprendre la formation des cristaux à la maison avec cet experience

Cinq conditions sont nécessaires à la formation de cristaux : les éléments minéraux et la température, la pression, le temps et l’espace. Pour mieux expliquer les bases de la cristallisation des minéraux, parlons un instant du sucre en poudre. Le sucre en poudre est tout simplement du sucre cristallisé.



Si vous remuez autant de sucre que possible dans une casserole d’eau, vous verrez qu’il commence à se déposer au fond avant de se diluer dans l’eau. Lorsque plus aucun sucre ne peut se dissoudre, vous avez atteint le point de saturation. L’eau ne peut plus absorber de sucre, on dit alors qu’elle est sursaturée.

Portez maintenant la casserole à ébullition. Le niveau de saturation change au point d’ébullition. Vous pouvez ajouter du sucre, et ce, jusqu’à ce que vous atteigniez un nouveau point de sursaturation avec plus de sucre dans votre solution. À ce stade, vous devez retirer la casserole du feu. Lorsque l’eau revient à température ambiante, le sucre qu’elle peut contenir revient à son niveau précédent c’est à dire solide. L’excès de sucre sort de sa solution et se cristallise à nouveau.

Maintenant, suspendez une ficelle dans la solution pour que les cristaux aient quelque chose sur quoi s’accrocher. Idéalement, accrochez la ficelle pour qu’elle reste droite. Une fois que l’eau aura totalement refroidi, la ficelle sera couverte de cristaux.

C’est un excellent moyen ludique de comprendre comment se forment les pierres précieuses. Bien sur cet exemple est une généralisation simpliste de ce qu’il se passe réellement sous nos pieds.

Le processus de formation des pierres précieuses

Cet exercice simple vous présente en fait quatre des cinq conditions requises pour que la cristallisation minérale se produise :

Les composants des cristaux, à l’intérieur de la Terre sont plus complexes et plus nombreux que notre solution de sucre que nous avons utilisé dans le paragraphe précédent comme exemple. De nombreux minéraux différents peuvent être trouvés dans ces solutions.

les minéraux sont créé au centre de la terre et rejaillissent par les volcans

À de hautes conditions de températures, les solutions peuvent contenir un grand nombre de minéraux différents. La quantité de composants solides qu’elle peut contenir diminue à mesure que la température baisse. Il en résulte la formation de cristaux. En réalité, divers minéraux se cristallisent à des températures différentes dans la même solution. Le corindon, par exemple, se cristallisent en premier. La topaze se forme ensuite lorsque la solution refroidit, puis le quartz.

Toujours dans notre exemple avec le sucre, la pression n’a aucun effet dans cette expérience. Les minéraux, en revanche, nécessitent le bon dosage de pression et de température pour cristalliser. La cristallisation souterraine des pierres précieuses nécessite souvent des pressions et des températures extrêmement élevées.

Le temps et l’espace sont des besoins relatives pour la formation des gemmes. Pour que les minéraux se cristallisent, le mélange approprié de produits chimiques, de chaleur et de pression doit durer suffisamment longtemps. Ils ont également besoin d’espace pour se développer. De toute évidence, vous ne pouvez pas faire pousser un cristal de 3 cm de long dans une cavité de 3 mm.

Un environnement souterrain favorable à la formation des cristaux

Examinons les conditions qui permettent à la cristallisation et à la production de pierres précieuses de se produire.

L’épaisseur de la croûte terrestre varie de 4,8 kilomètres sous le plancher océanique à 40 kilomètres sous les continents. Le manteau, d’une épaisseur d’environ 2993 kilomètres, se trouve sous la croûte. Le manteau de la Terre représente 83 % de son volume total. Il est constitué de magma, c’est-à-dire de roche en fusion. On l’appelle lave lorsqu’il atteint la surface en de rares occasions. Près du noyau terrestre, le manteau est le plus chaud et les courants thermiques le font bouger.

Dans une zone de turbulence où les pressions et les températures sont énormes, la croûte et le manteau entrent en collision. La croûte est constituée de nombreuses plaques qui flottent au-dessus du manteau liquide. Lorsqu’elles entrent en collision, certaines sont poussées vers le bas tandis que d’autres s’élèvent pour former des montagnes. Le magma est, lui aussi, en mouvement constant.

Son mouvement et sa pression s’exercent continuellement sur le fond de la croûte, provoquant érosion et fracturation de la roche. En conséquence, ces roches se détachent de la croûte et sont emportées par le magma. Une grande partie des roches fondent, modifiant la chimie géologique du magma. Certaines des plus petites particules deviendront des inclusions de pierres précieuses à l’avenir sous l’effet de la pression et de la température.

La surface inférieure de la croûte est fortement concassé et contient de nombreux vides. Le magma liquide, poussé vers la surface, sous l’effet de la pression, passent par ces fissures et cavités. Les conditions idéales pour la formation de cristaux s’y trouvent. Les fluides chimiquement riches en minéraux vaporisés fournissent les composants nécessaires pour la cristallisation.

Les cavités offrent un espace pour la croissance des cristaux, car la température et la pression sont assez élevées dans cette zone. Les fluides se refroidissent alors suffisamment pour provoquer la cristallisation en traversant la croûte. La seule chose qui reste est le temps pour finaliser ce processus.

le minéral l'améthyste est une pierre fine

La formation des gemmes et la cristallisation des roches

L’épaisseur de la croûte terrestre peut varier de 5 à 40 km. Sous la croûte se trouve le manteau terrestre. Le manteau représente 83% du volume de la terre. Il est composé de magma, c’est-à-dire de roche en fusion. Lorsqu’il atteint la surface, il est appelé lave. Plus on se rapproche du centre de la Terre, plus elle est chaude et plus les courants de chaleur la maintiennent en mouvement.

La zone où la croûte et le manteau se rencontrent est tumultueuse, avec des températures et des pressions élevées. Plusieurs plaques constituent la croûte terrestre et flottent sur le manteau liquide. En se heurtant les unes aux autres, certaines se soulèvent pour former des montagnes, tandis que d’autres sont poussées vers le bas.

Le magma est également en mouvement permanent. Sa pression et son mouvement créent continuellement de l’érosion et des fractures au fond de la croûte. Des roches se détachent alors de la croûte terrestre, emportées par le magma liquide. Les roches fondent, modifiant la chimie du magma. Tandis que les plus petites particules sont destinées à devenir des inclusions dans des pierres précieuses encore en formation.

Les pierres précieuses se forment dans les profondeurs de la terre, la surface inférieure de sa croûte contenant de nombreuses cavités dues à d’importantes fractures. Les fluides s’échappent par les cavités et les fractures. C’est la condition idéale pour la croissance des cristaux. Il s’agit essentiellement d’un mélange riche en produits chimiques, qui fournit tous les ingrédients nécessaires à la formation des cristaux, des gemmes et des pierres précieuses.

En termes géologiques, on peut supposer que le temps serait plus que suffisant pour la formation des cristaux. Cependant, dans cette atmosphère turbulente, les passages s’ouvrent et se ferment en permanence si on se place dans cet espace temps géologique. Les cristaux commencent souvent à se former, puis le canal qui achemine le fluide riche en minéraux vers la cavité se ferme. Toute croissance s’arrête à ce moment-là.

La croissance reprendra dès que le canal sera rouvert. Ce schéma de croissance par intermittence est généralement invisible dans un cristal. Cependant, il a des effets évidents dans certaines situations. C’est par ce phénomène de cristallisations successives et intermittentes que se forment les gemmes.

Ces cristallisations intermittentes peuvent donner naissances à différents spécimens :

  • Le jumelage : Il arrive que les nouvelles couches soient orientées différemment. Il en résulte un jumelage.
  • L’inclusion : Les changements de conditions à l’intérieur d’une cavité sont une autre source d’inclusions de pierres précieuses. Un nouveau cristal peut commencer à se développer sur un cristal plus ancien et plus gros, avant que sa croissance ne soit stoppée. Si les conditions de croissance du cristal original reviennent, le cristal plus ancien se développera sur le plus récent enfermant ainsi ce dernier à l’intérieur et formant alors une inclusion.
  • La séparation : Dans certains cristaux jumelés, les nouvelles couches ne sont pas entièrement reliées les unes aux autres. La séparation sur un rubis étoilé, par exemple, indique que les couches ne se sont pas liées.
  • Les cumulations de spécimens de cristaux : Si une voie bloquée se rouvre et que le fluide pénètre à nouveau dans un creux, un minéral complètement différent peut cristalliser sur le matériau actuel. La température, la pression et la chimie de la solution fluide changent en effet avec le temps. À l’intérieur d’une cavité, des circonstances différentes donneront lieu à des cristaux minéraux distincts. Lorsque vous ouvrez un gisement, vous constatez que différents minéraux recouvrent les couches précédentes.
  • Les éclats de cristaux : De nombreux cristaux sont comprimés au-delà de leur taille normale en raison des pressions élevées qui règnent dans l’environnement souterrain, lors de la création des pierres précieuses. Cette contrainte peut également provoquer l’éclatement d’une pierre. Cette quantité de contrainte peut être observée dans les tourmalines, les grenats et même les diamants. De nombreuses facettes ont brisé ces pierres après les avoir placées sur un tour. Les pressions à l’intérieur de la pierre la font pratiquement éclater.
  • Le cristal fantôme : Dans de rares cas, des cristaux fantômes ou des inclusions peuvent se former. Cela se produit lorsqu’une nouvelle couche de cristaux se forme au-dessus d’un cristal clair. Une fine couche de feldspath, par exemple, peut recouvrir un cristal de quartz. Les conditions changent alors à nouveau et le développement du cristal transparent d’origine recommence. Cette fois, le feldspath est recouvert d’une nouvelle couche de quartz. La pierre précieuse qui en résulte présente le contour de cette minuscule couche cristalline secondaire sous une apparence indistincte, semblable à un fantôme virtuellement translucide, d’où son nom.
le quartz fantôme est une minéral rare
  • La cicatrisation de fracturation : De nombreux cristaux sont fracturés lors des changements soudains de la croûte. Cependant, si les conditions de croissance sont réunies, de la matière peut s’infiltrer dans les fissures et se cristalliser. En fait, cela comble la fracture en faisant repousser le cristal. Ces fractures, cependant, ne guérissent jamais complètement. Dans la fente précédente, il reste de minuscules cavités se remplissent de gaz. Ce type d’inclusion est connu sous le nom de fracture de réparation. Comme les minuscules trous qui subsistent peuvent ressembler à des empreintes de doigts, les géologues appellent ces inclusions des “empreintes digitales”.
  • Le zonage par couleur : Parfois, les compositions chimiques de stades de croissance consécutifs changent de manière significative. Une zonation par couleur peut apparaître dans le cristal à cause de cela.

Le processus de formation des gemmes et pierres précieuses

La cristallisation minérale est actuellement assez bien comprise par les géologues. Certaines des énigmes de la nature ont été résolues grâce aux progrès de la science et de la production de gemmes synthétiques. La création de diamants en laboratoire implique de simuler les conditions souterraines, mais à un rythme beaucoup plus rapide.

Il existe quatre types de processus de formation des roches :

  • Ignée : Ces minéraux sont créés dans les profondeurs de la terre (diamants, rubis, saphir, péridot).
  • Hydrothermale Comme dans l’exemple du sucre d’orge, les pierres précieuses se forment lorsque des masses d’eau riches en minéraux se refroidissent.
  • Métamorphique : Comme son nom l’indique, ces pierres précieuses sont “transformées” par une chaleur et une pression intenses. (Saphir, rubis, spinelle, grenat).
  • Sédimentaire : Les pierres précieuses se forment lorsque l’eau dépose des sédiments (malachite, azurite, opale).

Les géologues aiment penser que la création des roches se fait en fonction de quatre processus : La roche fondue et ses fluides constitutifs, les modifications de l’environnement, l’eau à la surface et la création de pierres précieuses dans le manteau terrestre. Quelle que soit notre compréhension, la création de minéraux et de pierres précieuses n’est ni facile ni rapide.

La roche fondue dans les fluides environnants

Techniquement, les diamants sont rarement formés dans le magma de la Terre. Ils proviennent plutôt des fluides qui s’en échappent, comme les dépôts hydrothermaux et les pegmatites.

Pegmatites

Les gaz volatils peuvent parfois se concentrer dans le magma du manteau supérieur. Cette lave riche en gaz volatils est parfois poussée dans une cavité, où elle se refroidit et se solidifie pour former une pegmatite. Les pegmatites diffèrent des veines hydrothermales, car l’élément principal est de la lave.

Cristallisation des gaz

La plupart des cristaux se forment sur une base solide avec d’autres minéraux. Quelques-uns, cependant, se développent à l’intérieur de bulles de gaz. C’est une fois que le magma ait atteint la surface que ces gemmes se développent. Lors d’une explosion volcanique, le magma ascendant subit une diminution rapide de la pression. Cela produit des bulles de gazeux un peu à l’image lors de l’ouverture d’une bouteille de champagne.

Ces bulles peuvent parfois contenir des quantités importantes de micro-minéraux. Si les conditions de température et de pression appropriées prévalent pendant une période prolongée, des cristaux à double terminaison se développent.

Les diamants dits “d’Herkimer” sont parmi les exemples les plus connus de cristallisation gazeuse. La cristallisation gazeuse peut également produire du grenat, de la topaze et du spinelle.

le granat est l'un des minéraux et pierre fine le plus commun en France

Cristallisation hydrothermal

L’eau et la chaleur sont impliquées dans la cristallisation hydrothermale, comme son nom l’indique. L’eau dissout les minéraux en percolant à travers la Terre. Elle entre en collision avec le magma qui se trouve dans les profondeurs de la Terre. L’eau contenant du dioxyde de carbone et des substances volatiles sortent alors du magma sous forme de gazeux.

Ces fluides hydrothermaux remontent le manteau rocheux par les fissures de la croûte terrestre. Ils peuvent dissoudre des minéraux ou se mélanger à d’autres eaux souterraines le long de leur parcours. Dans ces “veines”, ces fluides riches en minéraux se refroidissent. Les cristaux se développent lorsque les conditions appropriées de température, de pression, de temps et d’espace sont réunies.

Cristallisation du magma

Le magma est constitué d’un certain nombre de composants. Ces composants se combinent pour créer des minéraux lorsqu’il se refroidit. Le minéral ainsi créé dépend des composants disponibles, de la température et de la pression. Les composants accessibles varient à chaque fois qu’un minéral se développe, puisque certains minéraux sont entraînés dans les cristaux. Différents minéraux se développent lorsque le magma passe par plusieurs étapes de modification de la température, de la pression et de la chimie.

  • Agrégats : Les cristaux ne se formeront pas avant que les circonstances soient réunis. Au lieu de cela, le magma refroidit en une masse solide de minuscules cristaux imbriqués que les gemmologues appellent un agrégat.
  • Phénocristaux : Dans certaines situations, un seul minéral cristallise bien. Le magma trouve alors une brèche dans la roche et remonter à la surface avant que d’autres cristaux puissent se former. La pression et la température sont trop faibles pour permettre la cristallisation à cet endroit. Au lieu de cela, le magma restant se refroidit pour former des roches en fins grains, avec les cristaux d’origine dispersés à l’intérieur. Ces roches sont appelées phénocristaux. On trouve couramment des phénocristaux dans le corindon, la pierre de lune, le grenat et le zircon. Les districts de Chanthaburi et de Trat en Thaïlande possèdent des quantités importantes de phénocristaux de rubis et de saphirs.

Modifications de l’environnement

Il existe d’énormes tensions au sein de la Terre. Les températures et les pressions peuvent s’intensifier au point que les minéraux actuels ne peuvent rester stables. Les minéraux peuvent alors se transformer en diverses espèces minérales sans fondre. C’est ce qu’on appelle le métamorphisme. Le métamorphisme de contact et le métamorphisme régional sont les deux formes de métamorphisme.

Le métamorphisme de contact

Lorsque le magma se fraie un chemin dans une formation rocheuse existante, un métamorphisme de contact se produit. Les roches commencent à fondre et à se recristalliser sous forme de nouvelles espèces minérale sous l’effet d’une chaleur intense. À des températures plus élevées, celles-ci restent stables. Le grenat, le lapis-lazuli, le corindon et le spinelle sont créé dans ces zones métamorphiques de contact.

Le métamorphisme dans des régions spécifiques

Le métamorphisme régional se produit à une échelle beaucoup plus grande que le métamorphisme de contact. Il a un impact considérablement plus large sur un plus grand nombre de minéraux.

La surface de la Terre est constituée de “plaques continentales”. Celles-ce flottent sur le manteau et migrent au cours des temps géologiques. Elles ne vont cependant pas toutes dans la même direction. Certaines d’entre elles se disputent la même place. Lorsque ces plaques de roches massives sont réunis, l’un est poussé sous l’autre. C’est le principal mécanisme de formation des montagnes de notre planète.

Des forces de compression massives existent lorsque ces masses géographiques se rencontrent. Il en résulte une zone de chaleur et de pression extrêmes. Les minéraux de la région deviennent instables lorsque la température s’approche du point de fusion de la roche. Ils évoluent vers de nouvelles espèces au fil d’un temps se comptant en million d’années.

L’Afrique de l’Est est un excellent exemple de région subissant un métamorphisme régional. Certains minéraux découverts ici sont uniques, comme la tanzanite et la tsavorite de qualité supérieure.

Changements de specimen minéral

Pour comprendre certains des changements qui se produisent dans les minéraux au cours du métamorphisme, il faut considérer ce qui caractérise une espèce minérale : sa formule chimique ainsi que sa structure cristalline. Un minéral peut modifier l’une de ces caractéristiques, mais pas l’autre au cours du métamorphisme. Ceci est toujours considéré comme une transition d’espèce. Les polymorphes et les pseudomorphes sont des espèces qui résultent de telles modifications.

Les pseudomorphes sont des minéraux qui changent de chimie sans modifier leur forme cristalline extérieure. Certains minéraux changent de composition chimique au cours du métamorphisme, mais recristallisent dans leur forme cristalline habituelle, sans présenter de caractéristiques anormales.

En revanche, la chimie d’un cristal peut changer sans qu’il se recristallise. Ces minéraux uniques en leur genre sont connus sous le nom de pseudomorphes. Un pseudomorphe est une substitution atome par atome d’un minéral par un autre qui ne modifie pas la forme extérieure du matériau d’origine. L’oeil de tigre est un bon exemple de pseudomorphe. Le quartz a remplacé la crocidolite originale (une sorte d’amiante) dans ces bijoux, mais ils conservent la structure fibreuse de la crocidolite.

Les polymorphes sont des minéraux qui ont la même composition chimique mais des formes cristallines distinctes. Les paires de minéraux polymorphes sont parfois appelées dimorphes ou dimorphes.

L’andalousite, le disthène et la sillimanite ont tous la même composition chimique, Al2SiO5. Elles se polymorphisent régulièrement les unes les autres au cours du métamorphisme, lorsque leurs constituants chimiques se recristallisent en de nouvelles formes cristallines. En conséquence, ils évoluent en espèces distinctes, mais sous formes polymorphes.

La cristallisation dans l’eau en surface

La pluie a une fonction vitale dans le recyclage des minéraux. L’érosion érode les roches et les transporte vers de nouveaux endroits. L’eau de pluie, une fois sur le sol, contribue à la création de nouvelles pierres précieuses.

Formation des opales

l'opale est une pierre précieuse organique

Au cours de l’ère du Crétacé, une mer intérieure recouvrait la majeure partie de l’Australie centrale. Lorsqu’elle s’est asséchée, elle a laissé une couche de sables riches en silice dans la région. La pluie a dissous la silice pendant des millions d’années. Pendant les hivers chauds et sec (on est en hémisphère sud), les eaux souterraines s’évaporent au point que l’eau résiduelle ne peut plus mettre la silice en suspension. Le surplus se dépose dans des fissures et des cavités près de la surface. L’opale se forme à partir de dépôts de silice.

Formation des fossiles

L’eau contient des substances chimiques minérales lorsqu’elle traverse la Terre, ce qui la transforme en un acide léger. Elle peut devenir très corrosive si elle est chauffée ou combinée avec les minéraux appropriés. Cela permet à l’eau de dissoudre encore plus de minéraux. De nombreux éléments sont absorbés par l’eau lorsqu’elle percole à travers la Terre. Parfois, l’eau devient trop saturée pour en transporter davantage, et elle dépose le surplus dans les fissures et les crevasses des roches existantes. C’est par ce processus que se forment les fossiles et le bois pétrifié.

L’eau entre en contact avec des combinaisons de minéraux qui provoquent une réaction chimique. Les minéraux dissous sont ensuite déposés dans des filons et des cavités sous forme de nouveaux minéraux. C’est le processus par lequel se forment l’opale, la turquoise, l’azurite et la malachite.

Pierres précieuses trouvées dans le manteau terrestre

Notre compréhension du manteau terrestre est encore assez limitée. Cependant, des preuves suggèrent que certains diamants se développent dans le manteau rocheux. Pour cela, ils doivent cristalliser à une température extrêmement élevée. Le diamant et le péridot sont deux des pierres précieuses les plus connus produits dans le manteau terrestre.

Formation du diamant

La création des diamants est maintenant bien comprise. Comme indiqué précédemment, la plupart des diamants se forment dans le magma situé sous la croûte terrestre. Toutefois, la composition chimique des formations magmatiques dans lesquelles ils se trouvent diffère. Ils peuvent émaner de plus grandes profondeurs, entre 150 et 250 kilomètres sous la surface. Les températures sont plus élevées à cette profondeur et le magma est très fluide.

Ce magma chaud et fluide peut percer la croûte terrestre plus rapidement et plus violemment lors des explosions volcaniques. Tout au long de ce processus, il va briser et dissoudre les roches du manteau inférieur, puis les transporter jusqu’à la surface.

Les diamants disparaîtraient très probablement si le magma montait plus lentement. Les changements de température et de pression les feraient s’évaporer ou se recristalliser en graphite. L’ascension du magma trop rapide ne permettrait de laisser le temps suffisant pour créer le diamant.

Formation d’un péridot

Les géologues supposent actuellement que certains péridots ont été formés sur des roches flottant dans le manteau, à environ 32 à 89 km sous la surface. Ils ont été transportés près de la surface de la Terre par une énorme éruption. La météorisation et l’érosion les ont finalement poussés assez près de la surface pour que l’homme les découvre.

Les formations des cristaux de roches

Presque tous les minéraux prennent une forme cristalline spécifique, c’est-à-dire qu’ils sont des corps uniformes en termes de matériau avec une structure en réseau régulière d’atomes, d’ions ou de molécules. Leur structure est strictement géométrique et délimitée par des plans. La plupart des cristaux sont de petite taille et même partiellement microscopiques.

les minéraux les plus commun est le quartz

Cependant, il y a aussi d’énormes spécimens. Les petits cristaux et les cristaux géants ne conviennent généralement pas à la fabrication de bijoux. La structure interne, le réseau spécifique, détermine les propriétés physiques des cristaux, telles que leur forme externe, leur dureté et leur clivabilité, le mode de réfraction, la densité et les phénomènes optiques.

La formation de la plupart des cristaux n’était pas uniforme, mais déformée, car certaines feuilles de cristaux se développaient mieux aux dépens d’autres. Cependant, les angles délimités par les feuilles restent toujours les mêmes.

Lorsque certains cristaux sont combinés avec d’autres formes cristallines, comme les formes hexaèdres (cube), ils se produisent en combinaison avec l’octaèdre, il peut devenir extrêmement difficile d’identifier un minéral en fonction de sa forme cristalline.

La disposition des feuilles dans lesquelles un minéral apparaît s’appelle une forme de langage technique comme c’est le cas pour la pyrite. Il se présente souvent sous la forme du dodécaèdre pentagonal (pentakidodécaèdre), tandis que le grenat dans son losange douze.

La forme de la formation cristalline est appelée “habitus”. Il peut s’agir d’une plaque, d’une aiguille, d’une broche, d’une colonne ou d’un squat. Compte tenu des amis inexpérimentés des pierres précieuses en minéralogie, dans ce qui suit, le concept de forme et de stature est résumé par le mot structure.

Selon le processus de croissance, des formes collantes, fibreuses, radiales, feuillues, décortiquées ou granuleuses peuvent se former. Le langage minier appelle les associations minérales cristallisées autonomes en tant que groupes de cristaux. Des minéraux bien développés et évoluant de manière caractéristique se forment souvent sur les parois internes des cavités rocheuses (Druze, géodes). Ces cavités arrondies, provenant principalement de bulles de gaz, se trouvent principalement dans les roches ignées.

Quels sont les différents systèmes cristallins ?

La science des cristaux, la cristallologie, classe les cristaux en sept systèmes. La distinction se fait en fonction de la longueur des axes cristallographiques et des angles d’intersection de ces axes.

Le système régulier (isométrique)

Les trois axes ont la même longueur et sont à angle droit les uns par rapport aux autres. Les formes cristallines typiques sont le cube, l’octaèdre, le douze rhombiques, le douze pentagonal, le tétraèdre icosite, l’hexakisoctaèdre.

Le système carré (tétragonal)

Les trois axes sont perpendiculaires entre eux. Deux sont de longueur égale et sont dans un même plan, le troisième (le vilebrequin) est plus long ou plus court.
Les formes cristallines typiques sont les prismes et les pyramides carrés, les trapèzes et les pyramides octogonales et les bipyramidales.


Le système hexagonal (hexagonal)

Trois des quatre axes sont dans un même plan et se coupent à un angle de 120 °, le quatrième axe de longueurs différentes leur étant perpendiculaire.
Ses formes cristallines typiques sont des prismes hexagonaux et des pyramides, ainsi que des pyramides et des bipyramidales à douze feuilles.

Le système triangulaire (trigonal)

Trois des quatre axes sont dans un même plan et se coupent à un angle de 120°, le quatrième axe de longueurs différentes leur étant perpendiculaire. Les axes et les angles correspondent au système précédent, donc parfois les deux systèmes cristallins sont résumés comme hexagonaux La différence réside dans les éléments de symétrie.

Dans le système hexagonal, la section transversale de la forme de base prismatique est hexagonale et dans le cas du trigone, elle est triangulaire.
À partir de l’intersection oblique des coins triangulaires, une forme hexagonale et hexagonale est créée.
Les formes cristallines typiques du système trigonal sont les prismes et pyramides triangulaires, les rhomboèdres et les scalénoèdres.

Le système rhombique (orthorhombique)

Trois axes de longueurs différentes sont perpendiculaires les uns aux autres.
Les formes cristallines typiques sont les plaques polygonales à base rhombique, les prismes et pyramides rhombiques et les bipyramides rhombiques.

Le système monoclinique

Des trois axes de longueurs différentes, deux sont perpendiculaires l’un à l’autre et l’un forme un angle oblique avec eux.
Les formes cristallines typiques sont des profils délimités par des plaques polygonales et des prismes avec des plaques d’extrémité incurvées.

Le système triclinique

Les trois axes sont inégalement longs et forment un angle oblique.
Ses formes cristallines typiques sont des profils bordés par des paires de plans.

Source : Roches, minéraux, pierres précieuses, Gallimard jeunesse, Yeux De La Decouverte / 101 minéraux et pierres précieuses, Dunod

Cet article a été rédigé avec l’aide de Dr DURIAU, chercheur en géologie à l’UNIL, Faculté des géosciences et de l’environnement

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