Quartz à âme.

[Invité jean francois06]

Voici ce qu'on trouve sur geowiki :

 

*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.

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).

j'ai acheté sur une bourse un quartz à âme du Pakistan . Vous en avez sans doute de plus parlant.

l'âme c'est donc le truc blanc, laiteux qui remonte le long des cristaux.

 

 

c'est pas les trucs mis par ce groupe dans les cristaux de quartz:

 

Ce qui m’intéresse, c'est de voir comment on peut faire ça en regard des contraintes tectoniques.

"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."

Je comprends pas ces phrases. Fracture de la roche sans déplacement. il faut créer de l'espace, s'il n'y a pas de déplacement, pas d'espace. les diaclases sont des exemples de fractures sans déplacement, il n'a pas d'espace. Il faut de l'espace. 

S'il y a des du quartz qui cristallisent, il y a de l'espace, donc moi je vois une ouverture et donc localement de l'allongement. Les cristaux poussent suivant cet axe. Avec ça on peux accéder à l'histoire tectonique du secteur.

 

"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)."

 

 

Donc en gros, on a l'axe c dans la direction d'allongement, mais que se passe t'il  pour les cristaux qui sont aplatis?  L'âme est dans l'axe c. 

dans le cas de ma photo, les cristaux aplatis montrent deux directions, elles sont perpendiculaires. si je raisonne avec les contraintes, les déformations, est ce que je peux dire que l'axe de raccourcissement, aplatissement est égal à l'axe neutre. En gros dans ce cas, sigma1=Sigma 2 pour les contraintes.

Il y a la fameuse macle de la Gardette , qui associe des cristaux avec axe c à angle droit, avec des cristaux aplatis.

En fait, comment explique t on ces croissances de cristaux?

 

Au passage je remercie l'auteur de la page sur géowiki.

 

 

 

[le sablais]

L'auteur principal est Frédéric Latil (papyfred) dont on a parlé il y a quelques jours

[Orlean]

Fracture de la roche sans déplacement -> signifie fracture des grains, une fissure de la roche nécessaire plus tard pour pouvoir colmater la brèche avec l'âme,

 

il peut y avoir déplacement mais on ne parle pas encore de l'ouverture de la poche, c'est juste un premier stade

[Orlean]

il n y a pas que l'axe C, il y en a plusieurs possible mais il parle de l'axe C "surtout", cela dépend du "grain fracturé" (si c'est bien un grain fracturé qui donne naissance à l'âme, mais c'est la théorie la plus commune), 

[Invité jean francois06]

il y a 8 minutes, Orlean a dit :

Fracture de la roche sans déplacement -> signifie fracture des grains, une fissure de la roche nécessaire plus tard pour pouvoir colmater la brèche avec l'âme,

 

il peut y avoir déplacement mais on ne parle pas encore de l'ouverture de la poche, c'est juste un premier stade

Des grains de quoi?  c'est une diaclase?  Et elles sont comment les épontes? perpendiculaires à l'axe c?  Mais cet axe ne change t'il pas ?

Il parle de l'axe c, on est d'accord. ce qui m'interroge c'est cet axe par rapport aux contraintes.  Comment on explique les cristaux de quartz aplatis à 90°  et perpendiculaire à cet axe.

[Orlean]

au départ on a une diaclase, puis les épontes s'éloignent selon les mouvement tectoniques,

 

on parle de grain de quartz constituant de la roche qui se fracture,

les épontes peuvent être perpendiculaires à l'axe C, mais pas forcément, ce qui peut donner des quartz à âme courbe,

 

c'est un texte qui ne décrit pas tous les cas possible mais permet de comprendre certains principes,

 

si un grain de quartz, en fait un petit cristal, est brisé en deux paralèlement à l'axe c, on obtient des quartz à âme tabulaire,

si le grain cristallisé est brisé perpendiculairement à l'axe C, on obtient un quartz à âme semblable à un prisme habituel mais il possède une âme de la base vers son sommet,

 

 

La cristalisation après la fracture serait favorisée entre les deux morceaux de quartz, au détriment d'un autre endroit sur les épontes,

 

(les quartz biterminés ont deux pointes car après la fracture d'un cristal, il continue a croître sur la zone de la fracture plus facilement que sur la pyramide sommitale)

 

En théorie, la suture entre deux parties de quartz est à nouveau brisée, et cicatrisée, de nombreuses fois, la cristallisation ne se produit que sur la suture pour ensuite reprendre une cristallisation normale, généralement transparente,

 

on imagine du fromage fondu qui reste collé sur l'assiette et la fourchette en même temps, puis tout autour, plus tard, la cristallisation reprend sur cette base,

il existe des quartz très mal cristallisés, qui n'ont pas eu la seconde phase de cristallisation, et qui n'ont que l'âme sans avoir de face lisses,

 

 

de nombreux exemples de quartzà âme dans ces pages:

 

[Orlean]

http://www.quartzpage.de/gro_text.html -> lire la section Faden quartz

[Invité jean francois06]

Le 21/04/2023 à 11:00, Orlean a dit :

http://www.quartzpage.de/gro_text.html -> lire la section Faden quartz

Super, merci beaucoup. je vais bien le lire et essayer de le comprendre par rapport aux contraintes. C'est vraiment très complet. Encore une fois merci.

Il y a des exemples de quartz à âme fascinant : "messerquarz"

[phoscorite]

Très intéressant, en effet.

Mais je ne suis pas sur d'avoir pigé pourquoi le quartz est particulièrement apte à montrer cette forme.

Dans le texte, ils disent que c'est en rapport avec le caractere conchoidal de la surface de rupture :

 

"Quartz will not form a plane surface parallel to the prism faces when it cracks, it will form an irregular, conchoidal surface, like glass. Such a surface is thermodynamically very instable and will grow very quickly in a saturated solution, much quicker than any other crystal face."

 

Le fait que la surface courbe soit thermodynamiquement "instable" signifie pour moi que au voisinage de cette surface, le mineral est plus soluble que le long des faces planes, cette surface devrait donc régresser, plutôt que croitre au detriment des faces planes existantes. Bref, je ne pige pas l'argument thermodynamique.

 

 

 

 

[Invité jean francois06]

C'est sans doute parce que tu le vois en terme de dissolution, ici on parle d'une fracture, un truc instantané, et de cristallisation, le temps est plus long (l'exemple des quartz courbés est parlant), par contre je ne vois pas pourquoi plus vite que sur une autre face, la réponse est sans doute dans les contraintes en regard de la fracture.

mais je ne sais pas, donc j'aurais sans doute du m'abstenir.

 

[icarealcyon]

Intéressant sujet, d'autant que la structure dite à âme ou faden peut se rencontrer dans d'autres minéraux que le quartz, présents en zone alpine ou sub-alpine, comme la barytine (dans l'Aptien-Albien sub-alpin) et l'épidote. Les mêmes causes produisent les mêmes effets ?

[phoscorite]

Une marque de fabrique des fentes alpines, associée à l'idée d'un ouverture progressive des fentes...

Est-ce un mode de déformation suffisamment spécifique pour soutenir cette idée ?

 

Et est-ce que quelqu'un a repéré une structure à âme dans du gypse ?

[Invité jean francois06]

Je ne crois pas que le gypse soit une bonne comparaison.

Le pb c'est pas l'alpin, c'est juste la croissance et les arrêts de croissance du minéral en regard des contraintes.  en l'occurrence le quartz , très abondants, avec des gammes de températures et de pressions assez larges pour sa croissance qui permet d'observer de nombreuses formes de cristallisations.  A moins que je me trompe, je ne sais pas.

[Orlean]

la croissance à âme se produit avec de très nombreux minéraux, souvent des sillicates, même connue avec des pyrites,

c'est un mode de croissance selon certaines conditions

 

on a eu pas mal de discussions sur ce forum, dont des conversations avec Lionel, un spécialiste en chimie/cristallisation qui avait dit que cela demandait moins d'énergie pour placer des atomes là ou le cristall est fracturé que sur une surface "plane", la croissance est préférentielle là où le quartz est fracturé, 

 

la croissance des âmes doit être plus rapide, emprisonnant des fluides, une croissance lente limite les inclusions fluides,

cette croissance liée à l'élargissement de la fissure doit être assez stable car si un fente s'élargi brusquement, imaginons lors d'un tremblement de terre, alors les âmes se brisent et ne continuent plus, si la croissance continue on revient à un prisme normal sans âme

[Invité jean francois06]

Il y a 18 heures, Orlean a dit :

la croissance à âme se produit avec de très nombreux minéraux, souvent des sillicates, même connue avec des pyrites,

c'est un mode de croissance selon certaines conditions

 

C'est justement ce qui m'interroge. Peut on accéder aux axes de contraintes à partir de ces quartz. 

Voici un exemple d'article qui s’intéresse aux fentes et aux contraintes :

https://www.researchgate.net/publication/351473668_Episodes_of_fissure_formation_in_the_Alps_connecting_quartz_fluid_inclusion_fissure_monazite_age_and_fissure_orientation_data

Ici une carte sortie de l'article,

Cette carte montre l'orientation des fentes, avec l'age des fentes, et les directions de la contrainte sigma 3 au miocène et à l'actuel. c'est dommage de n'avoir pas mis la contrainte au crétacé, mais la figure est déjà pas mal chargée.

Je mets ce à quoi on doit s'attendre en théorie :

 

L'orientation de la fente, c'est une simplification, on peut aller un peut plus loin, en regardant les fentes de plus près:

ces deux figures viennent de : https://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/5paleostress.pdf

 

Il y a une classification des fentes :

Figure de l'article : "A review of the formation of tectonic veins and their microstructures"

ce qui veut dire que c'est la direction de croissance des cristaux qui permet d'approximer la direction de la contraintes sigma3, en fait les cristaux nous place dans l'ellipsoïdes des déformations, pas des contraintes.

Revenons à l'article : https://www.researchgate.net/publication/351473668_Episodes_of_fissure_formation_in_the_Alps_connecting_quartz_fluid_inclusion_fissure_monazite_age_and_fissure_orientation_data

 

Cette figure, issue d'un article que j'ai surlignée en jaune, nous montre en gros une typologie des quartz.

y a t'il des articles équivalents sur les quartz à âme? 

je n'ai pas accès à celui là : "

ORIGIN AND GROWTH OF ALPINE FISSURE MINERALS IN THE WESTERN SWISS ALPS: RECORDING FLUID FLOW DURING EXHUMATION,auteur : MAY ERIC"

 

 

 

 

[Orlean]

je dois lire tout ça, mais localement on peut imaginer où se situent les contraintes, cela dépend des zones_, si sur un flanc de montagnes les fentes sont orientées Est-Ouest, la montagne a 5 km peut avoir des fentes nord-sud, car la zone à bougé différement (un peu comme la croix que l'on voit au sud du massif du Pelvoux sur la carte, cette croix m'a l'air correcte et effectivement il y a dans cette zone au moins 2 directions possible)

 

il ne faut pas oublier que cela bouge dans les 3 dimensions, si les âmes relient les épontes, dans une fissure on aura des âmes perpendiculaires mais dans une autre fissure, elles seront inclinées à 45°, car les épontes auront bougé différement, soumises à des contraintes locales différentes

[jjnom]

Le 22/04/2023 à 19:56, phoscorite a dit :

Le fait que la surface courbe soit thermodynamiquement "instable" signifie pour moi que au voisinage de cette surface, le mineral est plus soluble que le long des faces planes, cette surface devrait donc régresser, plutôt que croitre au detriment des faces planes existantes. Bref, je ne pige pas l'argument thermodynamique.

https://nte.mines-albi.fr/CristalGemme/fr/co/uc_Description.html

[Orlean]

dans les fissures sigmoïdes qui donnent des âmes courbes, les âmes n'ont pas toutes les mêmes directions ou contraintes

[Orlean]

lorsqu'il s'agit de fractures et de "cicatrisation", la croissance est préférentielle sur la fracture, peu importe que ce soit une courbe ou pas, on peut avoir des prismes courbés à 90°, issus de multiples fractures

 

 

concernant les gwindels qui n'ont pas le même mode de croissance, plus ils sont vieux et plus les courbes ont tendance à disparaître au profit de surfaces planes

[Invité jean francois06]

il y a une heure, Orlean a dit :

lorsqu'il s'agit de fractures et de "cicatrisation", la croissance est préférentielle sur la fracture, peu importe que ce soit une courbe ou pas, on peut avoir des prismes courbés à 90°, issus de multiples fractures

 

Je ne pense pas que pour faire des prismes coubés, il faille faire appel à de multiples fractures. on a l'exemple des fentes de tension en forme de S. Et si on regarde les cristaux dans ce type de fente de tension, qui sont à relier avec l'intensité du cisaillement, on peut y voir des cristaux courbés à 90°.

Un exemple : https://www.researchgate.net/publication/277253691_Insights_into_the_Mechanics_of_En-Echelon_Sigmoidal_Vein_Formation_using_Ultra-High_Resolution_Photogrammetry_and_Computed_Tomography

c'est donc l'axe d'allongement qui importe et pas les épontes. Et pour atténuer mon propos les axes des contraintes dans des zones de surpression sont parfois très éloignés des axes de déformations. Ainsi on peut voir des cristaux pousser, grâce aux surpressions, en s'opposant à la charge lithostatique.

 

[Orlean]

je vais retrouver des photos de fissure sigmoide cristallisée,

 

pour illustrer, étant donné qu'il n'y a pas de phase "molle" permetant de courber un cristal, il faut des fractures, petites ou grandes, plus ou moins nombreuses, comme on peut le voir dans les cristaux de tourmaline cassés-cicatrisés courbés:

[Invité jean francois06]

Non, il ne faut pas de phases molles, on tord pas le cristal, il croit suivant une direction de déformation, cette direction n'est pas forcément constante par rapport aux épontes  et aux fibres des cristaux en croissance. Ce que tu montres, c'est une interruption, fracture et reprise suivant l'axe de déformation.  En fait dans ma vision des choses, c'est pas la température, c'est la pression, c'est à dire l'orientation des contraintes localement qui dictent la croissance. 

[Orlean]

oui mais cette contrainte s'exerce en fracturant les cristaux en s'éloignant peu a peu, et cela pendant la croissance,

il faut voir où se produit la fracture, proche de l'éponte ou au contraire au centre de de la fissure (cela dépend du type de fissure)

en fin de cristallisation il n'est pas rare que le prisme se fracture proche des épontes et recristallise, ce qui donne un cristal biterminé à âme

 

[Invité jean francois06]

il y a 26 minutes, Orlean a dit :

oui mais cette contrainte s'exerce en fracturant les cristaux en s'éloignant peu a peu, et cela pendant la croissance,

il faut voir où se produit la fracture, proche de l'éponte ou au contraire au centre de de la fissure (cela dépend du type de fissure)

en fin de cristallisation il n'est pas rare que le prisme se fracture proche des épontes et recristallise, ce qui donne un cristal biterminé à âme

 

La contrainte ne fracture pas forcément les cristaux. pourquoi le ferait elle? si la déformation est progréssive et continue. Il faut sans doute comparer celà a un mouvement en translation en regard d'un mouvement en rotation. Dans les deux cas, à l'instant i, je trace des vecteurs. On va parler de référentiel galiléen.

Mais notre système tourne. Du coup on a des vecteurs rotations, des vitesses angulaires.

Dans le cas des fentes sigmoïdes, il n'y a pas de nouvelles fractures. Les fentes en échelon font un angle par rapport au cisaillement et si son intensité augmente, elles prennent cet aspect en S, il n'y a aucun arrêt, c'est continu.

[Orlean]

quelques exemples de firssures sigmoides cristallisées, la contrainte s'effectuerait en "micro-fracturant" les âmes

 

les âmes sont des bases cristallines mais pas encore des quartz à âme comme on les connait, il manque encore des faces vraiment définies,