Croissance cristalline et géométrie de cristallisations de quartz et de pyrite

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire des Sciences de la Terre

Florence Kalfoun

ENS Lyon / DGESCO

07/03/2005

Résumé

Filon de quartz et pyrite : fibres, pyramides, cubes et pentagonododécaèdres (ou pyritoèdres).


Figure 1. Filon rempli de quartz et de pyrite (Guerphales, Côtes d'Armor)

Filon rempli de quartz et de pyrite (Guerphales, Côtes d'Armor)

Cette semaine encore, nous vous montrons des échantillons issus de filons hydrothermaux.

La figure 1 montre un fragment d'un filon, complet sur toute son épaisseur. Il s'agissait d'un filon vertical ; l'encaissant de droite et de gauche (des méta-pélites siluriennes) a été enlevé. L'échantillon provient des carrières d'andalousite de Guerphales (22).

Les parties blanches plus ou moins jaunâtres de droite et de gauche correspondent à du quartz. Ce quartz est cristallisé et les cristaux ont crû perpendiculairement aux bords du filon. On voit très bien cet aspect en "fibres" du quartz, fibres horizontales sur la photographie, et partant des bords du filon en direction du centre. La cristallisation s'est arrêtée, en laissant quelques millimètres vides (c'est à dire pleins de fluide) au centre du filon. On voit bien, surtout à gauche, les terminaisons pyramidales des cristaux de quartz.

Entre les deux parties quartzeuses, on voit au centre du filon un liseré doré à verdâtre. Il s'agit de pyrite (sulfure de fer, de formule FeS2). La pyrite, remplissage tardif, "moule" les pyramides de quartz ; cela se voit mieux à gauche qu'à droite car l'échantillon a été cassé. Mais on voit très bien la parfaite complémentarité entre la forme des cristaux de quartz et le bord de la pyrite.

La figure 2 montre cet échantillon "ouvert", c'est à dire séparé en deux moitiés par le centre du filon. La séparation s'est faite au niveau d'un des deux contacts pyrite/quartz.

On voit donc à gauche les cristaux pyramidaux de quartz vus par dessus, et à droite la couche de pyrite avec des creux pyramidaux : il s'agit des empreintes en creux des cristaux de quartz, la pyrite n'ayant fait que remplir la fissure résiduelle après le changement de nature et de conditions physico-chimiques du fluide circulant.

Rappelons que la pyrite, quand elle cristallise avec ses formes propres ne fait jamais de "creux en forme de pyramides hexagonales", mais des cubes ou des pentagonododécaèdres (également appelés pyritoèdres). La figure 3 montre ces formes classiques de cristallisation de la pyrite, avec en particulier de beaux pentagonododécaèdres à gauche.

Figure 2. Filon séparé au niveau du contact pyrite/quartz (Guerphales, 22)

Filon séparé au niveau du contact pyrite/quartz (Guerphales, 22)

On observe à gauche, les cristaux pyramidaux de quartz et à droite la couche de pyrite, où sont visibles les empreintes des cristaux de quartz. La pyrite a rempli la fissure après la cristallisation du quartz.


Figure 3. Cubes et pentagonododécaèdres de pyrite

Cubes et pentagonododécaèdres de pyrite

La semaine prochaine, nous terminerons cette série "filons hydrothermaux" avec des photographies choisies davantage pour leur valeur esthétique que pour leur nouveauté scientifique.