La formation Quartz page et la croissance, la croissance quartz.

La formation Quartz page et la croissance, la croissance quartz.

Formation et croissance

Dernière modification: samedi 23-Oct-2010 01:16:21 CEST

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macrocristalline Quartz

quartz macrocristalline est un constituant important de nombreuses roches. C’est un composant primaire la plupart de ces roches, qui est, il a été soit déjà présent ou mis au point en même temps que les autres minéraux à la formation de la roche. quartz bien formés cristaux sont habituellement produit secondaire. et peut même être trouvé dans les roches qui étaient initialement vide de silice libre, comme beaucoup de basaltes. Ces cristaux de quartz qui se produisent à la différenciation des pegmatites (soit massives en quartz rose, ou de cristaux dans des cavités ainsi formées) pouvaient être considérés comme des composants primaires de la pegmatite.

Macrocristalline quartz forme essentiellement dans trois environnements géologiques:

  • dans la roche en fusion riche en silice lors du refroidissement et de la solidification
  • dans les pegmatites pendant et processus pneumatolytiques suivants
  • dans la plupart aqueuse solutions de la silice dans diverses conditions

Dans ces environnements, les cristaux individuels se développent en ajoutant des molécules à leur surface, couche par couche [1].

Solutions aquatiques

Les cristaux de quartz se développent généralement dans des solutions aqueuses chaudes, dans ce qu’on appelle environnements hydrothermiques. à des températures comprises entre 100°C et 450°C et souvent à des pressions très élevées. Il n’y a pas de SiO libre2 les molécules dans une telle solution aqueuse, au contraire, développent des cristaux de quartz dissous par addition de acide orthosilicique. H4 SiO4 à leur surface, dégageant l’eau, couche par couche. La formule générale de réaction déjà donnée dans le chapitre Propriétés chimiques est:

La dissolution du quartz dans l’eau est que le procédé chimique inverse, conduisant à la formation d’acide orthosilicique:

Les figures ci-après décrivent de manière schématique le processus de croissance dans une solution aqueuse.

Sur la figure 1 individuelle acide orthosilicique molécules, H4 SiO4 . dissous dans l’eau, sont symbolisés par des points rouges. Ces molécules ont été dissoutes à partir de roches environnantes. Dans la nature, une telle solution sera également contenir de grandes quantités d’autres ions, ainsi que le dioxyde de carbone, mais pour des raisons de lisibilité, ceux-ci ont été laissés de côté.

Si la température ou la chute de pression, la solubilité diminue de silice et la solution se saturent par rapport au quartz. S’il y a des grains de quartz dans les roches adjacentes, le H4 SiO4 les molécules seront ajoutées à ces derniers et les cristaux se développer dans la solution. Si les pierres adjacentes sont vides de grains de quartz, H4 SiO4 molécules vont regrouper pour former de petits cristaux flottants qui se lient de plus en plus H4 SiO4 molécules. Cette formation spontanée des cristaux est possible uniquement dans un puits plus de solution saturée. SiO4 tétraèdres qui ont été entièrement incorporés dans le cristal de quartz sont symbolisés par des points rouges sombres.

Si les changements de température et de pression sont stables et lente, pas plus petits cristaux se forment, seuls les cristaux déjà présents vont continuer à croître, ajoutant SiO4 feuille tétraèdres par feuille.

La formation de nouveaux cristaux est pas inhibée en tant que telle, mais dans des conditions de faible croissance des cristaux plus grands sont favorisés. La raison en est que la croissance ne sont pas simplement le résultat de l’addition constante de molécules d’un cristal. Il est le résultat net des deux ajout et la suppression de molécules. Molécules ont tendance à être retirés des bords des cristaux, et la relation entre le nombre d’arêtes au volume global du cristal ne sont pas en faveur de petits cristaux. De petits cristaux ne poussent pas très rapide et peut-être même se dissout à nouveau.

Cependant, dans un environnement géologique instable, la température ou de pression pourraient tomber si rapidement que la solution devient très sursaturé et de nouveaux cristaux se forment et continuer à croître.

Avec la chute des températures, la solubilité de la silice, la mobilité de l’H4 SiO4 et, en conséquence, l’apport de nouvelles molécules diminue encore et, éventuellement, la croissance des cristaux s’arrête.

Étant donné que les cristaux enferment gouttes de la solution aqueuse environnante au cours de la croissance, il est possible de reconstituer des conditions environnementales changeantes. De telles études ont montré que, dans de nombreux cristaux de croissance apparemment commencé à environ 250-450°C et est venu à un arrêt à des températures bien au-dessus de 100°C.

La chute des températures et / ou pressions sont des conditions essentielles pour la croissance des cristaux de quartz. Ce qui provoque la diminution de la pression et de la température?

Cela dépend de l’environnement géologique. Si saumures chaudes des roches profondes entrer rapidement les roches à la surface par des fissures, ils vont refroidir très rapidement. Il en résulte une précipitation rapide de la silice dans les fissures et la formation de blanc massif veine ou gangue de quartz [1].

Si, cependant, les solutions aqueuses sont enfermées dans une cavité à l’intérieur des roches, la solution se refroidir tout aussi rapide ou lent comme la roche hôte. Par exemple, le magma chaud qui ingère dans une roche va chauffer son voisinage. En fonction de la taille du corps magmatiques, le refroidissement du corps et les pierres adjacentes peuvent prendre des centaines, voire des centaines de milliers d’années.

Les changements de température les plus intéressants pour les collectionneurs de quartz sont ceux associés à un soulèvement de grandes étendues de roche en raison de l’activité tectonique. Lorsque des plaques de la croûte entrent en collision, une grande partie de la croûte de la terre sont courbées et élevèrent plusieurs kilomètres de leur position initiale, en particulier dans le cas de collisions continent-continent. Rocks apparaissent à la surface qu’une fois ont été jusqu’à plus de 50 kilomètres sous la surface. La température à ces profondeurs est d’environ 800-1200°C, et à une profondeur de 20 kilomètres, il est toujours autour de 200-400°C. Si une cavité remplie d’eau est élevé en même temps que la roche environnante, il peut prendre des millions d’années jusqu’à ce qu’il atteigne la surface, et bien sûr, il faudra des millions d’années pour se refroidir. Dans de telles conditions – que l’on rencontre dans les fentes de type alpin, par exemple – des cristaux de taille et une clarté exceptionnelle quartz peuvent se former.

Les cristaux de quartz souvent ne se développent pas en continu, mais dans de courtes phases. Cette croissance pulsatoire est parfois expliquée par l’activité tectonique, provoquant un soulèvement soudain de la roche hôte et une baisse relativement rapide de la pression.

Roches ignées

Dans une roche ignée fondu les conditions sont un peu différentes, mais le mécanisme de la formation de cristaux est similaire à celle des solutions aqueuses. La roche fondue est un mélange de cations métalliques chargés positivement, comme le potassium, K +. ou de calcium Ca 2+. un peu d’eau, et des anions chargés négativement, comme le PO en ions phosphate43-. ou le silicate d’ions SiO44-. qui est généralement présent sous forme de chaînes longues et ramifiées de SiO4 tétraèdres. Il n’y a pas de SiO2 molécules dans une roche en fusion. faible teneur en eau haute teneur en eau

Ces molécules flexibles nagent dans la roche en fusion comme des spaghettis dans une sauce épaisse d’autres ions. Ils sont la cause de la viscosité élevée de lave, et plus de silice une roche contient, plus visqueux est sa fusion. Comme les acides polysiliciques dans une solution aqueuse, ils portent des charges négatives et des atomes d’hydrogène dans les groupes hydroxyle (-OH), mais à la relation [O -] à [OH] dépend de la quantité d’eau dissoute dans le magma.

Lorsque magma en fusion se refroidit rapidement, typiquement à une éruption volcanique, le temps est trop court pour les liaisons dans le SiO4 -chaînes pour briser et de nouvelles obligations pour former des structures ordonnées de silicates cristallisés. le "pasta-like" structure aléatoire de la masse fondue est ensuite conservé dans un verre volcanique. comme l’obsidienne vitreux, ou de la ponce éponge. Viscosité élevée est un obstacle à la croissance des cristaux, de sorte que la silice laves riches (par exemple, rhyolites et andésites) ont une plus grande tendance à former des verres volcaniques.

Lorsque le magma ingère autres roches, mais ne pas entrer en éruption et reste à l’intérieur de la croûte terrestre, il se refroidit très lentement. Les cristaux de minéraux différents apparaîtront dans la masse fondue dans un ordre qui est principalement déterminée par la composition chimique du magma. Dans un granit, par exemple, des cristaux de mica sont les premiers à se former, suivie feldspath et de quartz finalement. Parce qu’ils sont généralement le dernier à se former et il suffit de remplir les vides restants dans la roche, vous verrez rarement des cristaux de quartz en forme idéalement dans un granite, tandis que des cristaux bien formés de feldspath se trouvent fréquemment.

Les cristaux de quartz dans les roches ignées montrent à l’occasion d’une structure interne oignon-like, indiquant une plus palpitante des couches externes aux cristaux. Souvent, les propriétés chimiques des minéraux inclus changent progressivement à partir du noyau à la surface d’un cristal, ce qui reflète un changement graduel dans la chimie des parties liquides résiduels dans le magma en cours de solidification.

cryptocristalline Quartz

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Crypto ou Macro – Facteurs environnementaux

Quels facteurs déterminent si calcédoine ou quartz cristaux se former?

Supposons que nous mettons un cristal de quartz dans une solution aqueuse saturée d’acide orthosilicique. Est-ce que le cristal se développer comme l’évaporation de l’eau, comme des cristaux de sel font en saumure de sel? Cela dépend principalement de la température: à la température ambiante, les acides siliciques ont une forte tendance à la polymérisation, bien que la solubilité de l’acide orthosilicique est très faible. Et en fait, sont trouvés parfois des cristaux de quartz qui ont un capuchon d’opale ou calcédoine. La vitesse de polymérisation a dépassé la vitesse de croissance du cristal à cette température.

Le tableau ci-dessous énumère les facteurs qui favorisent ou inhibent la formation de l’une ou de quartz macrocristalline cryptocristalline.

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