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Les feldspaths sont un groupe de minéraux étroitement liés qui, ensemble, constituent le minéral le plus abondant de la croûte terrestre. Une connaissance approfondie des feldspaths est ce qui distingue les géologues du reste d’entre nous.
Les feldspaths sont des minéraux durs, qui ont tous une dureté de 6 sur l’échelle de Mohs. Cela se situe entre la dureté d’un couteau en acier (5,5) et la dureté du quartz (7). En fait, le feldspath est la norme de dureté 6 sur l’échelle de Mohs.
Les feldspaths sont généralement blancs ou presque blancs, mais ils peuvent être clairs ou légèrement orangés ou chamois. Ils ont généralement un lustre vitreux. Le feldspath est un minéral formateur de roches, très courant, et constitue généralement une grande partie de la roche. En résumé, tout minéral vitreux qui est légèrement plus tendre que le quartz est très probablement considéré comme un feldspath.
Le principal minéral qui peut être confondu avec le feldspath est le quartz. Outre la dureté, la plus grande différence est la façon dont les deux minéraux se cassent. Le quartz se brise en formes courbes et irrégulières (fracture conchoïdale). Le feldspath, en revanche, se brise facilement le long des faces planes, une propriété appelée clivage. Lorsque vous tournez un morceau de roche dans la lumière, le quartz scintille et le feldspath clignote.
Autres différences : le quartz est généralement clair et le feldspath est généralement nuageux. Le quartz apparaît plus souvent en cristaux que le feldspath, et les lances à six faces du quartz sont très différentes des cristaux de feldspath généralement en blocs.
Quel genre de Feldspar ?
Pour les besoins généraux, comme la cueillette du granit pour un comptoir, peu importe le type de feldspath présent dans une roche. Pour des raisons géologiques, les feldspaths sont très importants. Pour les chasseurs de roches sans laboratoire, il suffit de pouvoir distinguer les deux principaux types de feldspath, le feldspath plagioclase (PLADGE-yo-clays) et le feldspath alcalin.
Le plagioclase se distingue généralement par le fait que ses faces cassées – ses plans de clivage – sont presque toujours traversées par de fines lignes parallèles. Ces striations sont des signes de jumelage de cristaux. Chaque grain de plagioclase, en réalité, est typiquement un empilement de cristaux fins, chacun avec ses molécules disposées dans des directions opposées. Le plagioclase a une gamme de couleurs allant du blanc au gris foncé, et il est généralement translucide.
Le feldspath alcalin (également appelé feldspath de potassium ou feldspath K) présente une gamme de couleurs allant du blanc au rouge brique, et il est généralement opaque. De nombreuses roches possèdent les deux types de feldspath, comme le granit. Des cas comme celui-ci sont utiles pour apprendre à différencier les feldspaths. Les différences peuvent être subtiles et déroutantes. C’est parce que les formules chimiques des feldspaths s’imbriquent les unes dans les autres.
Formules et structure du feldspath
Ce qui est commun à tous les feldspaths est le même arrangement d’atomes, un arrangement de cadre, et une recette chimique de base, une recette de silicate (silicium plus oxygène). Le quartz est un autre silicate structurel, composé uniquement d’oxygène et de silicium, mais le feldspath contient divers autres métaux qui remplacent partiellement le silicium.
La recette de base du feldspath est X(Al,Si)4O8, où X représente Na, K ou Ca. La composition exacte des différents minéraux du feldspath dépend des éléments qui équilibrent l’oxygène, qui a deux liaisons à remplir (vous vous souvenez de H2O ?). Le silicium établit quatre liaisons chimiques avec l’oxygène, c’est-à-dire qu’il est tétravalent. L’aluminium en fait trois (trivalent), le calcium en fait deux (divalent) et le sodium et le potassium en font un (monovalent). L’identité de X dépend donc du nombre de liaisons nécessaires pour former le total de 16.
Un Al laisse un lien à Na ou K pour le remplir. Deux Al laissent deux liens pour que le Ca remplisse. Il y a donc deux mélanges différents possibles dans les feldspaths, une série sodium-potassium et une série sodium-calcium. Le premier est un feldspath alcalin et le second est un feldspath plagioclase.
Le feldspath alcalin en détail
Le feldspath alcalin a la formule KAlSi3O8, aluminosilicate de potassium. La formule est en fait un mélange allant de tout le sodium (albite) à tout le potassium (microcline), mais l’albite est également un des points d’aboutissement de la série des plagioclases, c’est pourquoi nous l’y classons. Ce minéral est souvent appelé feldspath de potassium ou feldspath K car le potassium dépasse toujours le sodium dans sa formule. Le feldspath de potassium se présente sous trois structures cristallines différentes qui dépendent de la température à laquelle il s’est formé. La microcline est la forme stable en dessous d’environ 400 C. L’orthoclase et la sanidine sont stables au-dessus de 500 C et 900 C, respectivement.
En dehors de la communauté géologique, seuls les collecteurs de minéraux spécialisés peuvent les distinguer. Mais une variété de microclinal vert profond appelée amazonite se distingue dans un champ assez homogène. La couleur est due à la présence de plomb.
La teneur élevée en potassium et la grande force du feldspath K en font le meilleur minéral pour la datation potassium-argon. Le feldspath alcalin est un ingrédient crucial dans les émaux pour verre et poterie. Le microcline a une utilisation mineure en tant que minéral abrasif.
Plagioclase en détail
La composition des plagioclases varie de Na[AlSi3O8] au calcium Ca[Al2Si2O8]ou aluminosilicate de sodium à calcium. Le Na pur[AlSi3O8] est l’albite, et le Ca pur[Al2Si2O8] est l’anorthite. Les feldspaths de plagioclase sont nommés selon le schéma suivant, où les chiffres sont le pourcentage de calcium exprimé en anorthite (An) :
- Albite (An 0-10)
- Oligoclase (An 10-30)
- Andésine (Un 30-50)
- Labradorite (An 50-70)
- Bytownite (An 70-90)
- Anorthite (An 90-100)
Le géologue les distingue au microscope. L’une des méthodes consiste à déterminer la densité du minéral en mettant des grains broyés dans des huiles d’immersion de différentes densités. (La densité de l’albite est de 2,62, celle de l’anorthite de 2,74, et les autres se situent entre les deux). Le moyen le plus précis est d’utiliser des coupes fines pour déterminer les propriétés optiques le long des différents axes cristallographiques.
L’amateur a quelques indices. Un jeu de lumière irisé peut résulter d’une interférence optique à l’intérieur de certains feldspaths. Dans la labradorite, elle a souvent une teinte bleue éblouissante appelée labradorescence. Si vous voyez cela, c’est une certitude. La bytownite et l’anorthite sont plutôt rares et peu susceptibles d’être vues.
Une roche ignée inhabituelle composée uniquement de plagioclase est appelée anorthosite. On en trouve notamment dans les montagnes Adirondack de New York, ainsi que sur la Lune.
