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Le chert est le nom d’un type de roche sédimentaire très répandu qui est fait de silice (dioxyde de silicium ou SiO2). Le minéral de silice le plus connu est le quartz en cristaux microscopiques ou même invisibles, c’est-à-dire le quartz microcristallin ou cryptocristallin. Découvrez comment il est fabriqué et de quoi il est fait.
Ingrédients du chert
Comme les autres roches sédimentaires, le chert commence par l’accumulation de particules. Dans le cas présent, cela s’est produit dans des masses d’eau. Les particules sont les squelettes (appelés tests) du plancton, des créatures microscopiques qui passent leur vie à flotter dans la colonne d’eau. Le plancton sécrète ses tests en utilisant l’une des deux substances qui sont dissoutes dans l’eau : le carbonate de calcium ou la silice. Lorsque les organismes meurent, leurs tests coulent au fond et s’accumulent dans une couverture de sédiments microscopiques appelée suintement.
L’exsudat est généralement un mélange de tests de plancton et de minéraux argileux à grain extrêmement fin. Un suintement d’argile, bien sûr, finit par devenir de l’argile de pierre. Un suintement qui est principalement du carbonate de calcium (aragonite ou calcite), un suintement calcaire, se transforme généralement en une roche du groupe des calcaires. Le chert est dérivé d’un suintement siliceux. La composition de l’exsudat dépend de détails géographiques : courants océaniques, disponibilité des nutriments dans l’eau, climat mondial, profondeur de l’océan et autres facteurs.
L’exsudat siliceux est principalement constitué par les tests des diatomées (algues unicellulaires) et des radiolaires (animaux unicellulaires ou protistes). Ces organismes construisent leurs tests à partir de silice complètement non cristallisée (amorphe). Les particules fabriquées par les éponges (spicules) et les plantes terrestres (phytolithes) constituent d’autres sources mineures de squelettes de silice. L’exsudat siliceux a tendance à se former dans les eaux froides et profondes parce que les tests calcaires se dissolvent dans ces conditions.
Formation du chert et précurseurs
L’exsudat siliceux se transforme en chert en subissant une lente transformation contrairement à la plupart des autres roches. La lithification et la diagenèse du chert est un processus complexe.
Dans certains cas, l’exsudat siliceux est suffisamment pur pour se lithifier en une roche légère et peu traitée, appelée diatomite si elle est composée de diatomées, ou radiolarite si elle est composée de radiolaires. La silice amorphe d’un test de plancton n’est pas stable en dehors des êtres vivants qui la composent. Elle cherche à se cristalliser, et comme le suintement est enfoui à plus de 100 mètres de profondeur environ, la silice commence à se mobiliser avec la modeste augmentation de la pression et de la température. Il y a beaucoup d’espace poreux et d’eau pour que cela se produise, et beaucoup d’énergie chimique est libérée par la cristallisation ainsi que par la décomposition de la matière organique dans le suintement.
Le premier produit de cette activité est la silice hydratée (opale) appelée opal-CT parce qu’elle ressemble à la cristobalite (C) et à la tridymite (T) dans les études aux rayons X. Dans ces minéraux, les atomes de silicium et d’oxygène s’alignent avec les molécules d’eau dans une disposition différente de celle du quartz. Une version moins traitée de l’opal-CT est ce qui compose avec les molécules d’eau dans un arrangement différent de celui du quartz. Une version moins transformée de l’opal-CT est ce qui constitue l’opale commune. Une version plus transformée de l’opal-CT est souvent appelée opal-C parce qu’aux rayons X, elle ressemble plus à de la cristobalite. La roche composée d’opal-CT lithifié ou opal-C est la porcellanite.
Une diagenèse plus importante fait perdre à la silice la majeure partie de son eau en remplissant l’espace des pores du sédiment siliceux. Cette activité transforme la silice en véritable quartz, sous forme microcristalline ou cryptocristalline, également appelé calcédoine minérale. Lorsque cela se produit, il se forme du chert.
Attributs et signes du chert
Le chert est aussi dur que le quartz cristallin avec une dureté de 7 sur l’échelle de Mohs, peut-être un peu plus doux, 6,5, s’il contient encore un peu de silice hydratée. Au-delà de sa dureté, le chert est une roche dure. Il se dresse au-dessus du paysage dans des affleurements qui résistent à l’érosion. Les foreurs de pétrole le redoutent parce qu’il est si difficile à pénétrer.
Le chert présente une fracture conchoïdale incurvée qui est plus lisse et moins éclatée que la fracture conchoïdale du quartz pur ; les anciens fabricants d’outils le privilégiaient, et la roche de haute qualité faisait l’objet d’un commerce entre les tribus.
Contrairement au quartz, le chert n’est jamais transparent et n’est pas toujours translucide. Il a un éclat cireux ou résineux contrairement à l’éclat vitreux du quartz.
Les couleurs du chert vont du blanc au rouge et au brun, en passant par le noir, selon la quantité d’argile ou de matière organique qu’il contient. Il présente souvent des signes de son origine sédimentaire, tels que de la litière et d’autres structures sédimentaires ou des microfossiles. Ils peuvent être suffisamment abondants pour qu’un chert reçoive un nom particulier, comme dans le chert radiolaire rouge transporté vers la terre par la tectonique des plaques depuis le fond central de l’océan.
Cherts spéciaux
Le chert est un terme assez général pour désigner les roches siliceuses non cristallines, et certains sous-types ont leurs propres noms et histoires.
Dans les sédiments mixtes calcaires et siliceux, le carbonate et la silice ont tendance à se séparer. Les lits de craie, l’équivalent calcaire des diatomées, peuvent contenir des nodules grumeleux de chert du type appelé silex. Le silex est généralement foncé et gris, et plus lustré que le chert typique.
L’agate et le jaspe sont des cherts qui se forment en dehors des profondeurs de la mer ; ils se produisent là où des fractures ont permis à des solutions riches en silice de pénétrer et de déposer de la calcédoine. L’agate est pure et translucide tandis que le jaspe est opaque. Ces deux pierres ont généralement des couleurs rougeâtres en raison de la présence de minéraux d’oxyde de fer. Les anciennes formations de fer en bandes sont constituées de fines couches de chert et d’hématite solide intercalées.
Certaines localités importantes pour les fossiles se trouvent dans le chert. Les cherts de Rhynie, en Écosse, contiennent les restes du plus ancien écosystème terrestre datant de près de 400 millions d’années, au début du Dévonien. Et le chert de Gunflint, une unité de formation de fer rubané dans l’ouest de l’Ontario, est célèbre pour ses microbes fossiles, datant du Protérozoïque précoce, il y a environ deux milliards d’années.
