CHONDRE
A OLIVINE BARREE
BARRED
OLIVINE CHONDRULE – STRUCTURE and TWINS
Macles de l’olivine.
Fig. 1 – Chondre BO à
olivine barrée – Allende CV3.2
Peut-être les plus
intrigants des chondres, les olivines barrées sautent aux yeux
des curieux qui les découvrent dans certaines lames minces des
météorites. Pensez un peu. Quelle que soit la coupe
aléatoire du chondre par la taille de la lame mince dans la
météorite, on obtient des barres parallèles,
plus ou moins nombreuses d’ailleurs. Pour que l’olivine
croisse ainsi, la cristallisation a dû être rapide (à
mon avis en moins de deux heures). Car on sait par la
cristallographie optique, que cette olivine barrée n’est
en fait qu’un seul cristal, constitué de plusieurs
lamelles plus ou moins épaisses et parallèles. Cela
signifie que toutes ces barres sont édifiées sur un
même et unique réseau cristallin. C’est un type de
cristallisation squelettique. Un autre cristal squelettique est le
cristal de neige, dont l’étoile ramifiée est
formée rapidement dans l’atmosphère. Ce cristal
de glace-neige est très différent comme vous savez, de
la glace elle-même (bien que le réseau cristallin soit
le même dans les deux cas). Dans le cas du chondre à
olivine barrée (BO en anglais, selon barred olivine),
l’olivine est issue d’une roche fondue (brouillard en
suspension) et donc impure. La micro-gouttelette silicatée,
abandonne entre les lames d’olivine ses résidus
(d’autres composés silicatés et oxydes) comme des
feldspaths. Ceux-ci forment facilement un verre, c’est-à-dire
une phase vitreuse dans laquelle il n’apparaît pas de
cristaux, ou si c’est le cas, ils restent infiniment petits et
ne colorent pas la phase en lumière polarisée croisée
à 90° (XPol) qui reste noire.
Cette phase vitreuse sépare
ainsi les barres d’olivine. Un métamorphisme thermique
subséquent induira d’ailleurs une cristallisation au
moins partielle de ces verres. Dans les cas que nous avons étudiés,
la nature même de l’olivine a été prouvée
par des mesures d’indices de réfraction (car il existe
aussi des chondres à pyroxènes barrés, dont on
parle moins dans la littérature).
Mais voilà, il se fait que
certains de ces chondres BO peuvent être polysomatiques
(composés de plusieurs corps, en grec). Cet agencement de
groupes de barres peut s’avérer aléatoire,
pouvant regrouper des débris de chondres antérieurs.
Cependant assez souvent ces corps distincts sont reliés entre
eux par une relation géométrique reproductible, non
liée au hasard, mais obéissant à une loi de
macle, comme on dit en minéralogie. Plusieurs lois existent.
Dr F. Hatert, co-auteur de cet article, a d’ailleurs mis en
évidence à cette occasion une nouvelle loi de macle de
l’olivine encore inconnue, selon le plan {021}.
Il faut savoir qu’en minéralogie, les macles sont fréquentes. Ce sont des anomalies (structurées) du réseau cristallin qui apparaissent spécialement dans les zones de températures supérieures de stabilité des domaines de phases cristallines (quand la température et souvent la pression changent, des changements de phases cristallines se produisent ; par exemple, la calcite et l’aragonite (CaCO3) cristallisent selon des symétries différentes selon les valeurs des paramètres).
Fig. 2 - Séquence
montrant l’extinction alternante de chaque individu cristallin
Mais, pour certains minéraux on ne rencontre quasi jamais de macles, c’est le cas de la tourmaline dont la macle est très rare, et aussi (davantage encore) de l’olivine. Dans le cas de l’olivine, les macles n’ont été signalées qu’à l’état microscopique, car on ne les observe qu’au microscope optique (observations faites par des gemmologues). Il se fait qu’elles perturbent la qualité optique des gemmes (péridot). Mais dans l’espace, ces macles de l’olivine sont très fréquentes. Ces propos n’ont jamais été soulignés, à notre connaissance, dans les publications spécialisées. Il doit bien sûr exister une corrélation entre les paramètres physiques (en particulier la température et la cinétique rapide) de la cristallisation des chondres BO et l’apparition des macles.
L’examen de la figure 2
montre à quoi ressemblent ces chondres BO maclés.
Idéalement (car il existe d’autres cas dans lesquels il
n’y a que deux groupes maclés de barres). Typiquement,
on a un camembert divisé en quatre secteurs. Quand on effectue
la rotation de la lame mince, les différents secteurs du
camembert céleste s’éteignent et s’allument
successivement. Deux diagonales sont les frontières nettes de
chaque individu de la macle. Nous avons décrit les macles
observées dans quatre météorites : Allende
CV3, DaG 412 CK5, NWA 4436 L4 (deux spécimens, a and b) and
Twodot H6.
L’étude des
chondrites prouvent d’une manière irréfutable (si
besoin en était), tout comme les figures de Wiedmanstätten,
l’origine extraterrestre de nos météorites. Ainsi
donc en lisant les chondres exhibés par différentes
chondrites, l’évidence de la présence de macles
de l’olivine sautait aux yeux. La symétrie de plusieurs
groupes de lamelles différenciées par la rotation de la
lame mince sous une lumière polarisée croisée à
90° indiquait cette présence possible. Il restait à
le prouver… Les résultats originaux ont été
publiés dans la revue Meteorite.
C’était peut-être
une gageure, mais il fallait fixer le système d’axes
cristallographiques à partir de l’observation de la lame
mince. Cela a pu être réalisé grâce à
des techniques déjà anciennes de cristallographie
optique. Les résultats sont résumés dans notre
publication citée en fin d’article, l’aspect
scientifique de cette section sortant de nos propos actuels.
Soulignons simplement que quand la macle est bien symétrique
(quatre secteurs réguliers), l’axe cristallographique
« a » (correspondant à γ) est
approximativement perpendiculaire à la lame mince. L’axe
« c » (correspondant à β) est
parallèle à l’élongation de la lamelle
d’olivine tandis que l’axe « b »
est perpendiculaire à cette élongation. L’amateur
non spécialisé est vite désarçonné
par ce type de langage qui n’est qu’une ébauche de
la discussion qui est résumée dans la publication
citée.
A partir de ces considérations théoriques, on peut préciser les idées en dessinant un cristal d’olivine maclé ou non. L’amateur imaginera alors ce qui se passe en apesanteur, la sphéricité de la goutte fondue étant imposée. Le cristal
Fig. 3 - Schéma
illustrant la découpe d’une sphérule d’olivine
dans un cristal maclé. On voit un modèle d’un
chondre BO,
d’olivine occupe l’entièreté du volume de la petite sphère (généralement, de 0.2 à 1.5 mm de diamètre). On peut imaginer un enfant découpant dans un bloc de crème glacée bicolore une boule de glace avec une cuiller hémisphérique. On retrouve ainsi les quatre secteurs répartis comme dans le chondre BO.
Fig. 4 – Schéma de la macle selon {011} où 2 individus sont interpénétrés. Dans le dessin (a) on voit les traces des lamelles {010} d’olivine, tandis que le cercle rouge représente l’enveloppe du chondre. C’est le schéma typique d’un chondre à olivine barrée maclée.
Si la découpe se fait
dans une partie individuelle du cristal (b) ou (c), le chondre ne
présentera qu’un groupe de barres parallèles.
Toutes les macles de l’olivine du type {0kl} seront observées quand le plan de la lame mince sera à peu près perpendiculaire à l’axe « a ». En effet, confinés dans le chondre, la macle prend l’aspect d’un sablier. Une orientation de la taille de la lame mince perpendiculaire aux axes « b » ou « c » ne produisent pas de chondre en sablier. Si la taille du chondre n’est pas rigoureusement perpendiculaire à l’axe « a », le centre du sablier se décale (Fig. 5). Dans les cas d’orientation quelconque, on ne voit qu’un seul corps cristallin de barres.
Fig. 5 – NWA 5205 LL3.2 – Chondre à olivine barrée (BO) taillé un peu hors de la perpendiculaire à l’axe « a ».
CONCLUSION :
Un chondre à olivine barrée est toujours un
monocristal, que la macle soit visible ou non. Car même dans
une macle, le réseau cristallin est unique, même si une
discontinuité souligne un élément de symétrie
de la macle. La continuité optique observée au
microscope polarisant confirme ce fait.
Remerciements : Traduction adaptée (Roger Warin) et reproduction autorisée par Robert Beaufort, co-éditeur : Meteorite magazine, Nov 2010 Vol 16 No. 4, pp.13-16 de l’article de Roger Warin, Frédéric Hatert and John Kashuba – Hourglass Chondrules. |