Croissance naturelle de paracristaux de quartz dans une saumure sulfatée calcique à basse température

In brines with dissolved Ca-sulphates, the growth of quartz is attained by a close packed assemblage of nuclei. These are depicted as sharp spots of 250 Å in size by SEM mode imaging. These are either spherical nuclei or electron optical diffusion features which are induced by smaller particles. Nuclei give quartz fibers by a coalescence process. The average diameter of fibers is 1 000 Å. Their length is 5 to 10 nm. By successive coalescences, fibers give ribbons, bidimensional sheets and tridimensional quartz ultimately. In the quartz paracrystal resulting from repeated attachment of nuclei, the tridimensional continuity is attained by ageing of the first precipitate. At intermediate stages of this evolution, the quartz paracrystal is crossed by very numerous inframicroscopic channels, leaving a high internal porosity in each paracrystal. The primary structure, characterized by a close packed assemblage of nuclei, is very similar to the organization of spherical amorphous silica particles in precious opal. The ordered precipitation of both quartz nuclei in a paracristalline structure and amorphous silica particles in a precious opal are the products of the colloidal ordered precipitation due to the second potential well of the interaction energy between two particles. Quartz nucleation appears by the salting out of dissolved monomere silica. All this results from mixing of a brine and of a silica saturated solution. Quartz nucleation may be improved by impurities (Al⁺⁺⁺, hydrocarbures) in the growth medium.Dans une saumure sulfatée calcique le quartz se forme par empilement de germes (protoprécipité). Ceux-ci sont révélés (MEB) par des taches diffuses de 250 Å de diamètre. Elles correspondent à des germes sphériques de même dimension ou à des figures de diffusion produites par des ensembles de particules plus petites. Ces composants forment des fibres par coalescence. Parallèles à [0001], elles ont un diamètre moyen de 1 000 Å. Leur longueur est de 5 à 10 nm. Par coalescences successives, ces fibres forment des rubans, des feuillets bidimensionnels puis du quartz équant. Dans un paracristal résultant d'une croissance germe par germe, la continuité tridimensionnelle est atteinte par vieillissement. Dans les stades intermédiaires de cette évolution, le paracristal, riche en canaux infra-microscopiques, est poreux. Comparable à l'opale précieuse, le protoprécipité paracristallin de quartz résulterait de la précipitation colloïdale de germes de quartz dirigée par le second minimum du potentiel d'interaction entre germes. Ceux-ci apparaîtraient lors du mélange d'une saumure et d'une solution saturée en silice amorphe par "salting out" de la silice monomère. Les impuretés de la solution mère (Al⁺⁺⁺, hydrocarbures) peuvent faciliter la nucléation.Arnold Michel, Guillou Jean-Jacques. Croissance naturelle de paracristaux de quartz dans une saumure sulfatée calcique à basse température. In: Bulletin de Minéralogie, volume 106, 4, 1983. pp. 417-442