AMÉTHYSTE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Caractéristiques cristallophysiques

Du fait de sa composition chimique (53,3 p. 100 d'oxygène), l'améthyste et les autres variétés de quartz ont été longtemps classées parmi les oxydes, mais leur structure est plus conforme à celle du groupe des tectosilicates. L'arrangement moléculaire se construit avec des tétraèdres SiO4 : les ions silicium (Si4+) sont localisés au centre et les ions oxygène (O2—) aux quatre sommets. Cette structure élémentaire est très stable car les quatre liaisons du silicium sont équivalentes et pourvues d'une forte énergie (3,83 électronvolts). La longueur de la liaison Si –O est de 0,16 nanomètre, correspondant à celle du quartz alpha (basse température). Tous les tétraèdres sont liés entre eux par leurs quatre sommets, construisant la charpente d'ensemble du minéral. Ainsi, chaque atome d'oxygène est lié à deux atomes de silicium, ce qui explique la formule chimique du minéral : SiO2.

La structure tétraédrique s'organise en spirale s'enroulant autour de l'axe c d'allongement du cristal. Chaque pas de l'hélice est constitué d'un « anneau » de six tétraèdres [SiO4], chaque anneau étant lié au précédent et au suivant. Le sens d'enroulement peut être droit ou gauche (respectivement dextrogyre ou lévogyre), et on désigne le cristal correspondant de « quartz droit » ou de « quartz gauche ». Cette caractéristique s'observe à l'échelle macroscopique. En effet, la terminaison pointue d'un cristal montre une alternance de faces plus grandes et d'autres plus petites ; l'observation de la progression de la tronquature de ces faces vers l'apex du cristal permet de déterminer le caractère dextrogyre ou lévogyre de celui-ci, qui induit des propriétés optiques particulières en lumière polarisée (cf. optique cristalline-Principes physiques).

La couleur de l'améthyste est due, d'une part, à la déformation du réseau cristallin du quartz par la radioactivité naturelle de la Terre et, d'autre part, à la présence d'autres éléments chimiques que le silicium et l'oxygène dans l'architecture atomique : principalement le fer (à l'état ferrique, le fer devient quadrivalent en perdant un électron périphérique, état stable à basse température) qui se substitue au silicium, mais aussi le manganèse et le titane, qui trouvent aisément une place dans cet arrangement peu compact (sites octaédriques).

Le réseau cristallin permet aussi l'incorporation d'inclusions fluides, gazeuses et/ou solides piégées lors de la cristallisation. Pour le géologue, l'étude de la nature de ces inclusions apporte des informations précieuses dans de nombreux domaines : métamorphisme, métallogénie, tectonique, cristallochimie, etc. Les inclusions fluides (n'excédant pas quelques dizaines de micromètres) témoignent des conditions de température et de pression lors de l'injection des fluides hydrothermaux, puis de l'évolution de la composition de ceux-ci au cours du temps. Très souvent, ces petites poches de fluide contiennent des bulles de gaz (CO2, CH4, H2S, N2, H2, O2) et, parfois, de minuscules cristaux cubiques de halite (sel gemme, NaCl). L'améthyste peut aussi accueillir, en phase tardive de minéralisation, des cristaux millimétriques aciculaires bruns ou rougeâtres de goethite.

L'améthyste est fréquemment maclée. L'association cristalline la plus appréciée des collectionneurs s'appelle la macle du Dauphiné : deux individus sont accolés par leur base (rotation de 1800 de l'axe d'allongement d'un cristal par rapport à celui du second), donnant un spécimen bipyramidé. La macle du Brésil réunit deux cristaux aux axes c de même orientation, l'un est un quartz droit, l'autre un quartz gauche : la face commune [110] apparaît comme un miroir de symétrie. Dans la macle de La Gardette (du nom de la mine d'or située dans le massif de l'Oisans à quelques kilomètres de Bourg d'Oisans, Isère), moins courante pour l'améthyste que pour le quartz hyalin (le cristal de roche), les deux cristaux sont associés presque perpendiculairement (les axes c faisant entre eux un angle de 840).

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 4 pages


Écrit par :

  • : docteur en sciences de la Terre, concepteur de la collection La Science au présent à la demande et sous la direction d'Encyclopædia Universalis, rédacteur en chef de 1997 à 2015

Classification

Autres références

«  AMÉTHYSTE  » est également traité dans :

COULEUR DES MINÉRAUX

  • Écrit par 
  • André JULG
  •  • 3 541 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Quelques exemples »  : […] Voyons maintenant quelques exemples qui montrent l'importance des impuretés. Commençons par le diamant, une des gemmes les plus prestigieuses, qui est du carbone pur. En l'absence d'atomes étrangers, il est incolore. La présence de bore, à la concentration de quelques millionièmes, lui confère une délicate teinte bleue qui peut aller jusqu'au bleu-noir pour des concentrations de l'ordre du millièm […] Lire la suite

GEMMES

  • Écrit par 
  • Jean-Paul POIROT, 
  • Henri-Jean SCHUBNEL
  •  • 6 268 mots
  •  • 26 médias

Dans le chapitre « Quartz »  : […] Cette espèce minérale (silice) offre un grand nombre de gemmes très anciennement connues : le cristal de roche , incolore ; l' améthyste , violette ; la citrine , dont la couleur va du jaune à l'orange ; le girasol , laiteux ; le quartz enfumé ou morion , de couleur brune ; l' hématoïde , opaque rouge ; l' aventurine , comportant de fines inclusions ; le prase , de couleur verte ; l' œil-de-tigre […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Yves GAUTIER, « AMÉTHYSTE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 08 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/amethyste/