SILICEUSES ROCHES

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La silice, composant majeur des roches cristallines, est un des plus abondants produits de leurs décomposition à la surface du globe. Si elle constitue l'essentiel des roches d'origine détritique (cf. conglomérats, grès), elle forme aussi diverses roches d'origine chimique ou biochimique.

Comme les roches siliceuses détritiques, les roches siliceuses biochimiques et chimiques sont des roches dures (dureté 7 : elles rayent le verre et l'acier), inattaquées par les acides (sauf l'acide fluorhydrique), à cassure courbe et esquilleuse, à bords tranchants (cassure conchoïdale). Elles sont principalement formées d'opale (silice hydratée), de fibres de calcédoine et d'agglomérats cryptocristallins de grains de quartz. Elles résultent soit de l'accumulation de tests siliceux de protozoaires (radiolarites), de protophytes (diatomites) ou de spongiaires (spongolites), soit de la précipitation de silice dissoute (silex, chailles, meulières). Ces roches sont réparties dans toute la série stratigraphique. Façonnées, elles ont été les outils des hommes de la préhistoire, et leur choc fait jaillir le feu depuis plus d'un demi-million d'années. Aujourd'hui, leur principal usage est d'entrer, sous forme de cailloux, dans la fabrication du béton, matériau dont l'homme fait, après l'eau, la plus grande consommation.

Roches sédimentaires siliceuses d'origine biochimique

Les radiolarites

Les radiolarites sont des roches dans lesquelles la silice a été apportée par des tests de radiolaires. On retrouve la trace de ces protozoaires du groupe des Actinopodes en lame mince, parfois admirablement conservée, noyée dans un ciment de calcédoine ou de quartz microcristallin. Certaines radiolarites, comme celles, tertiaires, de la Barbade, apparaissent comme l'équivalent des boues à radiolaires actuelles qu'on rencontre par des fonds de 2 000 à 6 000 m dans les océans Indien et Pacifique, d'abord mêlées à des boues calcaires, puis de plus en plus pures (vers 4 000 m) par suite de la dissolution progressive de tous les éléments carbonatés.

D'après leur structure, on distingue trois groupes de radiolarites : les jaspes, les lydiennes et les phtanites.

Les jaspes sont généralement colorés en rouge ou en noir par des oxydes de fer et de manganèse, quelquefois mouchetés de vert et parfois rubanés. Leur bel aspect décoratif justifie leur emploi en architecture (chapelle des Médicis à Florence, escaliers de l'Opéra de Paris) et en joaillerie (calcédoine). Ils affleurent dans la plupart des chaînes géosynclinales, en particulier dans les Alpes (« radiolarites » stricto sensu des géologues alpins), où ils sont associés aux roches vertes (ophiolites) dans les schistes lustrés déposés sous forme de calcschistes au Jurassique supérieur dans la zone piémontaise. Les jaspilites désignent des roches présentant des lits alternés de jaspe et d'hématite (Précambrien du lac Supérieur). Le terme « jaspéroïde » s'applique à des lits silicifiés dans les mines de zinc du Missouri, du Kansas et de l'Oklahoma.

Les lydiennes (de Lydie, province d'Asie Mineure) sont des radiolarites entièrement noires : leur matrice quartzeuse micro-cristalline est obscurcie par un pigment d'origine organique, et les vestiges de radiolaires sont plus difficiles à identifier. Très dures, les lydiennes sont employées comme pierre de touche pour les essais de métaux précieux. On en trouve en France dans le Carbonifère de la Montagne Noire et des Pyrénées.

Les phtanites sont des radiolarites fortement recristallisées en quartz, souvent colorées en vert pâle par de la chlorite, de l'épidote, ou des oxydes de fer, parfois graphiteuses (début de métamorphisme). Dans le Dévono-Dinantien de la vallée de la Bruche (Vosges), elles sont associées à des grauwackes et à des tufs volcaniques.

Les diatomites

Les diatomites sont des roches blanches, grises, verdâtres ou jaunâtres, légères (densité voisine de 1), à porosité très élevée, tendres (les seules roches siliceuses consolidées rayables à l'ongle), bien que rugueuses au toucher, formées essentiellement par l'accumulation de tests ou frustules de diatomées (Bacillariophycées), algues unicellulaires siliceuses. Les diatomées vivant aussi bien dans les eaux douces que dans la mer, il existe à la fois des diatomites lacustres et des diatomites marines. À l'heure actuelle, les boues à diatomées se déposent dans toutes les mers, mais plus particulièrement dans les mers froides et au fond des grandes fosses océaniques.

Les diatomites sont encore connues sous les noms de « farine fossile », « farine de montagne », « terre à infusoires », « tripoli » (de Tripoli au Liban) et « kielselguhr ». La diatomite est utilisée comme abrasif (tripoli). A cause de sa forte porosité, Nobel l'employa comme absorbant de la nitroglycérine, pour fabriquer la dynamite. Aujourd'hui, on l'utilise surtout en sucrerie, raffinerie, brasserie, industrie pharmaceutique (pénicilline) comme adjuvant de filtration et de clarification. On l'exploite en France sur les flancs de la montagne d'Andance (Ariège), où elle s'est déposée dans un lac de barrage dû à une coulée basaltique au Miocène supérieur (présence d'Hipparion). Lorsque la diatomite est mélangée à de l'argile, elle sert à fabriquer des briques calorifuges. Une autre diatomite lacustre a été exploitée au voisinage de la chaîne des Puys : c'est la randanite, de l'ancien lac de Randanne (Puy-de-Dôme).

Les spongolites

Les spongolites sont des roches claires, verdâtres, poreuses et légères, presque exclusivement formées de spicules de spongiaires siliceux. L'opale des spicules, visible au microscope sous forme de baguettes cylindriques à canal axial, est parfois transformée en opale-cristobalite, décelable aux rayons X, et en calcédoine. Les spongolites stricto sensu sont assez rares ; les spicules sont généralement associés à des éléments détritiques (quartz, glauconie) unis par un ciment d'opale : ce sont les gaizes, si fréquentes à la base du Cénomanien, en particulier dans l'Argonne et le pays de Bray. Les gaizes apparaissent ainsi comme des roches intermédiaires entre les roches siliceuses détritiques (grès glauconieux à spicules) et les roches siliceuses organiques.

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Écrit par :

  • : professeur à la faculté des sciences, université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

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Pour citer l’article

Charles POMEROL, « SILICEUSES ROCHES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-siliceuses/