SILICATES
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Importance et nature
Rôle géochimique
Si l'importance économique des silicates est considérable, leur rôle géochimique est essentiel. Ils forment plus de 90 p. 100 en poids de l'écorce terrestre. Les nombreuses données statistiques sur la composition chimique de la partie superficielle, en particulier celles qui ont été obtenues par F. W. Clarke et H. S. Washington (1924) se rapportant aux roches éruptives, peuvent être présentées sous forme condensée dans le tableau.
Les roches sédimentaires et les roches métamorphiques, qui proviennent principalement de la transformation des roches éruptives, sont beaucoup moins abondantes et ont presque la même composition chimique : les actions d'oxydation, d'hydratation, de carbonatation de l'atmosphère altèrent très peu la composition de l'ensemble. Il en résulte que huit éléments chimiques seulement se combinent pour former pratiquement toute la masse de la lithosphère qui est directement accessible à l'analyse chimique. L'oxygène prédomine largement avec 46,60 p. 100 ; puis vient le silicium avec 27,72 p. 100. Ces deux éléments interviennent donc pour les trois quarts de la masse de la lithosphère. Les six autres éléments chimiques sont l'aluminium avec 8,13 p. 100, le fer 5,00 p. 100, le calcium 3,63 p. 100, le sodium 2,83 p. 100, le potassium 2,59 p. 100, le magnésium 2,09 p. 100 ; tous les autres éléments chimiques ne comptent, pondéralement, que pour 1,41 p. 100. En attribuant à l'ion oxygène, un rayon de 0,132 nm, V. M. Goldschmidt fait remarquer que les atomes d'oxygène occupent 90 p. 100 du volume de la lithosphère ; ces atomes ionisés sont liés entre eux par les cations, qui sont essentiellement Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, pour former des silicates et la silice. Les plus abondants – plus de 60 p. 100 en poids – sont les feldspaths, aluminosilicates de potassium, de sodium et de calcium ; viennent ensuite les pyroxènes et les amphiboles (env. 17 p. 100), puis le quartz (12 p. 100), les micas (4 p.100). Les silicates sont aussi les constituan [...]
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Écrit par :
- Jean WYART : membre de l'Académie des sciences, professeur honoraire de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
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« SILICATES » est également traité dans :
AMÉTHYSTE
Tectosilicate, l'améthyste est la variété gemme la plus prisée des nombreuses espèces du groupe du quartz auquel elle appartient. À l'état naturel, elle se reconnaît aisément par ses cristaux prismatiques pseudohexagonaux de couleur violacée, terminés à chaque extrémité par un rhomboèdre. La couleur va du violet lilas très clair au violet bleuâtre très foncé, en passant par des tons franchement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amethyste/#i_21517
AMIANTE ou ASBESTE
Dans le chapitre « Minéraux et applications » : […] L' amiante (ou asbeste) est un minéral fibreux de la famille des silicates, formé naturellement au cours du métamorphisme des roches. On distingue deux variétés principales d'amiante : la serpentine, représentée notamment par la chrysotile, ou « amiante blanc » (95 p. 100 de la production mondiale), et les amphiboles, qui comprennent cinq espèces distinctes : le crocidolite ou « amiante bleu », l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amiante-asbeste/#i_21517
AMPHIBOLES & PYROXÈNES
Les amphiboles et les pyroxènes, deux groupes de minéraux parfois réunis sous l'appellation de « pyriboles », sont des constituants essentiels des roches métamorphiques et des roches magmatiques. Ils appartiennent à la catégorie des inosilicates ou silicates en chaîne ; les différences entre eux portent surtout sur la présence de radicaux OH dans les amphiboles, alors que les pyroxènes sont anhy […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/amphiboles-et-pyroxenes/#i_21517
ANDALOUSITE
Avec la sillimanite et le disthène, l'andalousite (qui tire son nom de l'Andalousie, province espagnole où ce minéral fut décrit) fait partie du groupe des silicates d'alumine anhydres. C'est un subnésosilicate : la structure cristalline montre des chaînes d'octaèdres AlO 6 , ayant leurs arêtes en commun, liées par des tétraèdres [SiO 4 ] 4 , indépendants les uns des autr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/andalousite/#i_21517
ARGILES
Dans le chapitre « Structure des minéraux argileux » : […] Les minéraux argileux sont des phyllosilicates comme le sont les cristaux de micas (biotite ou muscovite) qui se débitent en lamelles lorsqu'ils sont macroscopiques. Le feuillet élémentaire de chaque espèce peut être décrit par un agencement spécifique de deux types de couches déterminées par la géométrie des polyèdres et la coordinence des cations : la couche tétraédrique et la couche octaédriq […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/argiles/#i_21517
CHLORITES
Dans le chapitre « Caractères physico-chimiques » : […] Du point de vue chimique, les chlorites sont essentiellement des silicates d'aluminium, de fer et de magnésium, qui peuvent contenir en proportions moindres du chrome, du manganèse, du nickel ou du titane, mais qui sont pratiquement dépourvus d'alcalins. Par chauffage, ces minéraux perdent une quantité d'eau importante, représentant 10 à 14 p. 100 du poids initial ; dans les cas typiques, ce dépa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chlorites/#i_21517
CLINOCHLORE
Minéral vert de la famille des chlorites, typiquement monoclinique, d'où son nom, le clinochlore est un aluminosilicate hydraté. Bien qu'à l'analyse chimique, les pourcentages en oxydes puissent varier, sa formule chimique peut s'écrire : (Mg,Al) 3 Mg 3 [Si 3 AlO 10 (OH) 2 ](OH) 6 . Il peut contenir sous forme d'impuretés Ca, Mn et Cr. On en connaît deux variétés ; l'une pauvre en fer, blanchâtre, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/clinochlore/#i_21517
COMÈTES
Dans le chapitre « Composition chimique » : […] Les comètes s'étant formées dans des environnements froids, à des températures inférieures à –170 0 C, elles ont subi peu de modifications chimiques, sauf à leur surface si elles ont été bombardées par des rayons ultraviolets ou des protons cosmiques. Les plus gros objets ont peut-être subi des modifications internes en raison de la chaleur provoquée par la désintégration […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cometes/#i_21517
DATOLITE
Minéral appartenant au groupe des nésosilicates, ou silicates à tétraèdres de SiO 4 isolés. La formule chimique de la datolite est Ca 2 B 2 (SiO 4 ) 2 (OH) 2 ; sa composition est de 37,6 p. 100 de SiO 2 , 35 p. 100 de CaO, 21,8 p. 100 de B 2 O 3 et 5,6 p. 100 de H 2 O. Ses propriétés la rapprochent des zéolites. Elle cristallise dans le système monoclinique, le plus souvent sous des faciès très […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/datolite/#i_21517
DISTHÈNE
Avec la sillimanite et l'andalousite, ce minéral fait partie du groupe des silicates d'alumines anhydres. Le terme de disthène (du grec dis , deux, et sthenos , force) est une allusion à sa dureté, très variable selon les directions. C'est un subnésosilicate : la structure cristalline est constituée d'octaèdres AlO 6 , ayant leurs arêtes en commun, unis […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/disthene/#i_21517
ÉPIDOTES
Ainsi nommées (du grec épidosis , accroissement) pour rappeler que les sections transversales des cristaux sont souvent parallélépipédiques, les épidotes forment un vaste groupe d'espèces minérales, se différenciant par leur composition chimique et le type de cristallisation. Ce sont des sub-sorosilicates, c'est-à-dire qu'en plus du doublet de tétraèdres silice-oxygène, de fo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/epidotes/#i_21517
FELDSPATHS
Dans le chapitre « Feldspathoïdes » : […] Les feldspathoïdes sont des tectosilicates, surtout sodiques ou potassiques, plus pauvres en silice que leurs homologues feldspathiques. Ce sont des minéraux peu fréquents, limités aux roches éruptives alcalines sous-saturées et à quelques formations sédimentaires exceptionnelles. La symétrie est plus élevée que dans les feldspaths ; la densité est plus faible, comprise entre 2,3 et 2,5 ; les ind […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/feldspaths/#i_21517
GEMMES
Dans le chapitre « Silicates autres que les béryls » : […] Le péridot est très anciennement connu. On y distingue trois nuances de vert : vert-jaune à jaune-vert (chrysolite) ; vert olive (olivine) ; vert mousse (péridot stricto sensu ). Ce minéral existe dans les roches ultrabasiques (Égypte, Birmanie). La famille des grenats donne plusieurs gemmes : le pyrope , rou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gemmes/#i_21517
GLAUCONITE
Aluminosilicate ferromagnésien hydraté, de formule (K, Na)(Fe 3+ , Fe 2+ , Al, Mg) 2 3[Si 3 (Si,AL)O 10 ](OH) 2 ,4 H 2 O, la glauconite se cristallise dans le système monoclinique ; elle est rarement observée en petits cristaux hexagonaux, mais plutôt en petits grains arrondis ou en sphérules d'un diamètre allant de 1 à quelques millimètres. Sa c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/glauconite/#i_21517
GRENATS
Les grenats présentent un intérêt comme minéraux constitutifs des roches, spécialement des roches métamorphiques. Ce sont des silicates dont il existe d'assez nombreuses espèces, présentes en des gisements très variés. Dans bien des cas, leur présence et la connaissance de leur composition chimique apportent d'utiles renseignements sur les conditions physiques de formation des roches, d'autant qu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/grenats/#i_21517
HELVITE
Tectosilicate de formule (Mn,Fe,Zn) 8 [BeSiO 4 ] 6 S 2 , ce minéral contient 13,6 p. 100 de BeO et jusqu'à 15 p. 100 de FeO et de 20 à 30 p. 100 de ZnO (genthelvite). L'helvite cristallise dans le système cubique, en hexatétraèdres, et se rencontre sous forme de cristaux tétraédriques ou de masses concrétionnées sphériques. De couleur jaune, jaune-brun, brun-rouge, plus rarement verte, elle est se […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/helvite/#i_21517
HÉMIMORPHITE
Les mineurs appellent indifféremment calamine les divers composés oxydés du zinc. Toutefois, les minéralogistes français réservent cette appellation au silicate de zinc hydraté, l'hémimorphite, dont la formule chimique est SiO 2 , 2 ZnO, H 2 O. Souvent la calamine du mineur n'est pas de l'hémimorphite, mais de la smithsonite. Le terme de calamine peut donc prêter à confusion et on doit lui préfére […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemimorphite/#i_21517
JUPITER, planète
Dans le chapitre « Structures internes et compositions » : […] On ne possède aucune donnée directe sur la structure interne ou sur la composition de ces quatre satellites, mais trois sources d'informations différentes nous apportent des renseignements sur la composition chimique globale : – les températures d'accrétion de ces corps peuvent être déduites des modèles de formation du système solaire ; – la composition chimique de surface est connue grâce aux étu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jupiter-planete/#i_21517
LABRADOR, minéralogie
Tectosilicate, le labrador est un aluminosilicate de sodium et de calcium appartenant à la famille des feldspaths et faisant partie de la série des plagioclases. Le labrador est rarement cristallisé. En masse, il est souvent de couleur brun bleuté à bleu-vert ou mauve et présente surtout une irridescence très caractéristique : sa texture étant lamellaire, l'épaisseur optique des feuillets est de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/labrador-mineralogie/#i_21517
LAZURITE ET LAPIS-LAZULI
Tectosilicate de calcium et de sodium, la lazurite (de l'arabe lazavard , ciel) est un feldspathoïde, c'est-à-dire un minéral voisin du feldspath (minéral essentiel des roches magmatiques) mais moins riche en silice. Elle se caractérise par une couleur bleu azur foncé à bleu-violet et par son association fréquente avec la pyrite et la calcite. Avec ces deux derniers minéraux […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lazurite-et-lapis-lazuli/#i_21517
MARS, planète
Dans le chapitre « De l'eau en abondance » : […] Parallèlement, mais depuis l'orbite cette fois, Omega va détecter l'hydratation des silicates par une bande d'absorption étroite dans l'infrarouge (située à 1,9 μm). Cet important traceur a permis d'identifier la présence de phyllosilicates, dont le plus abondant est la nontronite, un silicate hydraté naturel de fer qui est une argile. Or la présence des ces minéraux constitue la preuve que de l' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mars-planete/#i_21517
MICROCLINE
Tectosilicate de potassium, le microcline est un feldspath potassique très commun. De couleur généralement blanche, rose chair ou grise, les cristaux sont fréquents (prismatiques, trapus, souvent à macles répétées de l'albite et du péricline donnant un fin quadrillage) et peuvent atteindre des dimensions impressionnantes – un spécimen de 10,5 m × 4,5 m × 1,8 m trouvé à Keystone dans le Dakota du S […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microcline/#i_21517
MINÉRALOGIE
Dans le chapitre « Silicates » : […] Les silicates, près de 900 espèces, constituent, avec la silice, environ 95 p. 100 en poids de la totalité des minéraux, d'où leur extrême importance géologique (cf. amphiboles et pyroxènes , argiles , chlorites , feldspaths , grenats , micas , […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mineralogie/#i_21517
PÉRIDOTS
Les péridots tiennent une place essentielle dans la minéralogie du manteau terrestre (péridotites) et dans les phénomènes liés au volcanisme basique (basaltes). Ce sont, dans leur immense majorité, des nésosilicates de fer et de magnésium (olivines), mais des minéraux plus rares, contenant, en proportions variables, du nickel, du manganèse, du plomb, du calcium, font aussi partie de cette famille […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/peridots/#i_21517
PREHNITE
Phyllosilicate de calcium et d'aluminium, la prehnite, minéral répandu, cristallise en masses botryoïdes (en forme de grappes), les associations maclées formant des agrégats en éventail ou en rosette dont les surfaces sont limitées par des arêtes courbes caractéristiques. Elle apparaît aussi en masses microcristallines ou stalactitiques. Les cristaux isolés sont rares, parfois de taille centimétr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prehnite/#i_21517
PYROPHYLLITE
Très semblable au talc, la pyrophyllite est un phyllosilicate d'alumine, de formule chimique : Al 2 (Si 4 O 10 )(OH) 2 , ou Al 2 O 3 , 4 SiO 2 , H 2 O. Elle possède une certaine aptitude à se débiter en feuillets, d'où l'origine de son nom (de deux mots grecs : pyros , feu, et phullon , feuille). À l'analyse, elle apparaît composée de : Al 2 O 3 (28,3 p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pyrophyllite/#i_21517
SATURNE, planète
Dans le chapitre « Propriétés physiques » : […] Titan a une densité moyenne de 1,9. Il est donc vraisemblablement constitué d'un mélange de glaces ( glace d'eau, plus éventuellement glaces d'autres composés volatils) et de silicates en proportion voisine. Les six satellites de taille intermédiaire ont une densité moyenne comprise entre 1,0 et 1,4, et sont donc majoritairement constitués de glaces. Aucune donnée directe ne peut apporter de rense […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/saturne-planete/#i_21517
SERPENTINE
Phyllosilicate hydraté de magnésium qui se présente sous diverses formes minérales portant chacune une appellation. La serpentine, au sens large, cristallise en masse microcristalline compacte ou en agglomérats fibreux. Les cristaux visibles à l'œil nu sont inconnus. La « serpentine noble », variété prisée pour la fabrication de bijoux et de petits objets sculptés, apparaît en masse translucide d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/serpentine/#i_21517
SILLIMANITE
Avec le disthène et l'andalousite, la sillimanite (du nom de Benjamin Silliman) fait partie du groupe des silicates d'alumine anhydres. C'est un subnésosilicate, c'est-à-dire que la trame cristalline est constituée d'octaèdres AlO 6 ayant leurs arêtes en commun, unis entre eux par des tétraèdres [SiO 4 ] 4— , indépendants les uns des autres, ainsi que par des tétraèdres A […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sillimanite/#i_21517
SPHÈNE ou TITANITE
Du grec sphenos (coin), le sphène est un minéral nésosilicate qui cristallise dans le système monoclinique ; il donne des prismes rhombiques, le plus souvent aplatis. Les macles sont fréquentes suivant (100), et plus rares suivant (001). La couleur du sphène varie (jaune, vert, gris, noir, rose ou rouge). L'éclat est adamantin, la dureté est de 5-6, et la densité se trouve e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sphene-titanite/#i_21517
STILBITE ou DESMINE
Tectosilicate hydraté de calcium et de sodium, la stilbite est un minéral typique des associations zéolitiques. Allochromatique, elle décline une large gamme de couleur : blanc, blanchâtre, gris, jaune miel, rougeâtre, parfois rouge brique. Sa principale caractéristique réside dans sa forme cristalline qui permet une identification aisée : cristaux polymaclés dont l'interpénétration croisée, légè […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stilbite-desmine/#i_21517
TALC
Phyllosilicate de magnésium, le talc est un minéral très commun appartenant au même groupe que les micas ou les smectites. Il se caractérise par un toucher onctueux et une dureté très faible. C'est en effet le minéral le plus tendre que l'on connaisse, il se raye très facilement avec l'ongle et est friable entre les doigts. Pour cette raison, les cristaux, rares, sont difficiles à conserver, et l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/talc/#i_21517
TEXTILE
Dans le chapitre « Fibre minérale » : […] L' amiante ou asbeste . Cette fibre minérale composée de silicates complexes de calcium, de magnésium et d'oxyde de fer est extraite de roches filamenteuses telles que la crocidolite, l'amosite et la chrysolite. Cette dernière fournit l'amiante blanche, qui fut la plus appréciée en textile. Après abattage des roches, les blocs sont broyés, lavés et séch […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/textile/#i_21517
TOPAZE
Nésosilicate fluorifère d'aluminium, la topaze est une gemme de valeur, très appréciée sur le marché des joailliers. La couleur caractéristique est le jaune miel, mais elle peut être incolore ou prendre diverses teintes – jaune vif, rose pâle à rose vif, bleu clair, brun orangé ou, plus rarement, vert pâle –, ce qui rend son identification parfois difficile. Elle se distingue cependant par une g […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/topaze/#i_21517
TOURMALINE
Cyclosilicate cristallisant dans le système rhomboédrique. Du mot cinghalais touramali , la tourmaline se présente sous forme de cristaux prismatiques allongés parallèlement à l'axe ternaire. Les plus courants sont de petite taille, mais ils peuvent atteindre 20 centimètres de longueur. Les formes les plus courantes sont les pyramides rhomboédriques, les prismes (le nombre de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tourmaline/#i_21517
URANUS, planète
Dans le chapitre « Les satellites » : […] Avant le passage de Voyager-2, on connaissait cinq satellites d'Uranus, qui tournent tous dans le sens direct sur des orbites quasi circulaires situées – à l'exception de Miranda – dans le plan équatorial de la planète. Ces objets sont très difficiles à voir depuis la Terre. Les deux plus gros, Titania et Obéron , ont été découverts par William Herschel en 1787 ; Ariel et Umbriel étaient détect […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/uranus-planete/#i_21517
ZIRCON
Mot composé à partir du persan, zircon signifie or et lumière. Ce minéral fait partie des silicates à tétraèdres, SiO 4 , isolés (nésosilicates) qui cristallisent, dans le système quadratique, en donnant des formes bitétragonales. Les cristaux se présentent sous la forme de bâtonnets courts isométriques, plus rarement bipyramidés, incolores, ou le plus souvent teintés de jaune orangé, de rouge ou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/zircon/#i_21517
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Pour citer l’article
Jean WYART, « SILICATES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/silicates/