La nucléation, puis la croissance
Tout cristal commence par un germe, un petit amas d'atomes qui tient ensemble selon le bon motif. La nucléation peut se produire seule dans un liquide ou, plus facilement, sur une surface comme la paroi d'une cavité ou un autre cristal. Une fois le germe stable, de nouveaux atomes s'y fixent et le motif s'étend, bien plus vite que le germe ne s'était formé.
Les vrais cristaux poussent plus vite que des cristaux parfaits, car leurs défauts offrent des points d'accroche faciles. Les impuretés peuvent ralentir la croissance ou changer la forme du cristal, ce qui explique qu'un même minéral pousse en aiguilles dans un gisement et en prismes trapus dans un autre. Des conditions lentes et stables favorisent des cristaux moins nombreux et plus grands ; des changements rapides en donnent beaucoup de petits.
Quatre façons dont la nature fabrique des cristaux
La plupart des cristaux de collection suivent l'une de ces quatre voies :
- Depuis la roche fondue : en refroidissant, le magma cristallise des minéraux comme le feldspath et le quartz.
- Depuis l'eau chaude : une eau chaude chargée de métaux circule dans les fractures de la croûte et dépose des minéraux en refroidissant ou en réagissant avec la roche. Beaucoup de filons se forment ainsi, certains dans des calcaires et des dolomies.
- Par altération près de la surface : l'eau de pluie s'infiltre, oxyde les sulfures d'origine et entraîne leurs métaux, qui se recombinent en nouveaux minéraux, dits secondaires. Les géologues parlent de processus supergènes.
- Par évaporation et par le vivant : quand l'eau s'évapore, les minéraux dissous comme le gypse cristallisent ; les organismes fabriquent aussi des cristaux, comme l'aragonite des perles, du corail et de la nacre.
Comment se sont formés les spécimens marocains
Les grands classiques marocains illustrent ces processus.
| Spécimen | Comment il s'est formé |
|---|---|
| Vanadinite, cérusite, wulfénite, anglésite | La galène (sulfure de plomb) s'est altérée près de la surface ; son plomb s'est recombiné avec vanadium, carbonate, molybdate ou sulfate dans la zone oxydée. Les gisements de Mibladen se trouvent dans des calcaires et dolomies du Lias. |
| Azurite et malachite | Les minerais de cuivre se sont altérés dans la zone oxydée ; l'azurite peut ensuite devenir malachite |
| Érythrite | Les arséniures de cobalt comme la skuttérudite se sont altérés à Bou Azzer, libérant cobalt et arsenic recombinés en érythrite |
| Rose des sables | Le gypse a cristallisé dans le sable humide, au-dessus d'une nappe riche en sulfates, sous l'effet de l'évaporation |
| Géode | Une eau minéralisée s'est infiltrée dans un creux de roche et l'a tapissé de cristaux des parois vers le centre |
| Aragonite | Carbonate de calcium d'une autre structure que la calcite ; instable en surface, il redevient lentement calcite |
Pourquoi c'est utile à l'achat
Savoir comment un minéral se forme aide à repérer ce qui cloche. Les minéraux secondaires comme la vanadinite poussent sur les parois des cavités et sur des minéraux comme la barytine dans la zone oxydée ; un groupe de vanadinite posé sur une roche où il n'aurait jamais pu pousser trahit un composite collé. Les géodes se tapissent des parois vers le centre : une « géode » aux pointes identiques sur une coque parfaitement lisse mérite un examen.
Les questions des collectionneurs
Comment se forment les cristaux ?
Des atomes s'assemblent en un petit germe ordonné, puis d'autres s'y fixent et le motif s'étend. Dans la nature, cela se produit quand le magma refroidit, quand une eau chaude dépose des minéraux, quand l'eau de surface altère un minerai en nouveaux minéraux, et quand l'eau s'évapore.
Combien de temps faut-il pour former un cristal ?
Cela varie énormément : de quelques heures en laboratoire à des temps géologiques dans la roche. Des conditions lentes et stables donnent en général de plus grands cristaux.
Pourquoi certains cristaux sont-ils plus gros ?
Les grands cristaux demandent une croissance lente et stable, avec peu de germes en concurrence. Des changements rapides donnent beaucoup de petits cristaux.
Qu'est-ce qu'un minéral secondaire ?
Un minéral formé par l'altération d'un minéral antérieur, comme la vanadinite et la cérusite issues de la galène altérée.