Bronzite — Formation, géologie et « variétés » paragenétiques
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Formation et géologie
Bronzite : formation, contextes géologiques, textures et variétés paragenétiques
La bronzite est une variété bronze-brun d'orthopyroxène dans la série enstatite–ferrosilite, décrite plus précisément en pétrologie moderne comme un orthopyroxène Mg-Fe plutôt que comme une espèce minérale distincte. Elle se forme dans des systèmes géologiques à haute température et riches en magnésium : péridotites du manteau, intrusions mafiques en couches, norites, pyroxénites, laves ultramafiques, roches de faciès granulite et certaines météorites. Son éclat bronze familier reflète une histoire plus profonde de cristallisation, refroidissement, exsolution, séparation, déformation, oxydation et altération.
La bronzite est un orthopyroxène riche en Mg et contenant du fer avec la formule approximative (Mg,Fe)2Si2O6Sa chimie se situe entre l'enstatite et la ferrosilite, et son identité exacte est mieux confirmée par la composition, la roche hôte et la texture.
La bronzite se forme là où des roches saturées en silice et riches en magnésium s'équilibrent à haute température. Elle peut cristalliser à partir de magma, s'équilibrer dans le manteau, croître lors d'un métamorphisme de haut grade et sec, ou survivre comme minéral résiduel ultérieurement altéré en bastite, serpentine, talc, amphibole ou oxyde de fer.
Un orthopyroxène bronze aux racines géologiques profondes
La bronzite est une variété d'orthopyroxène brun à bronze appréciée pour son éclat métallique chaud, sa sensation dense et son lien avec les roches mafiques et ultramafiques à haute température. À l'état de spécimen à main, elle est généralement reconnue par sa couleur bronze-brun, son éclat réfléchissant subtil, ses deux clivages pyroxéniques proches de l'angle droit, et son association avec l'olivine, le clinopyroxène, le plagioclase, la spinelle, la chromite, la serpentine ou les silicates métamorphiques de haut grade.
Son histoire géologique est plus vaste que son apparence. La bronzite peut se former dans les roches du manteau en tant que partie de la lherzolite et de l'harzburgite, où elle enregistre la fusion partielle et l'équilibre du manteau. Elle peut cristalliser dans des intrusions mafiques en couches, où l'orthopyroxène s'accumule comme minéral cumulatif ou intercumulus. Elle peut apparaître dans les norites et orthopyroxénites, dans des roches de faciès granulite qui se sont équilibrées sous des conditions chaudes et sèches, ainsi que dans des matériaux extraterrestres où le pyroxène pauvre en calcium enregistre les premiers processus du Système solaire.
Le terme « bronzite » reste particulièrement utile dans les contextes de spécimens à main, de lapidaires et de collection. En pétrologie technique, « orthopyroxène » accompagné d'une composition mesurée est plus précis, car l'identité du pyroxène dépend du rapport Fe-Mg, de la teneur en calcium, de la teneur en aluminium, de l'ordre structural, de l'état d'exsolution et de l'histoire pression-température. Un éclat bronze poli peut amorcer l'identification, mais la roche hôte complète l'interprétation.
Ce qu’est la bronzite en pétrologie moderne
La bronzite appartient à la famille des orthopyroxènes, un groupe de silicates à chaîne simple avec deux clivages proches de 90 degrés. Elle fait partie de la série de solution solide enstatite–ferrosilite, où le magnésium et le fer se substituent dans la structure cristalline.
Orthopyroxène Mg-Fe
Les membres principaux de la série orthopyroxène sont l’enstatite, Mg2Si2O6, et ferrosilite, Fe2Si2O6. La bronzite est typiquement riche en magnésium mais porteuse de fer, produisant des tons bruns, bronze, brun doré et brun verdâtre.
Nom de variété descriptive
« Bronzite » est un terme de variété descriptive pour l’orthopyroxène brun bronze. Les rapports géologiques formels utilisent généralement « orthopyroxène » avec la composition chimique, la roche hôte et le contexte textural.
Pyroxène orthorhombique
L’orthopyroxène est orthorhombique et appartient au groupe des pyroxènes. Sa structure cristalline permet la substitution Fe-Mg et de faibles quantités de calcium, aluminium, chrome, titane, manganèse, sodium et d’autres éléments selon les conditions de formation.
| Propriété | Expression typique dans la bronzite | Signification géologique |
|---|---|---|
| Groupe minéral | Orthopyroxène dans le groupe des pyroxènes. | Indique des environnements silicatés à haute température, en particulier les systèmes mafiques et ultramafiques. |
| Formule approximative | (Mg,Fe)2Si2O6. | Le rapport Mg-Fe enregistre la composition du magma, l’équilibre dans le manteau ou les conditions de réaction métamorphique. |
| Couleur | Brun, bronze, brun verdâtre, brun noirâtre ou brun doré en lumière réfléchie. | Influencée par la teneur en Fe, les exsolutions, les inclusions, l’oxydation, l’altération et la texture de surface. |
| Schiller | Réflexion métallique douce à soyeuse bronze sur certaines surfaces de séparation, de clivage ou polies. | Souvent associée à des lamelles fines, plans de séparation, inclusions orientées ou microtextures liées à l’altération. |
| Clivage | Deux plans de clivage proches de 90 degrés, typiques des pyroxènes. | Utile pour séparer la bronzite des amphiboles, micas, quartz, feldspaths et imitations vitreuses. |
| Dureté et densité | Mohs environ 5–6 ; densité spécifique généralement autour de 3,2–3,4. | Modérément dur et relativement dense comparé aux roches hôtes riches en feldspath. |
Comment se forme la bronzite
La bronzite se forme par plusieurs voies géologiques à haute température. Chaque voie laisse une association minérale et une texture différentes, allant des grains en équilibre dans le manteau aux cristaux cumulatifs, mosaïques métamorphiques, plaques contenant des exsolutions et pseudomorphes de bastite altérée.
- Cristallisation magmatique. Dans les magmas mafiques et ultramafiques riches en magnésium et saturés en silice, l'orthopyroxène cristallise avec l'olivine, clinopyroxène, plagioclase, spinelle, chromite et oxydes Fe-Ti. Dans les intrusions en couches, l'orthopyroxène accumulé peut produire des couches cumulat d'orthopyroxénite, bronzitite, norite, webstérite ou gabbro.
- Équilibre mantellique. Dans les roches mantelliques péridotitiques, la bronzite se trouve comme orthopyroxène dans la lherzolite, l'harzburgite et assemblages associés. Elle s'équilibre avec l'olivine, clinopyroxène, spinelle ou grenat, et sa chimie peut conserver des informations sur la pression, la température, l'appauvrissement et le métasomatisme.
- Refroidissement et exsolution. Les pyroxènes à haute température peuvent contenir plus de calcium, aluminium ou composants mixtes qu'ils ne peuvent en retenir à basse température. En refroidissant, de fines lamelles de clinopyroxène ou d'autres phases peuvent s'exsolver dans l'orthopyroxène, produisant des textures microscopiques et, dans certains spécimens, un schiller visible.
- Métamorphisme de haut grade. Dans les roches de faciès granulite, l'orthopyroxène peut croître lors d'un métamorphisme sec à haute température. Les réactions impliquent amphibole, biotite, clinopyroxène, quartz, feldspath, grenat et faible teneur en eau ou CO2Les fluides riches en - peuvent stabiliser les assemblages contenant de l'orthopyroxène.
- Cristallisation des laves ultramafiques. Dans les systèmes volcaniques riches en Mg comme les komatiites et les laves ultramafiques associées, l'orthopyroxène peut se présenter sous forme de phénocristaux, grains cumulatifs, cristaux squelettiques ou produits de réaction liés à un refroidissement rapide et des magmas très chauds.
- Cristallisation météoritique. Le pyroxène pauvre en calcium de composition enstatite-bronzite se trouve dans les chondrites ordinaires et les achondrites différenciées telles que les diogénites. Ces pyroxènes enregistrent la cristallisation précoce du Système solaire, le chauffage du corps parent et la différenciation des astéroïdes.
- Hydratation et altération. Après la formation primaire, la bronzite peut être partiellement ou totalement remplacée par de la serpentine, bastite, amphibole, chlorite, talc, minéraux carbonatés, argileux ou oxydes de fer. Ces altérations ultérieures peuvent préserver la forme cristalline originale tout en modifiant la minéralogie et l'apparence.
Contextes magmatiques hôtes
De nombreux spécimens de bronzite proviennent de roches ignées où l'orthopyroxène s'est cristallisé à partir d'un magma mafique ou ultramafique. Ces contextes incluent les intrusions en couches, les norites, gabbros, orthopyroxénites, pyroxénites, komatiites et roches à haute température associées.
Orthopyroxène cumulat
Les grandes intrusions mafiques peuvent refroidir assez lentement pour développer des couches cumulat rythmiques. Les cristaux d'orthopyroxène se déposent, croissent et réagissent avec le magma piégé, produisant des couches d'orthopyroxénite, bronzitite, webstérite, norite et gabbro.
Plagioclase plus orthopyroxène
La norite est dominée par le plagioclase et l'orthopyroxène. Les norites à bronzite peuvent présenter des cristaux grossiers, des lamelles d'exsolution, des bordures de réaction et des intercroissances avec du clinopyroxène, des oxydes ou de l'olivine.
Systèmes volcaniques riches en Mg
Les roches komatiitiques et ultramafiques associées peuvent contenir de l'orthopyroxène en phénocristaux, cumulus ou textures de croissance rapide. Ces roches enregistrent des magmas très chauds riches en Mg et des processus précoces dérivés du manteau.
Minéraux précoces à cotectiques
- Olivine dans les systèmes très riches en Mg.
- Orthopyroxène lorsque l'activité de la silice est suffisante.
- Chromite, spinelle, magnétite ou ilménite selon la fugacité de l'oxygène et la chimie du magma.
- Clinopyroxène au fur et à mesure du refroidissement et de l'évolution du magma.
Phases tardives ou intercumulus
- Plagioclase dans les roches noritiques et gabbroïques.
- Oxydes Fe-Ti dans les systèmes mafiques évolués.
- Amphibole ou biotite si des fluides hydratés tardifs entrent dans le système.
- Serpentine, talc, chlorite, minéraux carbonatés et oxydes de fer lors de l'altération.
Péridotites du manteau, ophiolites et xénolithes
Dans les roches du manteau, la bronzite n'est pas simplement un grain minéral bronzé. C'est une phase majeure formant la roche qui aide à enregistrer l'état physique et chimique du manteau supérieur.
Olivine plus orthopyroxène
L'harzburgite est une roche de manteau appauvrie dominée par l'olivine et l'orthopyroxène, souvent avec du spinelle ou un clinopyroxène mineur. La bronzite dans l'harzburgite peut enregistrer une fusion partielle qui a retiré un magma basaltique du manteau.
Assemblage de manteau fertile
La lherzolite contient de l'olivine, de l'orthopyroxène et du clinopyroxène, avec du spinelle ou du grenat selon la profondeur. La bronzite ici peut préserver une chimie d'équilibre utile pour l'interprétation pression-température.
Lithosphère océanique sur terre
Les complexes ophiolitiques exposent des tranches de croûte océanique et de manteau supérieur. Les péridotites à bronzite dans ces ceintures sont souvent serpentinées, produisant des pseudomorphes de bastite après orthopyroxène.
| Type de roche | Assemblage minéral typique | Importance de la bronzite | Altération tardive courante |
|---|---|---|---|
| Harzburgite | Olivine + orthopyroxène ± spinelle ± clinopyroxène mineur. | Enregistre un manteau appauvri après extraction de fusion. | Serpentine, magnétite, talc, minéraux carbonatés et bastite après orthopyroxène. |
| Lherzolite | Olivine + orthopyroxène + clinopyroxène ± spinelle ou grenat. | Enregistre l'équilibre du manteau fertile ou moins appauvri. | Serpentinisation, altération talc-carbonate et recouvrement amphibolique. |
| Orthopyroxénite | Dominé par l'orthopyroxène avec une minorité d'olivine, de clinopyroxène ou de spinelle. | Peut représenter des couches cumulées, des zones de réaction du manteau ou des veines riches en pyroxène. | Bastite, chlorite, talc, serpentine, minéraux carbonatés et taches de fer. |
| Xénolithe du manteau | Olivine + orthopyroxène + clinopyroxène ± spinelle ou grenat. | Fournit une preuve directe de la composition du manteau transportée vers la surface par le magma basaltique. | Bords de réaction, verre, oxydation et altération le long des fractures après l'éruption. |
L'orthopyroxène comme enregistreur du manteau
Dans les échantillons du manteau, la chimie de l'orthopyroxène peut conserver des informations sur la température et la pression d'équilibre, l'appauvrissement en fusion, le métasomatisme et la refertilisation ultérieure. La bronzite dans ces roches fait partie d'une archive pression-température et chimique.
Granulites, charnockites et roches sèches à haute température
L'orthopyroxène porteur de bronzite peut aussi croître lors d'un métamorphisme de haut grade. Dans les roches de faciès granulite, l'orthopyroxène est un marqueur de haute température, d'activité de l'eau relativement faible et de conditions profondes de la croûte.
Mosaïques crustales à haute température
Les granulites présentent couramment des textures granoblastiques : des grains minéraux équidimensionnels se rejoignant à des limites stables. L'orthopyroxène peut se trouver avec du plagioclase, du quartz, du clinopyroxène, du grenat, du feldspath potassique et des oxydes.
Roches quartz-feldspath contenant de l'orthopyroxène
Les roches charnockitiques contiennent de l'orthopyroxène avec du quartz et du feldspath, reflétant souvent un métamorphisme de haut grade sec ou une cristallisation ignée sous des conditions de faible teneur en eau. Les grains de type bronzite peuvent apparaître bruns ou brun verdâtre.
Croissance lors de la déshydratation
L'orthopyroxène peut se former par des réactions de déshydratation impliquant l'amphibole ou la biotite dans des roches à chimie appropriée. Ces réactions indiquent une augmentation de la température, une diminution de l'activité de l'eau ou du CO2Conditions fluides riches en -
Signaux progrades
- L'amphibole ou la biotite se décompose lors du chauffage.
- L'orthopyroxène croît avec du quartz, du feldspath, du grenat ou du clinopyroxène.
- Les textures granoblastiques se forment lorsque les grains se recristallisent et s'équilibrent.
- Une faible activité de l'eau stabilise les assemblages minéraux anhydres.
Signaux rétrogrades
- Les bordures d'orthopyroxène sont remplacées par de l'amphibole, de la biotite, de la chlorite, de la serpentine ou du talc.
- Hydratation le long des fissures et des limites de grains.
- Développement d'halos d'altération verdâtres.
- Perte de l'éclat bronze lorsque le remplacement est avancé.
Pyroxène à composition bronzite dans les météorites
Le pyroxène pauvre en calcium avec des compositions en enstatite-bronzite se trouve dans plusieurs groupes de météorites. Ces grains ne sont pas de simples ressemblants terrestres ; ils enregistrent la cristallisation, le métamorphisme thermique, le choc et la différenciation du corps parent au-delà de la Terre.
Mélanges primitifs silicate-métal
Les chondrites ordinaires contiennent couramment de l'olivine et du pyroxène à faible teneur en calcium avec du métal et des sulfures. Une terminologie plus ancienne faisait parfois référence aux chondrites olivine-bronzite, reflétant l'abondance de pyroxène de composition bronzite.
Orthopyroxénite de corps différenciés
Les diogénites sont dominées par l'orthopyroxène et sont interprétées comme des roches cumulées provenant de croûtes d'astéroïdes différenciés. Leurs pyroxènes peuvent être liés compositionnellement aux champs enstatite-bronzite.
Textures venues de l'espace
Le pyroxène météoritique peut présenter une bréchification, des caractéristiques de choc, une exsolution, une recristallisation et des effets métamorphiques thermiques. Une provenance et une classification vérifiées sont essentielles pour toute description de bronzite météoritique.
Textures révélant l'histoire de la bronzite
Les textures de la bronzite enregistrent comment le minéral a grandi, refroidi, déformé et altéré. Une face polie peut montrer sa beauté, mais un géologue lit la même surface comme un enregistrement de l'histoire de la cristallisation et des réactions.
Cristaux déposés ou accumulés
Dans les intrusions en couches, l'orthopyroxène peut se présenter sous forme de grains étroitement emballés qui ont grandi, se sont déposés ou accumulés à partir du magma. Des minéraux intercumulus tels que le plagioclase, le clinopyroxène ou les oxydes peuvent remplir les espaces entre les cristaux de bronzite plus anciens.
Refroidissement inscrit à l'intérieur des cristaux
De fines lamelles à l'intérieur de l'orthopyroxène peuvent se former lorsque la solution solide à haute température se décompose lors du refroidissement. Ces lamelles peuvent contribuer au schiller et aider à reconstituer la vitesse de refroidissement et l'histoire thermique.
Texture d'équilibre métamorphique
Dans les granulites, la bronzite peut se présenter sous forme de grains équidimensionnels avec des limites droites ou courbées en douceur. Les jonctions triples et même la taille des grains indiquent une recristallisation et un équilibre à haute température.
L'éclat bronze
L'éclat caractéristique de la bronzite se développe sur les surfaces de séparation, de clivage ou polies où les microtextures alignées réfléchissent la lumière. Le schiller peut être le plus fort là où les lamelles, inclusions ou microfissures sont orientées de manière cohérente.
Limites entre les phases
La bronzite peut présenter des bordures contre l'olivine, le plagioclase, la spinelle, le quartz ou d'autres phases selon l'historique des réactions. Ces bordures peuvent révéler une composition de fusion changeante, une réaction métamorphique ou un déséquilibre lors du refroidissement.
Forme altérée d'orthopyroxène
La bastite se forme lorsque l'orthopyroxène est remplacé par des minéraux de serpentine le long des plans de clivage et de séparation. Le contour cristallin original peut rester, mais la minéralogie passe du pyroxène à des produits d'altération hydratés.
| Texture | Cadre typique | Ce que cela indique | Apparence |
|---|---|---|---|
| Tissu cumulatif | Intrusions mafiques en couches, orthopyroxénites, norites. | Accumulation de cristaux, refroidissement lent et différenciation du magma. | Cristaux serrés, couches rythmiques, matériau intercumulus. |
| Lamelles d'exsolution | Orthopyroxène igné et mantellique refroidi lentement. | Démixion lors du refroidissement et de la rééquilibration. | Fines lignes internes ou éclat ; visible au microscope ou comme schiller. |
| Texture granoblastique | Granulites et charnockites. | Recristallisation métamorphique à haute température. | Grains en mosaïque avec des limites stables. |
| Croissance en spinifex ou en forme de lame | Roches volcaniques riches en Mg et laves ultramafiques. | Croissance rapide des cristaux dans des coulées riches en Mg chaudes. | Cristaux allongés, réseaux en lames, textures squelettiques. |
| Remplacement par la bastite | Péridotites serpentinées et roches ultramafiques altérées. | Hydratation de l'orthopyroxène lors de la serpentinisation. | Pseudomorphes verts soyeux, bruns ou bronze après bronzite. |
| Couronne de réaction | Limites de déséquilibre métamorphique et igné. | Réaction minérale entre phases adjacentes. | Fins bordures d'amphibole, spinelle, grenat, pyroxène ou minéraux d'altération. |
Métamorphisme, serpentinisation et voies d'altération
La bronzite est stable dans des environnements secs à haute température, mais elle est vulnérable à l'hydratation et à l'altération à basse température. Les fluides peuvent la transformer en serpentine, bastite, talc, amphibole, chlorite, minéraux argileux, minéraux carbonatés ou oxydes de fer.
Hydratation ultramafique
Dans les péridotites et pyroxénites, l'eau réagit avec l'olivine et le pyroxène pour former des minéraux de serpentine, de la magnétite, de la brucite et d'autres produits d'altération. L'orthopyroxène peut être remplacé par de la bastite, préservant la texture contrôlée par le clivage et la forme cristalline.
- Commun dans les ophiolites et les péridotites du manteau.
- Produit des textures de remplacement vertes, soyeuses ou fibreuses.
- Peut préserver les contours originaux de la bronzite sous forme de pseudomorphes.
- Souvent associé à la magnétite et aux textures en maille de serpentine après l'olivine.
Retour des minéraux hydratés
Dans les granulites et les roches mafiques, l'orthopyroxène peut être remplacé par de l'amphibole, de la biotite, de la chlorite ou du talc lors du refroidissement et de l'infiltration de fluides. Ces transformations enregistrent un passage de conditions sèches à haute température à des environnements plus humides et à plus basse température.
- Des bordures d'amphibole peuvent se former autour des grains d'orthopyroxène.
- La chlorite ou la serpentine peuvent se développer le long des fractures.
- Le talc peut se former lorsque des fluides riches en silice altèrent le pyroxène riche en Mg.
- Les oxydes de fer peuvent tacher les surfaces de clivage altérées en bronze, rouge-brun ou noir.
| Produit d'altération | Environnement typique | Indice visuel | Interprétation |
|---|---|---|---|
| Bastite | Roches ultramafiques serpentinées. | Pseudomorphes verts soyeux, bruns ou bronze après orthopyroxène. | Hydratation de la bronzite tout en conservant la forme cristalline originale. |
| Serpentine | Péridotite, pyroxénite, ophiolite, roches du manteau. | Masses vertes, cireuses à soyeuses le long des fractures et des plans de clivage. | Hydratation à basse température des silicates riches en Mg. |
| Amphibole | Roches mafiques et granulites rétrogressées. | Bords ou taches de remplacement vert foncé. | Recouvrement hydraté sur un assemblage porteur de pyroxène précédemment sec. |
| Talc | Altération riche en silice des roches riches en Mg. | Matériau doux, pâle, savonneux le long des fractures ou zones de remplacement. | Addition de silice et hydratation du pyroxène riche en Mg ou de roche ultramafique. |
| Oxydes de fer | Surfaces altérées et fractures oxydées. | Taches rouille-brun, rouge, jaune ou noire. | Oxydation du pyroxène ferrifère et des minéraux associés. |
| Chlorite | Altération rétrograde de faciès schiste vert à faible grade. | Matériau de remplacement vert feuilleté ou terreux. | Hydratation et refroidissement après formation à plus haute température. |
Variétés paragenétiques et types d'origine géologique
Les catégories ci-dessous ne sont pas des espèces minérales distinctes. Elles décrivent comment et où l'orthopyroxène porteur de bronzite s'est formé ou a été altéré par la suite.
| Type d'origine | Roche hôte typique | Texture et indices | Associés courants | Valeur interprétative |
|---|---|---|---|---|
| Bronzite cumulat magmatique | Orthopyroxénite, bronzitite, norite, intrusion mafique stratifiée. | Grains d'orthopyroxène compactés, stratification rythmique, plagioclase ou clinopyroxène intercumulus. | Olivine, clinopyroxène, plagioclase, chromite, magnétite, ilménite. | Enregistre la cristallisation fractionnée, le stratification de chambre magmatique et le refroidissement lent. |
| Bronzite noritique | Norite et gabbro noritique. | Orthopyroxène bronzé avec cadre de plagioclase, lamelles d'exsolution et texture ignée grossière. | Plagioclase, augite, oxydes, olivine, apatite. | Indique une cristallisation magmatique mafique saturée en silice. |
| Bronzite mantellique | Harzburgite, lherzolite, péridotite, xénolithe mantellique. | Orthopyroxène grossier avec olivine, spinelle ou grenat ; déformation et exsolution possibles. | Olivine, clinopyroxène, spinelle, grenat, chromite. | Enregistre les conditions pression-température du manteau, la fusion partielle, l'appauvrissement et le métasomatisme. |
| Bronzite ophiolitique | Péridotite et pyroxénite dans les complexes ophiolitiques. | Orthopyroxène relictuelle dans une roche serpentinisée ; remplacement par bastite fréquent. | Serpentine, magnétite, chromite, talc, minéraux carbonatés. | Représente du matériel mantellique océanique exposé à la surface et ultérieurement hydraté. |
| Bronzite volcanique riche en Mg | Lave ultramafique, komatiite, système basaltique riche en Mg. | Phénocristaux, textures squelettiques ou en lame, association spinifex, formes de croissance rapide. | Olivine, chromite, clinopyroxène, sulfures, produits d'altération du verre volcanique. | Indique un magma très chaud riche en Mg et un refroidissement rapide ou un développement cumulat. |
| Bronzite de faciès granulite | Granulite, charnockite, gneiss mafique. | Orthopyroxène granoblastique avec quartz, feldspath et assemblages de haute qualité. | Quartz, plagioclase, feldspath potassique, grenat, clinopyroxène, biotite, oxydes. | Enregistre un métamorphisme sec à haute température et un équilibre profond de la croûte. |
| Bronzite météoritique | Chondrite ordinaire, diogénite, achondrite orthopyroxénitique. | Pyroxène pauvre en calcium dans les chondres, la matrice ou l'orthopyroxénite cumulée. | Olivine, plagioclase, métal, sulfures, chromite. | Enregistre la cristallisation précoce du Système solaire, le métamorphisme du corps parent et la différenciation des astéroïdes. |
| Bastite après bronzite | Péridotite serpentinée ou orthopyroxénite altérée. | Pseudomorphes soyeux préservant la forme originale de l'orthopyroxène et le motif de clivage. | Serpentine, magnétite, talc, minéraux carbonatés, olivine résiduelle ou chromite. | Enregistre l'hydratation et l'altération de l'orthopyroxène après sa formation primaire. |
Minéraux associés et leur signification
Les associés de la bronzite sont le moyen le plus rapide d'interpréter son origine. Le même orthopyroxène bronzé signifie des choses différentes lorsqu'il se trouve avec de l'olivine et du spinelle, du plagioclase et de l'augite, du quartz et du feldspath, ou de la serpentine et de la magnétite.
| Association | Hôte ou contexte probable | Signification interprétative | Observation utile |
|---|---|---|---|
| Olivine + bronzite + spinelle | Harzburgite, lherzolite, péridotite mantellique. | Équilibre du manteau supérieur, appauvrissement ou origine mantellique ophiolitique. | Vérifiez la présence de maille de serpentine après l'olivine et de bastite après l'orthopyroxène. |
| Bronzite + clinopyroxène | Webstérite, pyroxénite, cumul gabbroïque, roche du manteau. | Cristallisation riche en pyroxène ou assemblage du manteau. | Distinguez l'orthopyroxène du clinopyroxène par le clivage, la couleur et les propriétés optiques. |
| Bronzite + plagioclase | Norite, gabbro noritique, intrusion mafique. | Cristallisation magmatique mafiques saturée en silice. | Recherchez une texture ignée interverrouillée et une possible exsolution dans le pyroxène. |
| Bronzite + quartz + feldspath | Granulite, charnockite, gneiss porteur d'orthopyroxène. | Métamorphisme crustal à haute température et sec ou histoire ignée/métamorphique charnockitique. | Recherchez une texture granoblastique, de la perthite de feldspath, du grenat et de la biotite ou amphibole rétrograde. |
| Bronzite + chromite | Cumul ultramafique, ophiolite, péridotite porteuse de chromitite. | Magmatisme mafiques-ultramafiques ou roche du manteau avec phases riches en chrome. | Vérifiez si l'orthopyroxène est primaire ou remplacé par de la bastite. |
| Bronzite + serpentine + magnétite | Roche ultramafique serpentinée. | Hydratation et altération de péridotite primaire ou pyroxénite. | Recherchez des pseudomorphes soyeux, des grains de magnétite et une texture en maille après l'olivine. |
| Bronzite + métal + olivine | Chondrite ordinaire ou matériau météoritique. | Assemblage silicaté-métallique extraterrestre. | Nécessite une provenance météoritique vérifiée et une documentation scientifique. |
Identification sur le terrain et tests pratiques
La bronzite peut être reconnue à l’œil nu, mais l’identification fiable s’améliore lorsque la couleur, le clivage, la roche hôte, les minéraux associés, la dureté, la densité et la texture sont considérés ensemble.
Pyroxène bronze-brun
- Couleur brun, bronze, brun verdâtre ou brun noirâtre.
- Éclat métallique doux sur les plans de clivage ou surfaces polies.
- Deux clivages proches de 90 degrés.
- Dureté autour de 5–6.
- Gravité spécifique autour de 3,2–3,4, donnant une sensation dense et solide.
Le contexte est diagnostique
- Avec olivine et spinelle : péridotite ou origine mantellique.
- Avec plagioclase : norite ou intrusion mafique.
- Avec quartz et feldspath : granulite ou charnockite.
- Avec de la serpentine et de la magnétite : roche ultramafique altérée.
- Avec du métal et des caractéristiques météoritiques vérifiées : contexte météoritique possible.
Distinctions utiles
- Pas de réaction à l’acide dans des conditions normales de terrain.
- Ce n’est pas vitreux comme l’obsidienne ou le quartz.
- Ce n’est pas élastique ni feuilleté comme la mica.
- Ce n’est pas une amphibole si le clivage est proche de 90 degrés plutôt que 60 et 120 degrés.
- L’éclat métallique seul n’est pas une preuve ; la roche hôte et le clivage comptent.
| Ressemblance | Pourquoi elle peut être confondue | Comment la distinguer de la bronzite |
|---|---|---|
| Hypersthène | Également une variété d’orthopyroxène et montre souvent un éclat métallique. | Historiquement considérée plus riche en Fe que la bronzite ; la pratique moderne privilégie la composition mesurée de l’orthopyroxène. |
| Enstatite | Membre riche en Mg de l’orthopyroxène ; peut être pâle à brun. | La bronzite désigne généralement un matériau bronze-brun plus riche en fer ; l’analyse chimique donne la meilleure distinction. |
| Augite | Pyroxène avec un clivage similaire et une couleur sombre. | L’augite est un clinopyroxène, souvent vert-noir plus foncé et optiquement distinct ; la bronzite est un orthopyroxène. |
| Hornblende | Habitus prismatique sombre et association à des roches mafiques. | L’hornblende a un clivage amphibole proche de 60 et 120 degrés, généralement avec un aspect plus éclaté et une plus forte elongation. |
| Biotite | Couleur brun à bronze et surfaces réfléchissantes. | La biotite forme des feuillets élastiques avec un clivage parfait ; la bronzite a un clivage pyroxène et ne ressemble pas à la mica. |
| Serpentine bronzée ou bastite | Peut conserver la forme de l’orthopyroxène et montrer un éclat soyeux bronze-vert. | La bastite est une altération de l’orthopyroxène, plus tendre et plus fibreuse ou soyeuse ; la bronzite fraîche est plus dure et ressemble au pyroxène. |
| Obsidienne ou quartz fumé | Aspect sombre, brillant ou brun sur les pièces polies. | Le quartz et l’obsidienne n’ont pas de clivage en pyroxène et ne se présentent pas sous forme de grains d’orthopyroxène dans les assemblages mafiques-ultramafiques. |
Coupe mince et caractéristique en laboratoire
Au microscope, la bronzite est identifiée comme orthopyroxène. Les caractéristiques pétrographiques clarifient si un grain est magmatique primaire, équilibré au manteau, métamorphique, exsolvé, déformé ou altéré.
Couleur et relief
- Généralement incolore à brun pâle, vert pâle ou faiblement pléochroïque selon la teneur en Fe.
- Relief modéré à élevé par rapport au feldspath et au quartz.
- Des traces de clivage peuvent être visibles dans les sections prismatiques.
- L'altération peut apparaître sous forme de serpentine trouble, amphibole, chlorite ou talc le long des fissures et des marges.
Extinction et interférence
- Les faibles couleurs d'interférence d'ordre un sont typiques.
- Une extinction presque parallèle dans les sections appropriées distingue l'orthopyroxène de nombreux clinopyroxènes.
- Les lamelles d'exsolution peuvent être visibles comme des traits parallèles fins.
- La déformation peut produire une extinction ondulante, des bandes de flexion ou des textures de sous-grains.
| Observation | Implication probable | Usage géologique |
|---|---|---|
| Lamelles d'exsolution | Refroidissement lent et rééquilibrage du pyroxène. | Interprète l'histoire thermique de l'intrusion, de la roche mantellique ou du corps métamorphique. |
| Extinction ondulante | Déformation et contrainte cristalline. | Enregistre le stress tectonique, le flux du manteau ou la déformation métamorphique. |
| Remplacement par la bastite | Hydratation de l'orthopyroxène. | Documente la serpentinisation et l'infiltration de fluides. |
| Limites granoblastiques | Recristallisation métamorphique à haute température. | Soutient l'interprétation en faciès granulite. |
| Zones de réaction | Déséquilibre minéral lors du refroidissement, métamorphisme ou réaction avec des fluides. | Contraint les changements de pression, température, chimie du magma ou des fluides. |
| Teneur élevée en Al ou Ca dans l'analyse | Substitution dépendante de la pression-température ou rééquilibrage incomplet. | Peut soutenir la géothermobarométrie lorsqu'elle est utilisée avec d'autres minéraux. |
Valeur en laboratoire de la chimie de l'orthopyroxène
L'analyse par microsonde électronique ou méthode similaire peut déterminer le nombre de Mg, la teneur en Fe, calcium, aluminium, chrome, titane et éléments mineurs. Ces données aident à distinguer la bronzite des autres orthopyroxènes et permettent d'interpréter la température de cristallisation, l'équilibre du manteau ou les conditions métamorphiques lorsqu'elles sont associées à d'autres minéraux.
Où les roches contenant de la bronzite sont couramment trouvées
L'orthopyroxène contenant de la bronzite se trouve dans le monde entier. Les régions ci-dessous sont des contextes géologiques représentatifs plutôt qu'une liste complète de localités.
Bushveld, Stillwater, Great Dyke, Skaergaard
Les grandes intrusions mafiques en couches conservent des couches cumulées d'orthopyroxène, norite, pyroxénite et couches porteuses d'oxydes. L'orthopyroxène de type bronzite dans ces systèmes enregistre la cristallisation fractionnée, la stratification de la chambre magmatique et le refroidissement lent.
Alpes, Oman, Troodos, Californie, Turquie
Les ophiolites exposent le manteau et la croûte océaniques. Les péridotites et pyroxénites contenant de la bronzite peuvent être fraîches par endroits mais sont souvent serpentinées, produisant des textures d'altération en bastite et vertes.
Inde, Sri Lanka, Canada, Antarctique, Afrique de l'Est
Les terrains métamorphiques de haute qualité contiennent des granulites et charnockites portant de l'orthopyroxène. L'orthopyroxène de type bronzite dans ces roches reflète des conditions métamorphiques crustales profondes et sèches.
Intrusions mafiques et suites liées à l'anorthosite
La norite et le gabbro noritique hébergent de l'orthopyroxène avec du plagioclase, du clinopyroxène et des oxydes. Ces roches peuvent contenir des cristaux bruns bronze grossiers avec un fort contraste textural.
Nodules de péridotite hébergés dans du basalte
Les champs volcaniques peuvent transporter des fragments de péridotite mantellique à la surface. Les grains d'orthopyroxène dans ces xénolithes conservent des preuves directes de la minéralogie du manteau supérieur.
Chondrites ordinaires et diogénites
Le pyroxène pauvre en calcium, y compris les compositions en enstatite-bronzite, se trouve dans les météorites. Ce type de matériau nécessite une provenance météoritique vérifiée et doit être documenté séparément de la bronzite terrestre.
Comment décrire précisément un spécimen de bronzite
Une description précise de la bronzite identifie le minéral, la roche hôte, le processus de formation, la texture, l'altération et la localité. Cela préserve la valeur scientifique et la clarté interprétative.
Champs d'étiquette principaux
- Nom minéral : variété d'orthopyroxène bronzé bronzite, ou orthopyroxène si préféré.
- Roche hôte : norite, orthopyroxénite, bronzitite, harzburgite, lherzolite, serpentinite, granulite, charnockite ou classe de météorite.
- Localité : mine, carrière, complexe, district, région, état ou province, et pays si disponible.
- Contexte géologique : intrusion stratifiée, péridotite mantellique, ophiolite, terrain granulitique, roche ultramafique volcanique ou météorite.
- État d'altération : orthopyroxène frais, orthopyroxène exsolvé, bastite après orthopyroxène, serpentinisé, bordé d'amphibole ou altéré.
Notes descriptives utiles
- Texture : cumulée, granoblastique, contenant des exsolutions, riche en schiller, de type spinifex, pseudomorphe ou bordée de réaction.
- Minéraux associés : olivine, clinopyroxène, plagioclase, spinelle, grenat, chromite, magnétite, quartz, feldspath, serpentine ou talc.
- Caractéristiques visibles : clivage, éclat bronze, taille des grains, surfaces de séparation, motif de fracture, couleur d'altération, surface polie ou naturelle.
- État de préparation : naturel, taillé, poli, stabilisé, altéré ou lame mince préparée.
- Données analytiques disponibles : nombre de Mg, teneur en Fe, teneur en Ca, teneur en Al, et méthode analytique.
Questions fréquemment posées
La bronzite est-elle une espèce minérale distincte ?
La bronzite est mieux considérée comme un nom de variété pour l’orthopyroxène brun bronze dans la série enstatite–ferrosilite. La pétrologie moderne rapporte couramment le minéral comme orthopyroxène avec une composition mesurée plutôt que de se fier uniquement aux noms de variété.
Qu’est-ce qui donne à la bronzite son éclat bronze ?
L’éclat est généralement causé par la réflexion de la lumière sur des plans de clivage alignés, des lamelles d’exsolution, de fines inclusions, des surfaces de clivage ou des microtextures liées à l’altération. L’effet est le plus fort sur des surfaces polies ou naturellement clivées.
Où la bronzite se forme-t-elle le plus couramment ?
L’orthopyroxène porteur de bronzite se forme dans des roches mafiques et ultramafiques, y compris les péridotites du manteau, les intrusions en couches, les norites, les orthopyroxénites, les pyroxénites, les roches de faciès granulite, les komatiites et les météorites.
Qu’est-ce que la bastite et quel est son lien avec la bronzite ?
La bastite est un pseudomorphose riche en serpentine après l’orthopyroxène. Elle se forme lorsque la bronzite ou un orthopyroxène apparenté est hydraté lors de la serpentinisation, conservant la forme cristalline originale tout en remplaçant le minéral lui-même.
Comment distinguer la bronzite de l’amphibole ?
La bronzite est un orthopyroxène et présente un clivage proche de 90 degrés. Les amphiboles comme l’hornblende montrent généralement un clivage proche de 60 et 120 degrés, souvent avec une habitude plus éclatée et une plus forte allongement.
Pourquoi les géologues préfèrent-ils le terme orthopyroxène ?
L’orthopyroxène est l’identité précise du groupe minéral utilisée en pétrologie moderne. Les noms de variété tels que bronzite et hypersthène peuvent être utiles descriptivement, mais l’interprétation dépend de la composition mesurée et du contexte géologique.
La bronzite peut-elle se trouver dans les météorites ?
L’orthopyroxène pauvre en calcium avec des compositions en enstatite-bronzite se trouve dans les chondrites ordinaires et certains météorites différenciés comme les diogénites. Ce type de matériau doit être documenté avec une classification et une provenance météoritique vérifiées.
À retenir
La bronzite est une variété d’orthopyroxène brun bronze dont la formation est liée à des systèmes riches en magnésium à haute température. Elle cristallise dans des magmas mafiques et ultramafiques, s’équilibre dans le manteau, croît dans des roches de faciès granulite sèches, apparaît dans les norites et orthopyroxénites, et se trouve dans certains météorites. Son éclat bronze n’est pas seulement un aspect esthétique ; c’est une trace visible de la texture interne, du refroidissement, de l’exsolution, du clivage et parfois de l’altération.
La manière la plus précise de lire la bronzite est par le contexte. Avec l’olivine et la spinelle, elle peut évoquer la péridotite du manteau. Avec le plagioclase, elle peut indiquer une norite ou une intrusion en couches. Avec le quartz et le feldspath, elle peut parler de granulite ou de charnockite. Avec la serpentine et la magnétite, elle peut conserver l’histoire de l’hydratation et du remplacement par la bastite. La bronzite n’est donc pas un type de pierre simple, mais une famille d’histoires géologiques unies par une signature pyroxène bronze chaude.
Lire la bronzite à travers sa roche hôte, ses associations, sa texture et son altération : la brillance bronze est la surface ; l’histoire géologique s’écrit en dessous.