Lizardite (Serpentine) : Formation, Géologie et Variétés
Partager
Lizardite : formation, géologie et variétés
La lizardite est le membre feuilleté à basse température du sous-groupe des serpentines : un phyllosilicate riche en magnésium formé lorsque l'eau altère des roches riches en olivine et pyroxène. Ses surfaces vertes, textures en réseau, taches de magnétite et recouvrements talc-carbonate témoignent de l'eau, de la chaleur, des changements redox et des fluides riches en carbone circulant dans les roches ultramafiques de la Terre.
Identité minérale
La lizardite est un phyllosilicate riche en magnésium avec la formule idéale Mg 3Si 2O5(OH) 4C'est le membre le plus commun du sous-groupe des serpentines et est particulièrement associée à l'hydratation à basse température des roches ultramafiques comme le péridotite.
Structurellement, la lizardite est constituée de couches 1:1 : une feuille silicatée tétraédrique associée à une feuille octaédrique riche en magnésium. Ces couches peuvent s'empiler de plusieurs façons, produisant des polytypes tels que lizardite-1T, lizardite-2H. 1et lizardite-2H 2Les différences sont importantes en diffraction des rayons X et en étude minéralogique, tandis que les échantillons à main montrent généralement les traits plus larges de la serpentine : surfaces vertes cireuses, texture feuilletée, dureté faible et motifs fins en réseau ou en veines.
Groupe minéral
La lizardite appartient au sous-groupe des serpentines des phyllosilicates, aux côtés de l'antigorite et du chrysotile.
Roche hôte commune
Elle se rencontre le plus souvent dans la serpentinite, une roche formée par l'altération des minéraux ultramafiques.
Mode de formation
Elle remplace souvent l'olivine et le pyroxène lors du métamorphisme rétrograde ou de l'altération hydrothermale à basse température.
Contextes tectoniques
La lizardite se forme là où les roches ultramafiques rencontrent l'eau à des températures relativement basses. Elle est donc courante dans le manteau océanique fracturé, les ophiolites, les serpentinites d'avant-arc et d'autres contextes où le péridotite est hydraté.
Dorsales médio-océaniques
L'eau de mer peut pénétrer dans le péridotite fracturé et hydrater l'olivine et le pyroxène. La serpentinite résultante peut contenir de la lizardite, de la brucite, de la magnétite et, dans certains systèmes, du gaz hydrogène.
Ophiolites sur terre
Des tranches de croûte océanique et de manteau placées sur les continents conservent des corps de serpentinite formés lors de l'altération du plancher océanique et d'un soulèvement tectonique ultérieur.
Avant-arcs de subduction
Les fluides libérés par une plaque plongeante peuvent serpentiniser le manteau de l’avant-arc. Dans certains systèmes d’avant-arc, les boues de serpentinite apportent à la surface du matériel riche en lizardite.
Réactions de formation et conditions
Le processus central est la serpentinisation : l’hydratation des minéraux ferromagnésiens. Une voie réactionnelle simplifiée peut s’exprimer comme olivine plus eau produisant des minéraux de serpentine tels que la lizardite ou la chrysotile, avec de la brucite, de la magnétite et de l’hydrogène selon la chimie globale et les conditions redox.
L’eau pénètre dans la roche ultramafique
Les fractures permettent à l’eau de mer, aux fluides métamorphiques ou aux fluides issus de la plaque de pénétrer dans la roche riche en olivine et pyroxène. L’hydratation commence le long des fissures, des limites de grains et des défauts cristallins.
Les minéraux primaires sont remplacés
L’olivine et le pyroxène se transforment en minéraux de serpentine. Dans les systèmes à basse température, la lizardite est généralement la phase de serpentine dominante, surtout dans les textures en maille et en bastite.
Magnétite et hydrogène peuvent se former
Les réactions redox du fer peuvent produire de la magnétite. Dans certains systèmes de serpentinisation, de l’hydrogène est généré, ce qui rend les environnements de serpentinite importants pour la géochimie des grands fonds marins, les écosystèmes microbiens et la recherche astrobiologique.
La température contrôle la phase de serpentine
La lizardite est la plus caractéristique de la serpentinisation à basse température. À des températures plus élevées, généralement autour de 300–350 °C selon la pression et la composition, l’antigorite devient le minéral de serpentine le plus stable. La chrysotile apparaît souvent comme une phase veineuse tardive ou sous forme fibreuse métastable.
La chimie des fluides est importante
L’activité de la silice, les fluides à pH élevé, la disponibilité du magnésium, la teneur en aluminium et le dioxyde de carbone influencent tous l’assemblage résultant. Les systèmes pauvres en silice et riches en magnésium peuvent favoriser la brucite avec la lizardite ; l’ajout de silice peut consommer la brucite et générer plus de serpentine ; les fluides riches en carbone peuvent ensuite recouvrir la roche d’assemblages carbonatés.
Textures et indices sur le terrain
La lizardite est souvent reconnue par ses textures plutôt que par de gros cristaux. Elle remplace les minéraux plus anciens selon des motifs qui préservent la structure originale de la roche ultramafique.
Texture en maille après olivine
Un motif en réseau de micro-veines et de domaines de serpentine est l’un des signes classiques de l’olivine serpentinée. La lizardite occupe couramment les cœurs de mailles, les bordures et les réseaux de veinules.
Bastite après pyroxène
Le pyroxène peut être remplacé par des pseudomorphes soyeux appelés bastite. Ces zones peuvent inclure de la lizardite riche en aluminium et peuvent conserver le contour des cristaux de pyroxène originaux.
Veines et fibres tardives
Des veines de serpentine plus tardives peuvent couper les mosaïques de lizardite plus anciennes. La chrysotile ou la serpentine polygonale peut se trouver dans ces veines, témoignant d’un épisode fluide ultérieur.
Taches de magnétite
De minuscules grains noirs de magnétite peuvent apparaître dans toute la serpentinite. Ils peuvent produire une faible réponse magnétique et enregistrer l’histoire redox de la serpentinisation.
Variétés, polytypes et noms associés
La variation de la lizardite est contrôlée par l’empilement des feuillets, la substitution d’éléments mineurs et l’intercroissance avec d’autres minéraux de serpentine. À l’état de spécimen, ces différences peuvent apparaître comme des changements de ton vert, de texture, de translucidité et de réponse au polissage.
| Nom ou type | Ce que cela signifie | Note géologique ou descriptive |
|---|---|---|
| Lizardite-1T | Une variante d’empilement trigonale des couches 1:1 de la lizardite. | Courante dans les masses fines et feuilletées, identifiée par analyse minéralogique plutôt que par l’apparence seule. |
| Lizardite-2H1 et 2H2 | Variantes d’empilement hexagonal. | Ces polytypes peuvent se produire avec la lizardite 1T et sont séparés de manière la plus fiable par diffraction des rayons X ou méthodes associées. |
| Lizardite contenant du nickel | Lizardite avec Mg partiellement substitué par Ni, tendant compositionnellement vers la népouite. | Le nickel peut intensifier la couleur verte, surtout dans les contextes ultramafiques altérés ou latéritiques. |
| Lizardite riche en aluminium | Lizardite avec substitution d’Al dans la structure en feuillets. | Souvent notée dans des textures de bastite et peut avoir une plage de stabilité légèrement étendue par rapport à la lizardite plus pure riche en Mg. |
| Serpentinite riche en serpentine ou en lizardite | Un matériau à minéraux mixtes dominé par des minéraux de serpentine. | Souvent la description la plus précise pour les pièces ornementales, sauf si des tests analytiques confirment une composition pure ou quasi pure de lizardite. |
| Bowénite | Un matériau massif et résistant de serpentine, généralement associé à des compositions riches en antigorite. | Ce n’est pas une variété de lizardite ; elle appartient au commerce plus large de la serpentine et doit être identifiée séparément lorsque cela est possible. |
| « Nouveau jade » ou « jade serpentine » | Termes commerciaux souvent appliqués à la serpentine, parfois riche en lizardite. | Ces noms ne signifient pas jadéite ou néphrite. Un vocabulaire minéral clair est préférable dans une description sérieuse. |
Localité type et contextes classiques
La lizardite tire son nom de la péninsule de The Lizard en Cornouailles, Angleterre, une localité classique où la serpentinite et les roches ultramafiques associées sont exposées le long de la côte. Ce nom relie le minéral à un paysage ophiolitique où la croûte océanique et les roches du manteau ont été placées sur terre.
The Lizard, Cornouailles
L’association de la localité type donne son nom à la lizardite. Les pavements, veines et affleurements côtiers de serpentinite rendent la région importante tant sur le plan minéralogique que géologique.
Ophiolite de Samail, Oman
L’une des principales sections exposées du manteau terrestre, l’ophiolite de Samail conserve une péridotite serpentinée étendue avec des textures en maille typiques et un intérêt actif pour la carbonatation naturelle.
Ceintures de dorsales médio-océaniques
Les péridotites fracturées du plancher océanique peuvent former des serpentinites riches en lizardite lors de l'altération hydrothermale, surtout là où l'eau de mer circule à travers les roches du manteau océanique.
Systèmes de serpentinite d'avant-arc
Le manteau de l'avant-arc serpentinisé, y compris les systèmes de volcans de boue en contexte de subduction, peut amener du matériel riche en lizardite des profondeurs vers la surface.
De la serpentine aux carbonates
La serpentinisation n'est pas toujours la dernière étape d'altération. Les fluides porteurs de dioxyde de carbone peuvent recouvrir la serpentinite, produisant des roches à magnésite, talc-carbonate, des assemblages quartz-carbonate et des transformations de type listvenite.
La brucite réagit en premier
Dans de nombreuses serpentinites, la brucite est l'une des phases les plus réactives. Les fluides contenant du dioxyde de carbone peuvent convertir la brucite en magnésite ou en minéraux carbonatés apparentés.
La serpentine devient talc et carbonate
L'altération continue par des fluides porteurs de carbone peut transformer la serpentine en talc plus magnésite, surtout dans des conditions appropriées de silice et de dioxyde de carbone.
La listvenite enregistre une altération plus intense
Avec une abondance de silice et de dioxyde de carbone, la serpentinite peut être transformée en assemblages quartz-magnésite communément appelés listvenite. Ces roches sont des archives importantes des réactions fluide-roche.
Pourquoi la carbonatation est importante
La carbonatation naturelle du péridotite serpentinisé, y compris des exemples étudiés à Oman, est pertinente pour le cycle du carbone à long terme et pour la recherche sur le stockage artificiel du dioxyde de carbone. Dans cette séquence, la lizardite enregistre l'histoire de l'altération entraînée par l'eau, tandis que les assemblages talc-carbonate et listvenite enregistrent l'histoire ultérieure des fluides porteurs de carbone.
Contexte de reconnaissance et de manipulation
La serpentinite riche en lizardite doit être considérée à la fois comme un matériau minéral et une archive géologique. Sa couleur et sa douceur ne sont qu'une partie de l'histoire ; les textures, les minéraux mixtes et la séquence d'altération fournissent les preuves les plus solides de sa formation.
| Observation | Ce que cela suggère | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|
| Surface cireuse allant du pâle au vert pomme | Minéraux fins de serpentine, incluant couramment la lizardite. | Caractéristique du matériau compact de serpentine, bien que non diagnostique à elle seule. |
| Texture en maille | Remplacement de l'olivine lors de la serpentinisation. | L'une des textures de terrain les plus claires reliant la roche à des origines ultramafiques hydratées. |
| Pseudomorphes de bastite | Remplacement du pyroxène par des minéraux de serpentine. | Préserve la forme et l'orientation des cristaux de pyroxène originaux. |
| Taches noires ou magnétisme faible | Magnétite formée lors des réactions redox du fer. | Aide à enregistrer l'état d'oxydation et le potentiel de génération d'hydrogène du système d'altération. |
| Veines de carbonate blanches ou pâles | Altération ultérieure par carbonates ou remplissage de veines. | Peut indiquer un recouvrement contenant du dioxyde de carbone après la serpentinisation. |
| Veinules fibreuses | Phase possible de chrysotile ou de serpentine tardive apparentée. | La manipulation normale d’échantillons polis stables est différente de la coupe ou du ponçage. La poussière provenant d’une serpentinite inconnue doit être contrôlée professionnellement. |
Questions fréquemment posées
La lizardite est-elle stable à haute température ?
Pas généralement. La lizardite est le minéral de serpentine à basse température. Avec l’augmentation de la température et de la pression, l’antigorite devient la phase stable de serpentine dans de nombreux systèmes, tandis que le chrysotile apparaît souvent comme une phase veineuse fibreuse tardive ou métastable. La lizardite riche en aluminium peut persister un peu plus longtemps que la lizardite pure en magnésium dans certaines textures.
Pourquoi certaines serpentinites sont-elles faiblement magnétiques ?
La magnétite se forme couramment lors de la serpentinisation lorsque le fer change d’état d’oxydation. Même de petits grains de magnétite peuvent donner à la serpentinite riche en lizardite une faible réponse magnétique.
La bowénite est-elle une variété de lizardite ?
Non. La bowénite est un matériau de serpentine massif et dur généralement associé à des compositions riches en antigorite. Elle appartient à la famille plus large des serpentines mais ne doit pas être décrite comme une variété de lizardite sauf si une analyse le confirme.
Pourquoi certaines roches riches en lizardite ont-elles une couleur verte inhabituelle ?
La substitution du nickel peut intensifier la couleur verte des minéraux de serpentine. La lizardite contenant du nickel peut tendre compositionnellement vers la népouite, l’extrémité riche en nickel de la serpentine.
La lizardite est-elle la même chose que l’amiante ?
La lizardite est généralement feuilletée ou massive. Le chrysotile est la serpentine fibreuse historiquement associée à l’amiante. Cependant, la serpentinite peut contenir des minéraux mixtes et des veines fibreuses, donc couper, meuler, percer ou poncer une serpentinite inconnue doit se faire uniquement avec des méthodes humides appropriées, une ventilation et une protection respiratoire.
Quelle est la différence entre la lizardite et la serpentinite ?
La lizardite est une espèce minérale. La serpentinite est une roche composée principalement de minéraux de serpentine et de phases associées telles que la magnétite, la brucite, le talc, les carbonates ou la chromite. Une serpentinite peut être riche en lizardite sans être de la lizardite pure.
Perspective finale
La lizardite est l’un des témoignages les plus clairs de l’entrée d’eau dans les roches ultramafiques sur Terre. Elle se forme lorsque l’olivine et le pyroxène sont hydratés, capture les changements redox via la magnétite, préserve les formes minérales anciennes sous forme de textures en réseau et bastite, et peut ensuite être recouverte par des fluides contenant du carbonate. Sa surface verte discrète n’est donc pas simplement ornementale : c’est une signature visible de la roche du manteau altérée par l’eau, la chaleur et la chimie au fil du temps géologique.