Feldspath

Feldspath Catégorie IX : silicates^[1]
Feldspath plagioclase
Général
Formule chimique	(Ba,Ca,Na,K,NH₄)(Al,B,Si)₄O₈
Identification
Couleur	variable, incolore, blanc, rose, vert, bleu, marron
Système cristallin	triclinique ou monoclinique
Clivage	uniforme
Échelle de Mohs	6 - 6,5
Trait	blanc
Éclat	vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1,518 - 1,588
Pléochroïsme	incolore
Biréfringence	Δ= 0,005 - 0,013
Dispersion	2v_z ~ 2v_x = 50-105°
Propriétés chimiques
Densité	2,5 - 2,8
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Diagramme de phase de composition des différents minéraux qui constituent la solution solide de feldspath.

Un feldspath est un minéral à base de silicate double, d'aluminium, de potassium, de sodium ou de calcium. Les feldspaths sont de la famille des tectosilicates. Il existe de nombreux feldspaths, dont les principaux sont l'orthoclase (potassique), l'albite (sodique) et l'anorthite (calcique).

On distingue les feldspaths alcalins, souvent translucides, blanchâtres ou roses et riches en alcalins (Na⁺, K⁺), des plagioclases qui diffèrent des précédents par la présence de calcium (Ca²⁺) et l'absence de potassium (K⁺). Les plagioclases sont en fait une série continue de minéraux, une solution solide, dont les pôles purs sont l'albite et l'anorthite.

Les feldspaths forment le groupe de minéraux le plus important volumétriquement de la croûte terrestre. Ils forment le plus souvent des cristaux bien développés, automorphes, présentant souvent des macles. Sur le terrain, leur détermination utilise souvent leur propriété de rayer le verre standard (lame de verre blanc à vitre) et d'être rayé par une lame d'acier dur (type scie à métaux) (dureté de Mohs de l'ordre de 6 à 6,5). En combinaison avec d'autres minéraux, les feldspaths potassiques (ou alcalins ou orthoses) participent de la composition minéralogique modale des roches plutôt acides, telles les syénites et les granites (grenues) ou les trachytes et les rhyolites (microlithiques). Les plagioclases participent quant à eux et pour ce qui concerne les roches grenues, de la composition minéralogique modale des diorites, des gabbros, plus rarement des tonalites, et parfois des syénites. Lorsque l'on en retrouve dans les roches microlithiques, il s'agit la plupart du temps d'andésites ou de basaltes.

Feldspath potassique

Le feldspath potassique, KAlSi₃O₈, existe en trois polymorphes qui diffèrent par l'ordonnancement aluminium - silicium dans les tétraèdres.

La sanidine correspond au degré maximal de désordre : chaque tétraèdre contient en moyenne 25 % d'aluminium et 75 % de silicium. C'est le polymorphe qui intervient à la plus haute température, son groupe d'espace est C2/m.
L'orthose correspond à l'ordre partiel aluminium - silicium compatible avec la symétrie monoclinique : c'est le polymorphe de température intermédiaire, son groupe d'espace est le même que celui de la sanidine : C2/m. Son nom provient de sa faculté à se cliver selon deux plans orthogonaux. Elle est présente dans les roches plutoniques et métamorphiques, mais ne se trouve que rarement dans les laves. Sa dureté est précisément de 6 puisqu'elle est une des références de l'échelle de Mohs. Sa densité est comprise entre 2,56 et 2,58 g/cm³. La macle de Carlsbad est fréquente.
Le microcline (voir aussi amazonite) est le polymorphe de basse température : l'ordre aluminium - silicium n'est plus compatible avec la symétrie monoclinique et en fait le microcline est triclinique. Il ne peut être différencié de l'orthose que par un examen optique. Le microcline montre souvent des macles polysynthétiques (également nommées macles du microcline). L'anorthose (K,Na)AlSi₃O₈ est un microcline sodique.

Plagioclases

Les plagioclases sont des feldspaths calco-sodiques. Ils forment une série continue entre leurs deux termes extrêmes : l'albite NaAlSi₃O₈ (voir : pierre de soleil), sodique, et l'anorthite CaAl₂Si₂O₈, calcique.

Leur clivage est oblique.

Tableau des plagioclases selon la proportion albite/anorthite

Nom	% NaAlSi₃O₈	% CaAl₂Si₂O₈	Densité (g/cm³)
albite	100-90	0-10	2,63
oligoclase	90-70	10-30	2,65
andésine	70-50	30-50	2,68
labradorite	50-30	50-70	2,71
bytownite	30-10	70-90	2,74
anorthite	10-0	90-100	2,76

Détermination des plagioclases selon leur couleur et leur macle

À l’œil nu, on détermine souvent les plagioclases en fonction de leur couleur, ou de leurs macles :

les feldspaths alcalins sont en général rosâtres et présentent une macle bisynthétique, dite de Carlsbad à deux individus ;
les feldspaths plagioclases ont souvent des teintes vert pâle et présentent au contraire des macles polysynthétiques, aux nombreux clivages polarisants.

Détermination des plagioclases au microscope polarisant

Extinction des plagioclases.

Variation de l'angle d'extinction des plagioclases selon sa composition.

S’il n'est pas possible de déterminer le type de macle, les différentes variétés de plagioclases sont très semblables et, outre l’analyse chimique complexe et coûteuse, ne peuvent être distinguées que par des méthodes optiques.

Les plagioclases se distinguent par la méthode Michel Lévy au microscope polarisant en mesurant l'angle nécessaire pour que le cristal bloque le passage de la lumière. La mesure se fait sur des plagioclases frais, non zonés.

Détermination de l'angle d'extinction des plagioclases :

amener l'axe principal en direction Nord-Sud. Le cristal doit être gris uniforme, avec seulement la trace des plans de macle ;
tourner la platine support de 45 °. Le cristal doit être gris uniforme. On ne doit plus voir la trace des plans de macle ;
revenir en direction Nord-Sud ;
mesurer l'angle d'extinction d'un côté, puis de l'autre ;
faire cinq mesures et prendre la plus grande.

Autres feldspaths

Parmi les autres feldspaths, beaucoup plus rares, il faut mentionner :

la celsiane, BaAl₂Si₂O₈, minéral des roches métamorphiques riches en baryum ;
le hyalophane, K_0,75Ba_0,25Al_1,75Si_2,25O₈, minéral des roches ignées et métamorphiques ;
la buddingtonite, NH₄AlSi₃O₈·0,5H₂O, plagioclase altéré par action d’eaux ammoniacales.

Altération des feldspaths

Article détaillé : Altération des silicates.

L'altération des feldspaths aboutit à la formation de diverses argiles, notamment le kaolin.

Utilisation et provenance des feldspaths

Les feldspaths, en raison de leur réaction à la cuisson (ils jouent le rôle de fondant) sont utilisés en céramique, en particulier pour la fabrication de carrelages. Ils entrent aussi dans la composition des verres utilisés pour l'emballage (bouteilles) et dans la faïence^[2]. Les principaux pays fournisseurs de l'industrie européenne sont l'Algérie, la Turquie, l’Italie et la France.

Ils sont aussi utilisés pour l'amendement des sols, en agriculture.

Notes et références

↑ La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
↑ Hugo Maertens, Sébastien Clerbois, Faïence et porcelaine de Bruxelles, Lannoo Uitgeverij,‎ 2003, p. 2

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