Un autre mécanisme qui pourrait expliquer les inclusions en hélice est celui des dislocations vis. Ces défauts cristallins apparaissent lorsque la croissance du cristal est perturbée par une déformation locale, créant une structure en spirale qui guide la cristallisation.
Dans ce scénario, les inclusions en hélice ne seraient pas seulement le résultat d'un phénomène de diffusion et de précipitation Liesegang, mais aussi d'un mouvement en spirale des atomes en cours de cristallisation autour d'une dislocation. Ce processus pourrait agir en conjonction avec le phénomène de Liesegang, produisant une structuration complexe des inclusions à la fois à l'échelle macroscopique et microscopique.
Schémas et photo : Schémas d'une dislocation vis et photo d'une dislocation vis autour d'une macle de fluorine de Rogerley, Royaume-Uni © Rémi Bornet
Les béryls et les spodumènes sont particulièrement susceptibles de présenter des inclusions fluides en hélice en raison des conditions géologiques spécifiques dans lesquelles ils se forment. Ces minéraux cristallisent généralement dans des environnements pneumatolytiques ou hydrothermaux, situés à l’interface entre les dernières phases de différenciation magmatique et les circulations de fluides chauds. Ces milieux sont riches en éléments volatils (fluor, bore, eau, etc...) et en éléments légers comme le lithium et le béryllium, ce qui favorise à la fois la croissance minérale et l’incorporation de fluides.
Ces conditions sont souvent instables, avec des variations de température, de pression et de composition chimique qui peuvent entraîner des cycles de saturation et de précipitation. Cela crée un contexte favorable au piégeage périodique de fluides, analogue au phénomène de Liesegang.
De plus, les béryls et les spodumènes présentent une croissance directionnelle marquée, notamment le long de leur axe cristallographique c. Lorsqu’un schéma d’inclusions fluides se forme de manière régulière, cette croissance axiale peut entraîner un enroulement progressif du motif, transformant une distribution linéaire en structure hélicoïdale.
La présence d’éléments mobiles comme le lithium, le béryllium ou le fer peut aussi favoriser des processus de diffusion complexes, parfois accélérés par la formation de complexes intermédiaires dans le fluide, contribuant à un modèle de précipitation périodique modifié. Enfin, la présence de dislocations vis, fréquentes dans les grands cristaux, peut renforcer ou induire cette structuration spirale en servant de canal de croissance hélicoïdal.
A noter que des inclusions en hélices sont également connues dans d'autres espèces minérales comme la topaze, la tourmaline ou encore la natrolite.
L'hypothèse selon laquelle les inclusions en hélice observées dans certains béryls et spodumènes résultent du phénomène de Liesegang est une explication plausible. En combinant diffusion chimique, précipitation périodique et croissance anisotrope, ce modèle permet d'interpréter ces motifs fascinants sous un angle chimique et cristallographique.
Par ailleurs, la présence de dislocations en vis pourrait agir à une échelle plus fine, influençant la formation des structures hélicoïdales. Ce phénomène couplé pourrait ouvrir de nouvelles pistes de recherche sur l'origine de ces inclusions.
De futures études pourraient explorer cette hypothèse en simulant les conditions de croissance et en analysant la composition chimique des inclusions pour confirmer leur nature Liesegangienne.
Références :
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