Quartz - Encyclopédie

    Classe : Silicate
    Sous-classe : Tectosilicate
    Système cristallin : Trigonal
    Chimie : SiO₂
    Abondance : Très fréquent

Le quartz est l'expression minérale la plus commune de la silice, c'est également le minéral le plus abondant de la croûte continentale. On le retrouve partout, dans des contextes géologiques très variés : sédimentaires, métamorphiques et magmatiques (à l'exception des roches ultra-basiques). Les cristaux les plus développés proviennent des pegmatites et des filons hydrothermaux. Quasiment inaltérable, il peut après érosion constituer à lui seul des roches sédimentaires, tels que des grès ou des quartzites. C'est un minéral transparent à translucide, ses couleurs peuvent être variées : hyalin (incolore et transparent), améthyste (violet), citrine (jaune/orange), amétrine (jaune/violet), fumé (gris/brun), morion (noir), hématoïde (rouge dû à des inclusions d'hématite), rose (inclusions fibreuses de dumortiérite). Il peut également présenter de nombreuses autres inclusions : rutile (quartz rutilé ou cheveux de Vénus), aventurine (micas chromifères), oeil-de-tigre (fibres de crocidolite altérée à l'aspect chatoyant) ou à bulles (inclusions de fluides hydrothermaux avec leurs bulles de CO₂ mobiles). Le quartz possède un grand nombre de formes cristallines, classiquement il se présente sous la forme de prisme hexagonaux terminés d'une pyramide à 6 faces. La forme microcristalline est appelée calcédoine. C'est un minéral industriel d'une importance majeure et présentant un vaste registre d'applications. L'essentiel de la production (environ 80%) est destiné à l'industrie de la verrerie et de la fonderie, il est alors exploité sous la forme de sables. Ces sables entrent aussi dans la confection de certains bétons. Broyé, il est utilisé dans la fabrication de la porcelaine, de certaines peintures, ou d'abrasif de synthèse (carbure de silicium ou carborundum). Il est aussi beaucoup utilisé en électronique, horlogerie, informatique à cause de sa propriété piézoélectrique et en optique pour produire de la lumière monochromatique. De ce fait, l'industrie a besoin des quartz les plus purs possibles, non maclés ; depuis 1947 le quartz est ainsi synthétisé pour ces utilisations spécifiques. Il est aussi beaucoup utilisé comme pierre ornementale et en bijouterie joaillerie comme pierre fine depuis très longtemps, on le retrouve d'ailleurs sur certaines pièces de joaillerie du IIème siècle.

Les quartz les plus esthétiques proviennent de filons hydrothermaux dont l'un des exemples les plus connu est l'ancienne mine d'or de La Gardette en Isère qui a fourni des cristaux totalement transparents en prismes éclatants décimétriques couvrant parfois des plaques de plus d'un mètre (photo ci-contre). Les fentes alpines ont aussi produits des cristaux transparents, mais les plus recherchés restent les quartz fumés dépassant parfois les 30 cm et abondants dans les "fours" du Massif du Mont-Blanc. Le quartz est comme partout à la surface de la Terre, très présent sur le territoire français, nous pourront citer, les gisements de kaolins d'Echassières dans l'Allier ou de Ploemeur dans le Morbihan ; mais aussi de Firminy dans la Loire, des pegmatites de Vénachat en Haute-Vienne ou de Coustouges dans les Pyrénées-Orientales, etc...

Les cristaux de quartz sont généralement tous maclés, et on dénombre plus de 20 macles différentes pour cette espèce. Les macles du quartz sont cependant difficiles à repérer. La macle la plus évidente est celle dite de "La Gardette" ou "du Japon". La macle de la Gardette est formée de deux individus dont l'axe des cristaux fait un angle de 84,33°. La macle du Brésil beaucoup plus fréquente peut être repérée facilement au moyen d'un polariscope ou dans les cristaux d'amétrine par simple observations des zonations triangulaires jaune et violette. (Ci-contre une macle du Japon de quartz de Vizille, Isère, France).

• Sceptre : association particulière de deux cristaux, un cristal court trapu encapuchonnant l'extrémité d'un cristal allongé plus fin. Ceci confère à l'ensemble un aspect de sceptre. Il s'agit probablement d'une épitaxie.
• Antisceptre : association particulière de deux cristaux, un cristal élancé encapuchonnant l'extrémité d'un autre cristal plus trapu.
• À âme : empilement de cristaux biterminés présentant un nuage opaque laiteux rectiligne d'inclusions fluides minuscules.
• À fenêtre/fenestré : habitus lié à une croissance rapide des arêtes et lacunaire des faces conduisant à des vides triangulaires à l'intérieur du cristal.
• Ananas : monocristal à excroissances triangulaires.
• Babylonien/Babel-quartz : variété ressemblant à la morphologie en étage de la tour de Babel. Cette forme est due à une croissance lacunaire lié à d'autre minéraux postérieurement dissous (photo ci-contre). 
• Gwindel : monocristal applati légèrement torsadé et généralement fumé sans âmes.
• Sucre : gwindel non développé à forme pseudo-parallélépipédique.

Parmis les arnaques classiques on note les géodes de quartz naturel peintes. Les encres utilisées ne tiennent généralement pas, un passage dans l'eau ou dans l'acétone suffit à dévoiler la supercherie... Ces objets sont généralement vendus à faible prix.

Plus vicieux et produits en Chine, des groupes de quartz naturels incolores sont couramment recouverts d'une fine pellicule par métallisation (procédé de traitement permettant d'obtenir les cristaux bleus dit "aqua aura"). Les cristaux sont placés sous vide, et un courant électrique de forte intensité et de faible tension est envoyé dans un filament métallique qui s'échauffe et sublime le métal qui le compose. Le métal sous forme de vapeur va alors venir se déposer à la surface des cristaux et ne peut être ensuite retiré que par des moyens mécaniques. La couleur de métallisation obtenue dépend de la nature du filament utilisé (titane ou or pour les quartz bleu aqua aura). Il est aussi possible de colorer les quartz par précipitation chimique.

Plus subtile et plus rare sur le marché, les quartz synthétiques. Les quartz se synthétisent classiquement dans des appareils appelés "autoclaves", des sortes de cocottes minutes qui permettent de faire monter en pression et en température une solution chimique. Ces quartz "hydrothermaux" comme nous les appelons ont un faciès tabulaire, ils ne ressemblent en rien aux quartz naturels (photo ci-contre). Ils ne sont pas maclés afin de présenter des caractéristiques piezoélectriques optimales pour l'électronique, principal secteur consommateur de quartz synthétiques. Certains ont pu se retrouver sur le marché des gemmes notamment. Le problème majeur est qu'une petites quantité de spécimens d'améhyste et de citrine à faciès pyramidale naturel a réussit à être produite en Chine grâce à cette méthode et mise sur le marché. Ces améthystes et citrines sont des flottants dont la matrice est un morceau de granite, les cristaux sont zonés et la couleur violette ou jaune n'est pas homogène. La photo ci-dessous présente des spécimens synthétiques vendus sur eBay pour naturel...

De nombreux quartz fumés chinois, d'Europe de L'Est (Cavnic) de l'Arkansas (USA) sont largement traités par irradiation afin de leur donner une couleur fumé à noir (photo de droite). Les radiations amorphisent (détruisent) le réseau cristallin du quartz, empêchant la lumière de passer au travers. Ces traitements sont malheureusement très rarement spécifiés et pas toujours facile à détecter.

Certains quartz brésiliens et potentiellement de n'importe où peuvent présenter des faces repolies ou avoir été totalement sculptés, le léger bombement des faces repolis, leurs éclats différents du naturel, l'absence de figures de croissance/dissolution permettent de les mettre en évidence facilement.

Enfin dans le domaine de la pierre taillée (gemmes, objets ornementaux, etc...) le quartz peut-être facilement remplacé par du verre, l'emploi d'un polariscope permet de rapidement faire la différence entre les deux.