serpentine

La Serpentine

La serpentine n’est pas le nom d’un seul minéral. C’est plutôt un nom utilisé pour un grand groupe de minéraux qui répondent à cette formule généralisée :
(X)2-3(Y)2O5(OH)4.

Dans cette formule, X sera l’un des métaux suivants : magnésium, fer, nickel, aluminium, zinc ou manganèse ; et Y sera le silicium, l’aluminium ou le fer.

La formule généralisée appropriée est donc la suivante :


(Mg,Fe,Ni, Mn,Zn)2-3(Si,Al,Fe)2O5(OH)4.

Le chrysotile, l’antigorite et la lizardite sont trois des principaux minéraux de serpentine. Il existe de nombreux autres minéraux de serpentine, dont la plupart sont rares.

Les minéraux du groupe de la serpentine ont des propriétés physiques similaires et se forment par des processus similaires. Ils se présentent souvent sous forme de mélanges à grains fins et peuvent être difficiles à distinguer au sein d’une roche. Pour simplifier la communication, les géologues appellent généralement ces matériaux « serpentine » plutôt que des noms plus spécifiques.

Pendentif Jade de Chine
Pendentif en Serpentine

Serpentinites et formation de serpentine

Les minéraux de serpentine se forment lorsque la péridotite, la dunite et d’autres roches ultramafiques (définition Wikipédia : « Les roches ultramafiques ou roches ultrabasiques sont des roches magmatiques et méta-magmatiques très pauvres en silice, moins de 45 % en masse, d’où leur caractère basique, et contenant plus de 90 % de minéraux riches en fer et magnésium : généralement plus de 18 % d’oxyde de magnésium, un taux d’oxyde de fer élevé, peu de potassium ».) subissent un métamorphisme hydrothermal. Les roches ultramafiques sont rares à la surface de la Terre mais sont abondantes au Moho océanique, la limite entre la base de la croûte océanique et le manteau supérieur.

Elles sont métamorphosées aux frontières des plaques convergentes, où une plaque océanique est poussée vers le bas dans le manteau. C’est là qu’ils sont soumis au métamorphisme hydrothermal. La source d’eau pour ce processus est l’eau de mer entraînée dans les roches et les sédiments de la dalle océanique.

Au cours du métamorphisme hydrothermal, les minéraux olivine et pyroxène se transforment en minéraux serpentins ou sont remplacés par ces derniers. Certaines des roches métamorphiques produites ici sont composées presque entièrement de minéraux de serpentine. Ces roches riches en serpentine sont appelées « serpentinites ».

Serpentinite

De vastes zones de la surface de la Terre sont recouvertes de serpentinites. Ces zones se trouvent près des frontières de plaques convergentes actuelles ou anciennes. Ce sont des endroits où les restes d’une plaque océanique sont exposés à la surface. La partie restante de la plaque a été soit poussée sur la terre, soit accrétée sur le bord d’une masse terrestre, soit exposée par soulèvement et altération profonde.

Ces zones de plaques océaniques exposées sont appelées ophiolites. Elles sont souvent la source de minéraux précieux, tels que la magnétite, la chromite, la chrysoprase, le jade et la serpentine.


Propriétés physiques de la serpentine

Les propriétés physiques les plus évidentes de la serpentine sont sa couleur verte, son apparence structurée et son toucher glissant. Elles rappellent à l’observateur un serpent et c’est de là que vient le nom de « serpentine ».

La serpentine est également connue pour sa diaphanéité translucide, son éclat cireux, sa facilité à être taillée en formes et sa capacité à accepter un polissage. Ces propriétés en font une pierre précieuse, un matériau architectural et une pierre ornementale populaire.

Enfin, la serpentine est capable de résister au transfert de chaleur. Cela en fait un isolant précieux. Des variétés fibreuses de serpentine, comme le chrysotile, ont été utilisées pour fabriquer de l’amiante, qui a de nombreux usages industriels. Son utilisation est aujourd’hui limitée parce que les fibres ont été associées à des maladies respiratoires.


Utilisation de la serpentine : Matériau architectural

La serpentine est utilisée comme pierre architecturale depuis des milliers d’années. Elle est disponible dans une grande variété de couleurs vertes et verdâtres, présente souvent un motif attrayant, se travaille facilement et se polit pour obtenir un bel éclat. Il a une dureté Mohs de 3 à 6, ce qui est plus doux que le granit et généralement plus dur que la plupart des marbres. Cette faible dureté limite son utilisation à des surfaces qui ne subiront pas d’abrasion ou d’usure, comme les pierres de parement, les carreaux de mur, les manteaux et les appuis de fenêtre.

La serpentine était populaire aux États-Unis pendant la première moitié du XXe siècle et l’est moins aujourd’hui.

Dans le commerce des pierres de taille, la serpentine est souvent vendue sous le nom de « marbre ». Elle peut également être décrite comme « marbre serpentin » ou porter un nom commercial qui ne comprend pas le mot « serpentin ». Il s’agit d’une tradition de l’industrie et il ne s’agit généralement pas d’une mauvaise identification du matériau. Cette pratique irrite sérieusement certains géologues.


Utilisation de la serpentine : Pierres précieuses

Bracelet Serpentine
Bracelet Serpentine

L’attrayante serpentine peut être taillée en une grande variété de pierres précieuses. Elle est le plus souvent taillée en cabochons et en perles. Ils présentent généralement une gamme de couleurs vertes, jaunes et noires et ont souvent de la magnétite, de la chromite ou d’autres minéraux comme inclusions intéressantes. Le côté inférieur gauche du cabochon vert et noir au centre de la photo de cette page contient suffisamment de magnétite incluse pour que le cabochon puisse être déplacé avec un petit aimant manuel.

La serpentine de qualité gemme est facile à polir, et de belles finitions sont possibles. Cependant, elle se polit généralement en donnant un éclat cireux plutôt que l’éclat vitreux brillant de matériaux beaucoup plus durs comme l’agate, le jaspe et les pierres à facettes. Les rocailleurs qui polissent leur première pièce de serpentine et qui le savent ont calibré leurs attentes à l’avance. Le lustre cireux est une caractéristique belle et commune du matériau. Il ne reflète pas l’habileté de l’opérateur. Un temps et un effort de polissage supplémentaires produiront toujours un lustre cireux.

Donut – Jade de Chine

La serpentine présente quelques problèmes de durabilité. Sa dureté varie de 3 à 6 sur l’échelle de Mohs. Une dureté de 3 est beaucoup trop douce pour tout autre objet que les bijoux les plus délicats, comme les boucles d’oreilles, les broches ou les pendentifs. Une dureté Mohs de six n’est pas assez dure pour être utilisée en toute confiance dans une bague ou un bracelet. Les perles peuvent être fabriquées à partir de la serpentine, plus durable.

Certains spécimens de serpentine ont une merveilleuse couleur verte, de la clarté et de la translucidité. Les acheteurs inexpérimentés les confondent facilement avec du jade fin. L’acheteur expérimenté sait que la serpentine se polit pour donner un éclat doux et cireux plutôt qu’un éclat brillant et vitreux. Les cabochons ou les perles à l’éclat cireux ne sont pas du jade – ou alors du jade mal poli.


Utilisation de la serpentine : Sculptures

Certaines variétés de serpentine peuvent être taillées en de magnifiques sculptures de pierre. Il est préférable d’utiliser un matériau à grain fin, translucide, de texture uniforme, sans vides ni fractures. La serpentine est relativement tendre et se sculpte facilement. Elle accepte également un beau polissage.

La taille des sculptures en serpentine varie de moins d’un centimètre à plusieurs mètres de hauteur. Bols, vases, ensembles de bureau, bases d’horloge, animaux, fruits, fleurs, personnages légendaires, divinités, bustes et statues sont autant d’objets courants réalisés par les artistes travaillant la serpentine.


Utilisation de la serpentine : Séquestration du CO2

Les unités rocheuses de serpentinite ont été considérées comme des dépôts pour l’élimination du dioxyde de carbone produit par la combustion de combustibles fossiles. L’injection de dioxyde de carbone dans des unités rocheuses souterraines en présence d’eau peut produire du carbonate de magnésium et du quartz dans une réaction exothermique semblable à celle illustrée ci-dessous.


Mg3Si2O5(OH)4 + 3CO2 + H2O –> 3MgCO3 + 2SiO2 + 3H2O

De nombreuses études et des tests à petite échelle de la séquestration géologique du CO2 ont donné des résultats prometteurs, mais la procédure n’a pas été mise en pratique commerciale.

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