Quartz vrillés

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Les quartz hélicoïdaux, " tournés " ou " vrillés " : " sucres " et " gwindels " ; prismes hélicoïdes.

Les plus fréquents, dans la nature comme dans la littérature, sont les "gwindels". Ce sont des quartz plats qui, originellement, présentent un léger enroulement autour d'un des axes a ; ils se rattachent à leur matrice par l'extrémité de cet axe a. Cet axe est polaire, le pôle négatif est à la base du cristal, tandis que le pôle positif pointe vers le centre du four. Ils sont dits "fermés", "semi-ouverts" ou "ouverts", selon leur stade de croissance. Les "sucres" en représentent le stade juvénile.
L'enroulement autour de l'axe c, qui affecte alors des cristaux prismatiques, paraît beaucoup plus rare dans la nature, il est quasiment absent de la littérature.

Á ce jour de nombreuses hypothèses ont été formulées quant à la genèse des cristaux hélicoïdaux, mais aucune n'a emporté l'adhésion du cénacle scientifique. Même si notre curiosité naturelle nous pousse à tenter de comprendre pourquoi et comment, nous n'avons pas ici la prétention de résoudre cette énigme. D'après plusieurs minéralogistes éminents consultés à ce propos, cette recherche ne paraissant pas avoir de débouché commercial immédiat, les chercheurs, comme les bailleurs de fonds de recherche, s'en désintéressent. Cependant, de l'avis de Bernard Poty (comm. orale août 1993) ce problème ne devrait pas résister longtemps aux moyens d'investigations actuels...

On peut penser que tous ces quartz, qui semblent être macromosaïques (voir : Quartz Alpins), ont pris naissance dans des fractures de roches ; et en tout cas à partir de micro-grains de quartz déjà présents dans la roche. (note 1)

Dans les fours classiques du Mt Blanc, les quartz prismatiques ont crû, à partir de grains favorablement orientés, en s'allongeant normalement suivant l'axe c.
À partir de cette constatation, que corrobore la loi de croissance géométrique, on peut déduire que :
-- les cristaux prismatiques peuvent provenir de grains cassés suivant une zone grossièrement perpendiculaire à l'axe c (et donc proche du plan formé par les axes a) ; et
-- les peignes, de cristallites cassés suivant un plan vaguement parallèle à l'axe c (et donc pouvant recouper à peu près à la perpendiculaire un des axes a).

Les auteurs ont remarqué que les cristaux hélicoïdaux étaient généralement fortement fumés, plus rarement légèrement fumés, enfumés, ou incolores.

quartz hélicoïdaux plats, ou "gwindels"

Les gwindels ont été décrits à maintes reprises dans la littérature minéralogique.
Weiss en a, le premier en 1836, fait une étude détaillée, basée sur des spécimens du St Gothard.
Tschermak, en 1894, les subdivise en trois catégories, il distingue, d'après leur stade de croissance, les " gwindels fermés " (stade juvénile, montrant un individu unique à faces vrillées) les " gwindels semi-fermés " (stade intermédiaire) et les " gwindels ouverts " (stade final montrant nettement la tendance à une différenciation en subindividus à croissance parallèle légèrement décalés les uns par rapport aux autres selon un enroulement hélicoïde). Ce mode de classement est toujours usité de nos jours.

B. Poty, en 1969, a montré comment les couches de silice étaient initialisées sur les gwindels du Mont Blanc. (La croissance des cristaux de quartz dans les filons... Nancy 1969).
Divers auteurs par le passé, les arrivages sur les étals des Bourses plus récemment, ont fait connaître les gwindels de l'Oural Polaire... Les autres gisements sont inexistants ou anecdotiques, surtout si l'on prend garde de bien distinguer les gwindels des autres quartz plats ! (note 1). Très bizarrement les gwindels sont absents de nombreux grands gisements de quartz fumés...
Les gwindels peuvent tourner aussi bien sur la gauche que sur la droite, il semble que ces deux types d'enroulement soient également répartis.

quartz prismes hélicoïdes

Ce n'est qu'assez tardivement que des quartz prismatiques vrillés selon l'axe c ont été reconnus.
Clifford Frondel en publie un à Pikes Peak, Colorado, en 1936. C'est celui qu'il mentionne dans le volume trois - silica minerals - du Dana's ; ouvrage capital dans lequel, hélas, le distinguo quartz plats tournés (gwindels) - quartz prismatiques vrillés n'est pas clairement établi.
Leanny Ream a signalé ceux de Sawooth Batholith, Idaho, en 1989 ; il mentionne entre autres un cristal vrillé à 17°. Michael Menzies et Russel Boggs (Min. Rec. vol 24 n°3) ont également étudié ce gisement, qui doit être celui où les prismes vrillés sont les plus nombreux et sans doute les plus remarquables : " Beaucoup de cristaux les plus allongés montrent une légère torsion autour de l'axe c "..." la taille est communément d'une dizaine de centimètres, mais peut atteindre 45 cm de long pour 20 de diamètre, un cristal de 60 cm est mentionné sans que son existence ait pu être vérifiée "...

Georges Bettembourg en avait trouvé dans le Massif du Mont-Blanc ; je crois pouvoir dire (comm. orale de J-F. Charlet) qu'ils sont, tout ou partie, conservés dans une collection privée de la vallée.
Sergio Bladet a retrouvé dans le Massif, il y a quelques années, des prismes vrillés ; il y en a un dans la collection du club, quelques autres dans des collections privées.
Notons tout de suite que l'hélice de nos cristaux prismatiques paraît beaucoup plus discrète, quelques degrés à peine pour les cristaux qu'il m'a été donné de voir, que celle des cristaux américains ; en tout cas pour ce qui est des monstres de la littérature : 17° à Sawooth Batholith, 45° pour le cristal de 21 cm de haut de Pikes Peak.

Des quartz hélicoïdaux, pourquoi, comment ? Question sans réponse.

Diverses conversations, ces dernières années, ne m'ont pas permis de progresser vers la solution de ce problème. D'une part (J. Deferne, R. Martin, J. Touret, entre autres) il semble que l'énigme, ou du moins sa solution, ne débouchant pas directement sur une application économique quelconque, aucun mécène ne veuille financer un éventuel étudiant voulant en faire son sujet de thèse. D'autre part (B. Poty, par exemple) il est certain que l'énigme n'en serait plus une, très rapidement, face aux moyens d'investigation actuels.

Conclusion (en forme d'état des lieux)

Ces conclusions, qui en cette année 1991* résument à peu près ce que l'on sait des gwindels et de leurs conditions d'existences, sont principalement empruntées au travail de B. Poty et particulièrement aux pages 48 et suivantes. (les citations tirées de cet ouvrage sont entre guillemets)
Dans les gwindels, " le sens de la rotation est lié à celui du plan de polarisation de la lumière " Weiss (1836) en déduit que la rotation découle d'une propriété du cristal. Tchermak (1894), comme Weiss, assimile la torsion à une macle multiple, il parle, et de nombreux auteurs après lui, de macle vicinale. Billows (1909) puis Robicky (1933) démontrent dans leurs travaux que l'association des subindividus ne rentre pas dans le cadre d'une loi de macle. Nowacki (1933) démontre l'identité des cliches aux rayons X pour les cristaux normaux et les cristaux vrillés, ses travaux suggèrent des différences dans les réseaux.
Le travail capital est celui de Laemmlein (1937) : les cristaux semi-ouverts ou ouverts " dérivent tous de cristaux tordus fermés ", la structure de ces derniers ne serait pas " macromosaïque, mais micromosaïque ", " les cristaux tordus se forment dans des milieux de croissance qui accusent la polarité de l'axe a ", " statistiquement le pas de l'hélice est lié à l'épaisseur du cristal, mais le milieu de croissance exerce également une certaine influence ", les cristaux semi-ouverts et ouverts " sont des cristaux fermés sur lesquels ont poussé des subindividus de moins en moins tordus avec une vitesse de croissance qui s'élève dans la direction de l'axe c à la suite vraisemblablement de modifications du milieu ambiant. Ce chercheur note encore que " les gros subindividus sont mal reliés entre eux ".
Friedlander (1951) dit que " la forme de la cavité, sa taille, comme la nature des solutions jouent sûrement un rôle ". Seager (1953) signale la possibilité d'obtention de faces gauchies quand " les vitesses d'initiation et d'étalement varient l'une par rapport à l'autre ". Frondel (1962) rappelle que dans les cristaux ouverts ou semi-ouverts " la structure des subindividus n'est pas tordue et que la torsion est une propriété exclusive de l'agrégat " (découlant, je le rappelle, de la torsion du cristal fermé originel).
B. Poty (1969) d'après la morphologie des gwindels fermés et l'étude plus particulière de l'un d'eux, trouvé par R. Fournier à 3 000 m en face Nord de la Pointe des Améthystes en 1966, a émis comme hypothèses de croissance la formation de faces latérales gauches et la rotation du cristal à son extrémité libre (qui en découle plus ou moins directement) ; B. Poty, conclut par des renseignements concernant les cavités.

Notes : La (note 1) n'est pas annexée. Cet article, rédigé en 1991, fut augmenté et publié en 2000 dans le Bulletin du Club de Minéralogie de Chamonix, du Mont-Blanc et des Alpes du Nord. Il y a eu, dans la connaissance de ces quartz, quelques progrès depuis… Ils concernent principalement les questions de structures (micromosaïque, macromosaïque, lamellaire). Les dernières avancées sont consignées dans les travaux présentés ci-dessous. D'autres recherches sont toujours en cours.

Quelques articles de bonne tenue sont publiés dans le Bulletin du Club de Minéralogie de Chamonix…

Dans le Bulletin n° 57 d'août 2006 :

" La structure macromosaïque des quartz du Mont-Blanc " Dolino G. et Bastié P. 2006. Cinq pages de présentation de résultats obtenus par mesures structurales utilisant les rayons X " durs " et, une demie-page de références ; des illustrations.

" Quartz tournés, gwindels et sucres " Asselborn É. 2006. Le tour de la question, en douze pages, avec nombreuses références et illustrations, par un auteur, collectionneur que l'on ne présente plus…

Dans le Bulletin n° 58 d'août 2007 :

" Quarzo macromosaico, la liberta' nel rispetto della regola " " Quartz macromosaïque, la liberté dans le respect de la règle " Malinverni G. 2007. Quatre pages que vous aurez le choix de lire en italien ou en français, plus cinq planches d'illustration (commentaires bilingues). Une approche inédite par un collectionneur passionné de quartz…


Voir aussi Quartz Alpins et gwindel


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