Quartzite - Quartzite

Quartzite, contenant des bandes plus foncées de phengite et de chlorite , de la vallée de la Maurienne dans les Alpes françaises
Le quartzite peut avoir une surface granuleuse, vitreuse, semblable à du papier de verre

Le quartzite est une roche métamorphique dure et non foliée qui était à l'origine un grès quartzeux pur . Le grès est converti en quartzite par le chauffage et la pression généralement liés à la compression tectonique dans les ceintures orogéniques . Le quartzite pur est généralement blanc à gris, bien que les quartzites se présentent souvent dans diverses nuances de rose et de rouge en raison de quantités variables d' hématite . D'autres couleurs, comme le jaune, le vert, le bleu et l'orange, sont dues à d'autres minéraux.

Le terme quartzite est également parfois utilisé pour des grès très durs mais non métamorphisés qui sont composés de grains de quartz soigneusement cimentés avec du quartz supplémentaire. Une telle roche sédimentaire a été qualifiée d' orthoquartzite pour la distinguer du quartzite métamorphique, parfois appelé métaquartzite pour souligner ses origines métamorphiques.

Le quartzite est très résistant aux intempéries chimiques et forme souvent des crêtes et des sommets résistants. La teneur en silice presque pure de la roche fournit peu de matière pour le sol ; par conséquent, les crêtes de quartzite sont souvent nues ou recouvertes uniquement d'une très fine couche de sol et de peu (voire pas) de végétation.

Le quartzite est utilisé depuis la préhistoire pour les outils en pierre. Il est actuellement utilisé pour la pierre dimensionnelle décorative, comme pierre concassée dans la construction d'autoroutes et comme source de silice pour la production de silicium et de composés de silicium.

Caractéristiques et origine

Le quartzite est une roche très dure composée principalement d'une mosaïque imbriquée de cristaux de quartz. La surface granuleuse, semblable à du papier de verre, est d'apparence vitreuse. Des quantités mineures d'anciens matériaux de cimentation, d'oxyde de fer, de silice, de carbonate et d'argile, migrent souvent pendant la recristallisation, provoquant la formation de stries et de lentilles dans le quartzite. Pour être classée comme quartzite par le British Geological Survey , une roche métamorphique doit contenir au moins 80% de quartz en volume.

Le quartzite est généralement considéré comme d'origine métamorphique. Lorsque le grès est soumis à la chaleur et à la pression élevées associées au métamorphisme régional, les grains de quartz individuels recristallisent avec l'ancien matériau de cimentation. La plupart ou la totalité de la texture d'origine et des structures sédimentaires du grès sont effacées par le métamorphisme. Les grains de quartz recristallisé sont à peu près de taille égale, formant ce qu'on appelle une texture granoblastique, et ils montrent également des signes de recuit métamorphique, dans lequel les grains deviennent plus grossiers et acquièrent une texture plus polygonale. Les grains sont si étroitement imbriqués que lorsque la roche est brisée, elle se fracture à travers les grains pour former une fracture irrégulière ou conchoïdale.

Les géologues avaient reconnu en 1941 que certaines roches présentaient les caractéristiques macroscopiques du quartzite, même si elles n'avaient pas subi de métamorphisme à haute pression et température. Ces roches n'ont été soumises qu'aux températures et pressions beaucoup plus basses associées à la diagenèse des roches sédimentaires, mais la diagenèse a cimenté la roche si complètement qu'un examen microscopique est nécessaire pour la distinguer de la quartize métamorphique. Le terme orthoquartzite est utilisé pour distinguer une telle roche sédimentaire de la métaquartzite produite par métamorphisme. Par extension, le terme orthoquartzite a parfois été plus généralement appliqué à toute arénite quartzifère cimentée par du quartz . L'orthoquartzite (au sens étroit) est souvent constituée à 99 % de SiO 2 avec seulement de très faibles quantités d'oxyde de fer et de minéraux résistants à l'état de traces tels que le zircon , le rutile et la magnétite . Bien que peu de fossiles soient normalement présents, la texture d'origine et les structures sédimentaires sont préservées.

La distinction typique entre un vrai orthoquartzite et un grès quartzeux ordinaire est qu'un orthoquartzite est si fortement cimenté qu'il se fracturera à travers les grains, pas autour d'eux. C'est une distinction que l'on peut reconnaître sur le terrain . À son tour, la distinction entre un orthoquartzite et un métaquartzite est le début de la recristallisation des grains existants. La ligne de séparation peut être placée au point où les grains de quartz tendus commencent à être remplacés par de nouveaux petits grains de quartz non tendus, produisant une texture de mortier qui peut être identifiée en coupes minces sous un microscope polarisant. Avec un degré croissant de métamorphisme, une recristallisation supplémentaire produit une texture de mousse , caractérisée par des grains polygonaux se rencontrant à des jonctions triples, puis une texture porphyroblastique , caractérisée par des grains grossiers et irréguliers, y compris des grains plus gros ( porphyroblastes .)

Occurrence

Mine de quartzite abandonnée dans le parc provincial Kakwa , Colombie-Britannique, Canada

Aux États-Unis, des formations de quartzite peuvent être trouvées dans certaines parties de la Pennsylvanie, la région de Washington DC, l'est du Dakota du Sud , le centre du Texas, le sud-ouest du Minnesota , le Devil's Lake State Park dans la chaîne Baraboo dans le Wisconsin , la chaîne Wasatch dans l' Utah , près de Salt Lake City, Utah et comme crêtes résistantes dans les Appalaches et d'autres régions montagneuses. Le quartzite se trouve également dans la mine de cuivre Morenci en Arizona . La ville de Quartzsite, dans l'ouest de l'Arizona, tire son nom des quartzites des montagnes voisines de l'Arizona et du sud-est de la Californie. Un quartzite vitreux vitreux a été décrit dans le Supergroupe Belt dans le district de Coeur d'Alene du nord de l' Idaho .

Au Canada, les monts La Cloche en Ontario sont principalement composés de quartzite blanc.

Les successions paléoprotérozoïques quartzite- rhyolite sont courantes dans le socle rocheux précambrien de l'ouest de l'Amérique du Nord. Les quartzites de ces successions sont interprétés comme des lits sédimentaires déposés au sommet de ceintures de roches vertes plus anciennes . Les successions quartzite-rhyolite peuvent enregistrer la formation de bassins d' arrière-arc le long de la marge de Laurentia , l'ancien noyau de l'Amérique du Nord, entre les épisodes de formation de montagnes lors de l'assemblage du continent. Les quartzites sont souvent du quartz presque pur, ce qui est déroutant pour les sédiments qui ont dû s'éroder de la roche ignée. Leur pureté peut refléter des conditions inhabituelles d'altération chimique, à une époque où l'atmosphère terrestre commençait à s'oxygéner.

Au Royaume-Uni, une crête escarpée de quartzite appelée Stiperstones (début Ordovicienépoque Arenig , 500 Ma) est parallèle à la faille de Pontesford-Linley , à 6 km au nord-ouest de Long Mynd dans le sud du Shropshire . On trouve également en Angleterre le « quartzite de Wrekin » du Cambrien (dans le Shropshire) et le « quartzite de Hartshill » du Cambrien ( région de Nuneaton ). Au Pays de Galles , Holyhead Mountain et la majeure partie de l'île Holy au large d' Anglesey présentent d' excellents rochers et falaises de quartzite précambrien . Dans les Highlands écossais , plusieurs montagnes (par exemple Foinaven , Arkle ) composées de quartzite cambrien peuvent être trouvées dans l'extrême nord-ouest de la ceinture de poussée de Moine, s'étendant dans une bande étroite du Loch Eriboll dans une direction sud-ouest jusqu'à Skye . En Irlande, des zones de quartzite se trouvent dans le nord-ouest, avec Errigal dans le Donegal comme affleurement le plus important.

En Europe continentale , divers gisements de quartzite isolés au niveau régional existent au niveau de la surface dans une ceinture du massif rhénan et des hauts plateaux du centre allemand jusqu'à l'ouest de la République tchèque , par exemple dans les montagnes du Taunus et du Harz . En Pologne, des gisements de quartzite au niveau de la surface existent dans les montagnes Świętokrzyskie . En Norvège, les gisements sont exploités près d' Austertana , qui est l'une des plus grandes carrières au monde avec 850 000 tonnes métriques par an, et Mårnes près de Sandhornøy avec une production de 150 000 tonnes métriques par an. Des gisements sont également exploités à Kragerø , et plusieurs autres gisements sont connus mais non exploités activement.

La plus haute montagne du Mozambique , le Monte Binga (2436 m), ainsi que le reste du plateau Chimanimani environnant sont composés de quartzite précambrien très dur, gris pâle. Le quartzite est également extrait au Brésil pour être utilisé dans les comptoirs de cuisine.

Les usages

Hache à main biface en quartzite de Stellenbosch , Afrique du Sud

Le quartzite est une pierre décorative et peut être utilisé pour couvrir les murs, les tuiles, les revêtements de sol et les marches d'escalier. Son utilisation pour les plans de travail dans les cuisines se développe rapidement. Il est plus dur et plus résistant aux taches que le granit. Le quartzite broyé est parfois utilisé dans la construction de routes. Le quartzite de haute pureté est utilisé pour produire du ferrosilicium , du sable de silice industriel , du silicium et du carbure de silicium . Au Paléolithique , le quartzite était utilisé, avec le silex , le quartz et d'autres matières premières lithiques, pour fabriquer des outils en pierre .

Sécurité

Comme le quartzite est une forme de silice, c'est une cause possible de préoccupation dans divers lieux de travail. La coupe, le meulage, l'écaillage, le ponçage, le perçage et le polissage des produits en pierre naturelle et manufacturée peuvent libérer des niveaux dangereux de très petites particules de poussière de silice cristalline dans l'air que les travailleurs respirent. La silice cristalline de taille respirable est un cancérogène humain reconnu et peut entraîner d'autres maladies des poumons telles que la silicose et la fibrose pulmonaire .

Étymologie

Le terme quartzite est dérivé de l' allemand : Quarzit .

Voir également

Les références

Liens externes