PÉRIDOTS

Les péridots tiennent une place essentielle dans la minéralogie du manteau terrestre (péridotites) et dans les phénomènes liés au volcanisme basique (basaltes). Ce sont, dans leur immense majorité, des nésosilicates de fer et de magnésium (olivines), mais des minéraux plus rares, contenant, en proportions variables, du nickel, du manganèse, du plomb, du calcium, font aussi partie de cette famille, ainsi qu'un grand nombre de silicates dont on a réussi la synthèse. Tous ces minéraux se caractérisent par une densité élevée, par une symétrie orthorhombique et par l'existence de nombreux types de solutions solides. Stables à haute température, les péridots sont très fragiles dans les conditions de surface et se transforment aisément en produits hydratés.

Structure et principaux types

La structure du péridot magnésien (forstérite) consiste en des tétraèdres [SiO₄]n'ayant aucun sommet commun (nésosilicates), qui sont réunis par des ions Mg²⁺ situés eux-mêmes aux centres d'octaèdres [MgO₆], ce qui correspond à la formule Mg₂SiO₄. Tous les atomes d'oxygène sont disposés dans des plans parallèles au clivage (100), et ils ont un arrangement très proche de l'empilement hexagonal compact. La symétrie est orthorhombique, car les tétraèdres pointent alternativement vers le haut et le bas, et les atomes de magnésium occupent deux types de site cristallographiquement différents. La structure est analogue pour tous les composés de formule générale M₂SiO₄, dans laquelle M représente un cation divalent susceptible de posséder la coordinence 6. On peut également, dans cette structure, remplacer Si par Ge, et même O par S, alors que le remplacement de Si par Al ou Fe³⁺ est pratiquement impossible.

Les olivines, qui tirent leur nom de leur coloration jaune verdâtre (exploitées dans les variétés gemmes), constituent une série continue entre le pôle magnésien Mg₂SiO₄ et le pôle ferrifère Fe₂SiO₄. Les pétrographes y distinguent, suivant les valeurs croissantes du rapport Fe/Fe + Mg : forstérite (0-10), chrysolite (10-30), hyalosidérite (30-50), hortonolite (50-70), ferrohortonolite (70-90) et fayalite (90-100). Il s'agit d'un exemple typique de série isomorphe, dans laquelle les propriétés physiques varient linéairement en fonction du taux de substitution. La différence de rayon ionique (Mg = 0,066 nm, Fe = 0,075 nm) est assez faible pour permettre une solution solide idéale (la chaleur de mélange est nulle), mais assez sensible pour entraîner des modifications de la maille et de la cohésion (dureté, chaleur de formation). Les différences de poids atomique (Mg = 24, Fe = 56) entraînent, par contre, un effet inverse sur la densité, ainsi que sur les propriétés optiques. Cristaux rares, parfois centimétriques, prismes plus ou moins aplatis. Généralement en agrégats, masses grenues ou en grains disséminés. Cassure conchoïdale. Couleur vert olive, jaune, brunâtre. On désigne sous le nom de péridot les qualités transparentes utilisées comme gemmes. La forstérite est rare, couleur gris, la fayalite, exceptionnelle en cristaux, est noir verdâtre à noir. Dans les olivines naturelles, on rencontre, en petites quantités, Ca (de 10 à 100 ppm), Mn, Cr (100 à 500 ppm) et surtout Ni (1 000 à 5 000 ppm). Ces éléments étrangers n'entraînent que de faibles écarts par rapport au système Mg₂SiO₄-Fe₂SiO₄ et l'on peut déterminer, par les rayons X ou les méthodes optiques, la composition de ces minéraux avec une précision de 2 à 3 p. 100, ce qui est assez exceptionnel en pétrographie.

Il existe aussi des séries continues entre la fayalite et la téphroïte Mn₂SiO₄  

(Mn = 0,080 nm), et entre la forstérite et le composé Ni₂SiO₄ (Ni = 0,069 nm). La monticellite CaMgSiO₄ est, par contre, un minéral bien défini, dans lequel les atomes Ca et Mg sont en proportions identiques.[...]