CHONDRE A OLIVINE BARREE

BARRED OLIVINE CHONDRULE – STRUCTURE and TWINS

Macles de l’olivine.

Fig. 1 – Chondre BO à olivine barrée – Allende CV3.2
Largeur du champ : 1.1 mm. (sous une lumière polarisée croisée).

Peut-être les plus intrigants des chondres, les olivines barrées sautent aux yeux des curieux qui les découvrent dans certaines lames minces des météorites. Pensez un peu. Quelle que soit la coupe aléatoire du chondre par la taille de la météorite, on obtient des barres parallèles, plus ou moins nombreuses d’ailleurs. Pour que l’olivine croisse ainsi, la cristallisation doit être rapide (à mon avis en moins de deux heures). Car on sait par la cristallographie optique, que cette olivine barrée n’est en fait qu’un seul cristal, constitué de plusieurs lamelles plus ou moins épaisses et parallèles. Cela signifie que toutes ces barres sont édifiées sur un même et unique réseau cristallin. C’est un type de cristallisation squelettique. Un autre cristal squelettique est le cristal de neige, dont l’étoile ramifiée est formée rapidement dans l’atmosphère. Ce cristal de glace-neige est très différent comme vous savez, de la glace elle-même (bien que le réseau cristallin soit le même dans les deux cas). Dans le cas du chondre à olivine barrée (BO en anglais, selon barred olivine), l’olivine est issue d’une roche fondue (brouillard en suspension) et donc impure. La micro-gouttelette silicatée, abandonne entre les lames d’olivine ses résidus (d’autres composés silicatés et oxydes) comme des feldspaths. Ceux-ci forment facilement un verre, c’est-à-dire une phase vitreuse dans laquelle il n’apparaît pas de cristaux, ou si c’est le cas, ils restent infiniment petits et ne colorent pas la phase en lumière polarisée croisée à 90° (XPol) qui reste noire.

Cette phase vitreuse sépare ainsi les barres d’olivine. Un métamorphisme thermique subséquent induira d’ailleurs une cristallisation au moins partielle de ces verres. Dans les cas que nous avons étudiés, la nature même de l’olivine a été prouvée par des mesures d’indices de réfraction (car il existe aussi des chondres à pyroxènes barrés, dont on parle moins dans la littérature).

Mais voilà, il se fait que certains de ces chondres BO peuvent être polysomatiques (composés de plusieurs corps, en grec). Cet agencement de groupes de barres peut s’avérer aléatoire, regroupant des débris de chondres antérieurs. Cependant assez souvent ces corps distincts sont reliés entre eux par une relation géométrique reproductible, non liée au hasard, mais obéissant à une loi de macle, comme on dit en minéralogie. Plusieurs lois existent. Dr F. Hatert, co-auteur de notre article, a d’ailleurs mis en évidence à cette occasion une nouvelle loi de macle inconnue encore, selon le plan {021}.

Il faut savoir qu’en minéralogie, les macles sont fréquentes. Ce sont des anomalies (structurées) du réseau cristallin qui apparaissent spécialement dans les zones de températures supérieures de stabilité des domaines de phases cristallines (quand la température – et souvent la pression – varie, des changements de phases cristallines se produisent ; par exemple, la calcite et l’aragonite (CaCO₃) cristallisent selon des symétries différentes selon les valeurs des paramètres).

Fig. 2 - Séquence montrant l’extinction alternante de chaque individu cristallin
(DaG 412 CK5) en fonction de la rotation de la lame mince.
Largeur du chondre : 1.1 mm. (sous une lumière polarisée croisée).

Mais, pour certains minéraux on ne rencontre quasi jamais de macles, c’est le cas de la tourmaline dont la macle est très rare, et aussi (davantage encore) de l’olivine. Dans le cas de l’olivine, les macles n’ont été signalées qu’à l’état microscopique, car on ne les observe qu’au microscope optique (observations faites par des gemmologues). Il se fait qu’elles perturbent la qualité optique des gemmes (péridot). Mais dans l’espace, ces macles de l’olivine sont très fréquentes. Ces propos n’ont jamais été soulignés, à ma connaissance, dans les publications spécialisées. Il doit bien sûr exister une corrélation entre les paramètres physiques (en particulier la température et la cinétique rapide) de la cristallisation des chondres BO et l’apparition des macles.

L’examen de la figure 2 montre à quoi ressemblent ces chondres BO maclés. Idéalement (car il existe d’autres cas dans lesquels il n’y a que deux groupes de barres maclées). Typiquement, on a un camembert divisé en quatre secteurs. Quand on effectue la rotation de la lame mince, les différents secteurs du camembert céleste s’éteignent et s’allument successivement. Deux diagonales sont les frontières nettes de chaque individu de la macle. Nous avons décrit les macles observées dans quatre météorites : Allende CV3, DaG 412 CK5, NWA 4436 L4 (deux spécimens, a and b) and Twodot H6.

L’étude des chondrites prouvent d’une manière irréfutable (si besoin en était), tout comme les figures de Wiedmanstätten, l’origine extraterrestre de nos météorites. Ainsi donc en lisant les chondres exhibés par différentes chondrites, l’évidence de la présence de macles de l’olivine sautait aux yeux. La symétrie de plusieurs groupes de lamelles différenciées par la rotation de la lame mince sous une lumière polarisée croisée à 90° indiquait cette présence possible. Il restait à le prouver… Les résultats ont été publiés dans la revue Meteorite.

C’était peut-être une gageure, mais il fallait fixer le système d’axes cristallographiques à partir de l’observation de la lame mince. Cela a pu être réalisé grâce à des techniques déjà anciennes de cristallographie optique. Les résultats sont résumés dans notre publication citée en fin d’article, l’aspect scientifique de cette section sortant de nos propos actuels. Soulignons simplement que quand la macle est bien symétrique (quatre secteurs réguliers), l’axe cristallographique « a » (correspondant à γ) est approximativement perpendiculaire à la lame mince. L’axe « c » (correspondant à β) est parallèle à l’élongation de la lamelle d’olivine tandis que l’axe « b » est perpendiculaire à cette élongation. L’amateur non spécialisé est vite désarçonné par ce type de langage qui n’est qu’une ébauche de la discussion qui est résumée dans la publication citée.

A partir de ces considérations théoriques, on peut préciser les idées en dessinant un cristal d’olivine maclé ou non. L’amateur imaginera alors ce qui se passe en apesanteur, la sphéricité de la goutte fondue étant imposée. Le cristal d’olivine occupe l’entièreté du volume de la petite sphère (généralement, de 0.2 à 1.5 mm de diamètre). On peut imaginer un enfant découpant dans un bloc de crème glacée bicolore une boule de glace avec une cuiller hémisphérique. On retrouve ainsi les quatre secteurs répartis comme dans le chondre BO.

Fig. 3 - Schéma illustrant la découpe d’une sphérule d’olivine dans un cristal maclé. 
On voit un modèle d’un chondre BO,
une sphère avec 4 segments (John Kashuba).

Fig. 4 – Schéma de la macle selon {011} où 2 individus sont interpénétrés.

Dans le dessin (a) on voit les traces des lamelles {010} d’olivine, tandis que le cercle rouge représente l’enveloppe du chondre. C’est le schéma typique d’un chondre à olivine barrée.

Si la découpe se fait dans une partie individuelle du cristal (b) ou (c), le chondre ne présentera qu’un groupe de barres parallèles.
Ce cas correspond au cas de l’absence de macle.

Toutes les macles de l’olivine du type {0kl} seront observées quand le plan de la lame mince sera à peu près perpendiculaire à l’axe « a ». Une orientation de la taille de la lame mince perpendiculaire aux axes « b » ou « c » ne produisent pas de chondre en sablier. En effet, confinés dans le chondre, la macle prend l’aspect d’un sablier.

Si la taille du chondre n’est pas rigoureusement perpendiculaire à l’axe « a », le centre du sablier se décale (Fig. 5).

Fig. 5 – NWA 5205 LL3.2 – Chondre à olivine barrée (BO) taillé un peu hors de la perpendiculaire à l’axe « a ».

Bibliographie: Roger Warin, Frédéric Hatert and John Kashuba – Hourglass Chondrules, Meteorite, November 2010, Vol. 16. No 4.

Roger WARIN.