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Inclusion

Inclusion (minéralogie). - Parmi les faits les plus importants qu'une application du microscope à l'étude des minéraux permet de constater, figure la présence, au sein des cristaux bien individualisés, de substances étrangères contenues à l'état d'inclusion. Loin de pouvoir être considéré comme un milieu homogène, un cristal pourvu de formes précises se montre toujours, quand on le soumet à cette analyse, chargé de matières étrangères qui peuvent se présenter sous les divers états gazeux, liquide, vitreux ou cristallin. On conçoit dès lors le puissant intérêt qui s'attache à déterminer leur nature, ces inclusions n'étant autres que des témoins du milieu où le cristal qui les contient a pris naissance et pouvant le plus souvent fournir des données précieuses sur les conditions qui ont présidé à sa formation. C'est également cette analyse, en particulier la spécification des espèces minérales enclavées, qui seule à permis de donner à la recherche de l'ordre dans lequel s'était effectuée la consolidation des minéraux dans les roches, un grand caractère de précision. Il est bien clair, par exemple, que dans tout minéral les éléments cristallins enclavés sont plus anciens que celui qui les contient et devient leur hôte.

Inclusions cristallines.
Ces inclusions cristallines sont toujours à l'état de microlithes, c.-à-d. de cristaux microscopiques déjà spécifiés, mais inégalement développés dans tous les sens et dont la détermination exige l'emploi des fort grossissements. Le plus souvent, dans les minéraux polychroïques tels que le mica et l'amphibole, ces inclusions cristallines se signalent par un remarquable développement d'auréoles brunes douées d'un polychroïsme plus intense que celui du minéral encaissant : de ce nombre sont surtout celles fournies par le zircon, le sphène et l'apatite. Quand à leur agencement, il peut être irrégulier ou bien affecter une remarquable symétrie par rapport aux formes extérieures du cristal encaissant; dans ce cas, leur disposition par zones concentriques est en rapport avec les diverses phases d'accroissement du cristal. La leucite est, de tous les minéraux de seconde consolidation des roches, celui qui offre le plus remarquable exemple de cette régularité dans la disposition des inclusions cristallines. Leur nombre peut être aussi considérable; dans le grenat par exemple et surtout la staurotide, il devient tel qu'on ne peut obtenir avec exactitude la composition de ces minéraux.

Inclusions vitreuses.
Les inclusions vitreuses sont de forme irrégulière, à contours arrondis d'une grande netteté et sans pénombre, en raison de la grande différence qui s'introduit entre l'indice de réfraction du cristal et celui de l'inclusion; quand elles contiennent les bulles de gaz, ces dernières sont à bords fortement ombrés, immobiles et de petite taille. Toutes devenant les restes de la matière amorphe au sein de laquelle les cristaux ont pris naissance, sont nécessairement isotropes, c.-à-d. sans action sur la lumière polarisée. C'est ce caractère qui permet de les spécifier des microlithes quand, par exception, elles abandonnent leurs contours irréguliers pour prendre des formes précises reproduisant exactement celle du minéral enveloppant en constituant de la sorte ce qu'on appelle un cristal négatif. On les remarqué marqués de coloration claire dans les roches porphyriques acides des séries ancienne et récente (rhyolithes), tandis qu'elles deviennent brunes, violacées ou rougeâtres dans celles basiques du type des basaltes et des mélaphyres. Souvent aussi dans de pareilles roches et surtout dans les laves modernes la matière amorphe de ces inclusions ayant subi un commencement d'individualisation, on y voit apparaître des cristallites de coloration plus foncée, implantés sur les bords ou plus fréquemment concentrés au milieu; si bien que ces essais de cristaux apparaissent entourés d'un liséré limpide. C'est de préférence dans les inclusions amorphes, privées de bulle de gaz, que ces phénomènes de dévitrification s'observent.

Inclusions gazeuses.
Quant aux inclusions gazeuses, avec des formes nettement arrondies, plus rarement polyédriques, toutes se signalent par la netteté de leur contour toujours limité par une large bande noire, produite par la grande différence de réfrangibilité entre le gaz de l'inclusion et la substance qui l'entoure, pénombre qui s'accentue quand ces cavités produites par retrait sont vides. Leur distribution dans un cristal est tantôt irrégulière, tantôt concentrique aux zones d'accroissement; souvent aussi on les remarque disposées par files alignées. Le gaz, qu'elles contiennent presque toujours sous faible pression, consiste généralement en un mélange d'azote et d'oxygène avec traces d'acide carbonique, offrant presque exactement la composition de l'air dans les minéraux formés par voie de sublimation. Très fréquentes aussi sont celles qui ne sont constituées que par de l'acide carbonique, ou des hydrocarbures ou même de l'hydrogène. Habituellement de petite taille, elles rachètent souvent par leur nombre immense cette faible dimension. Dans la leucite et l'haüyne par exemple, il n'est pas rare de pouvoir en constater plusieurs millions dans un centième de millimètre carré.

Inclusions liquides.
Les inclusions liquides, de beaucoup les plus intéressantes et les mieux étudiées, peuvent affecter les mêmes formes que celles remplies par des matières vitreuses, mais leurs contours sont masqués par une pénombre plus accentuée. Fréquemment aussi on y observe une bulle de gaz à bords fortement ombrés, mais cette bulle devient mobile et reste toujours unique. Un simple mouvement de la lame mince contenant le cristal examiné permet de constater le déplacement de cette bulle mobile ou libelle, qui devient soumise à une trépidation constante quand sa dimension se trouve inférieure à 2 mm de diamètre. Cette trépidation des libelles, tout à fait semblable à ces mouvements dits mouvements browniens

Indépendamment de cette mobilité caractéristique des libelles, l'action de la chaleur a pour effet tantôt d'augmenter progressivement leur volume aux dépens du liquide qui se vaporise et l'inclusion liquide peut de la sorte se transformer temporairement en un pore à gaz; ou bien se réduire notablement et finir même par disparaître par suite de la dilatation progressive du liquide et de sa vaporisation finale. Parmi les divers procédés employés pour parvenir à déterminer la nature de ces liquides après avoir réduit en petits fragments le minéral qui contient de pareilles inclusions (analyse spectrale, essais chimiques), cette action de la chaleur est celui qui peut fournir les meilleurs résultats. Dans ce sens, Vogelsand a imaginé d'ingénieux appareils qui ont permis de reconnaître que, parmi ces liquides, les uns possédaient la transparence, la réfrangibilité et la dilatabilité de l'eau, alors que d'autres, légèrement jaunâtres ou brunâtres, moins réfringents, beaucoup plus dilatables et très volatils, étaient carburés. Dans le premier cas, ces liquides sont ou de l'eau pure ou des dissolutions salines
aqueuses, dans le second des hydrocarbures et surtout de l'acide carbonique condensé. Ces inclusions d'acide carbonique liquide qu'on sait être très répandues dans un grand nombre de minéraux, se reconnaissent aisément aux caractères suivants : extrême mobilité de la libelle, sa disparition très rapide sous l'action de la chaleur, cette inclusion se résolvant complètement en vapeur à une température de 30 à 31°C. Il est bien clair que, sous cette forme condensée, l'acide carbonique doit être soumis, dans ces cavités, à une très forte pression; elle se traduit clairement par l'éclatement des cristaux de quartz qui les contiennent nombreuses quand on les soumet à l'action du feu. Ceux du Canada en renferment à ce point et d'assez grande dimension, pour que la chaleur de la main suffise à elle seule pour provoquer cet éclatement; mais l'expérience devient dangereuse, l'explosion qui en résulte ayant de plus pour effet la projection de petits fragments de quartz éclaté.

Dans les inclusions aqueuses, la présence de certains cristaux flottant dans le liquide permet aisément de déterminer leur nature. Beaucoup d'entre elles, par exemple, renferment des trémies creuses ou des cristaux cubiques de chlorure de sodium; avec ce chlorure - dont l'existence peut encore être démontrée par le précipité blanc, soluble dans l'ammoniaque, que donne avec le nitrate d'argent la liqueur obtenue par le lavage des cristaux à inclusions, préalablement réduits en poudre -, on peut encore constater dans ces solutions la présence de sulfates et de carbonates alcalins; ou plus rarement celle de cristaux de fluorure de calcium et de fluorures alcalins. C'est ensuite à titre exceptionnel qu'on y reconnaît des rhomboèdres de carbonate de chaux ou de petits cristaux prismés tabulaires de barytine.

Un grand nombre de minéraux renferment de pareilles inclusions liquides; leur présence a de même été constatée dans certains minerais (blende, cassitérite, etc.). Dans le sel gemme, des inclusions d'acide carbonique liquide assez grosses pour être discernables à l'oeil nu ont été observées, mais c'est de beaucoup le quartz qui se trouve le plus riche en éléments de ce genre. Elles y affectent la forme de traînées tortueuses et abondent au point de troubler parfois sa transparence en lui donnant un aspect laiteux. Sorby, qui a fait de ces inclusions à bulle mobile l'objet d'études suivies, a calculé qu'un centimètre cube de quartz de granite pouvait en contenir plus de 60 millions. Il y en a même où ces éléments, parvenus à réduire leur section à 3 millionièmes de millimètre, forment le vingtième de la masse. (Ch. Vélain).

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Dictionnaire cosmographique
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