Géologie et utilisations des roches de quartzite

La quartzite est une roche métamorphique non feuilletée composée principalement de quartz. C'est généralement une roche blanche à gris pâle, mais se présente dans d'autres couleurs, y compris le rouge et le rose (de l'oxyde de fer), le jaune, le bleu, le vert et l'orange. La roche a une surface granuleuse avec une texture de papier de verre, mais se polit à un éclat vitreux.

Points clés: Quartzite Rock

• La quartzite est une roche métamorphique dure non feuilletée formée par l'action de la chaleur et de la pression sur le grès.
• Habituellement, la roche est blanche ou grise, mais elle se présente dans d'autres couleurs pâles. Il a une surface granuleuse et rugueuse. Le grossissement révèle une mosaïque de cristaux de quartz.
• Le quartzite pur est entièrement composé de dioxyde de silicium, mais généralement de l'oxyde de fer et des oligo-éléments sont présents.
• La quartzite se trouve dans les chaînes de montagnes plissées aux frontières des plaques convergentes dans le monde entier.

Comment se forme le quartzite

La quartzite se forme lorsque le grès de quartz pur ou presque pur subit un échauffement et une pression. Cela est généralement dû à la compression tectonique. Les grains de sable de grès fondent et recristallisent, cimentés ensemble par de la silice.

L'arénite de quartzite est l'étape intermédiaire entre le grès et le quartzite. L'arénite est toujours considérée comme une roche sédimentaire, mais elle a une teneur en quartz extrêmement élevée. Cependant, il est difficile d'identifier la transition du grès au quartzite. Certains géologues utilisent le terme «quartzite» pour désigner des roches métamorphiques constituées presque exclusivement de quartz. Ici, le quartzite est identifié par la façon dont il se fracture à travers les joints de grains, tandis que l'arénite se brise autour d'eux. D'autres géologues identifient simplement le "quartzite" comme une roche étroitement cimentée trouvée au-dessus ou au-dessous d'une bande de roche de quartz sédimentaire.

Composition de quartzite

La quartzite est constituée presque entièrement de dioxyde de silicium, SiO₂. Si la pureté est d'environ 99% SiO₂, la roche est appelée orthquartzite. Sinon, le quartzite contient généralement de l'oxyde de fer et peut contenir des traces de minéraux, du rutile, du zircon et de la magnétite. La quartzite peut contenir des fossiles.

Propriétés

La quartzite a une dureté de Mohs de 7, qui est comparable à celle du quartz et considérablement plus dure que le grès. Comme le verre et l'obsidienne, il rompt avec une fracture conchoïdale. Sa texture grossière rend difficile l'affûtage sur un bord fin. Sous grossissement, la structure cristalline de verrouillage du quartzite devient apparente.

Une mince section agrandie de quartzite montre sa minéralogie. Jackdaan88

Où trouver du quartzite

La quartzite se forme aux limites des plaques tectoniques convergentes. Les plaques convergentes enterrent le grès et exercent une compression. À mesure que la frontière se replie, des montagnes surgissent. Ainsi, le quartzite se trouve dans les chaînes de montagnes plissées du monde entier. Tandis que l'érosion résiste aux roches plus molles, le quartzite reste, formant des pics et des falaises. Le rocher jonche également les flancs des montagnes en éboulis.

Des falaises de quartzite entourent le lac Oberon en Tasmanie, Australie. Images de Whitworth / Getty Images

Aux États-Unis, vous pouvez trouver du quartzite dans l'est du Dakota du Sud, le sud-ouest du Minnesota, la chaîne Wasatch de l'Utah, la chaîne Baraboo du Wisconsin, le centre du Texas, près de Washington, D.C., des parties de la Pennsylvanie et les montagnes de l'Arizona et de la Californie. La ville de Quartzite en Arizona tire son nom du rocher des montagnes voisines.

La quartzite est présente dans tout le Royaume-Uni, les montagnes de La Cloche au Canada, le massif rhénan en Europe continentale, le Brésil, la Pologne et le plateau Chimanimani du Mozambique.

Les usages

La force et la ténacité du quartzite se prêtent à de nombreuses utilisations. Le quartzite concassé est utilisé dans la construction de routes et pour le ballast ferroviaire. Il est utilisé pour fabriquer des tuiles, des escaliers et des revêtements de sol. Une fois taillée et polie, la roche est assez belle et durable. Il est utilisé pour fabriquer des comptoirs de cuisine et des murs décoratifs. Le quartzite de haute pureté est utilisé pour fabriquer du sable de silice, du ferrosilicium, du carbure de silicium et du silicium. Les humains du paléolithique fabriquaient parfois des outils en pierre à partir de quartzite, bien qu'il soit plus difficile à travailler que le silex ou l'obsidienne.

Quartzite contre quartz et marbre

La quartzite est une roche métamorphique, tandis que le quartz est une roche ignée qui cristallise dans le magma ou se précipite autour des évents hydrothermaux. Le grès sous pression se transforme en quartz arénite et quartzite, mais le quartzite ne devient pas quartz. L'industrie de la construction complique encore la question. Si vous achetez du "quartz" pour les comptoirs, il s'agit en fait d'un matériau d'ingénierie fabriqué à partir de quartz broyé, de résine et de pigments et non de la roche naturelle.

Une autre roche communément confondue avec le quartzite est le marbre. Le quartzite et le marbre ont tendance à être des roches de couleur pâle et non foliées. Malgré son aspect similaire, le marbre est une roche métamorphique faite de minéraux carbonatés recristallisés, pas de silicates. Le marbre est plus doux que le quartzite. Un excellent test pour distinguer les deux est d'appliquer un peu de vinaigre ou de jus de citron sur la roche. La quartzite est imperméable à la gravure à l'acide faible, mais le marbre bouillonnera et conservera une marque.

Sources

• Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Pétrologie: ignée, sédimentaire et métamorphique (2e éd.). Homme libre. ISBN 0-7167-2438-3.
• Gottman, John W. (1979). Quartzite Wasatch: Un guide pour grimper dans les montagnes Wasatch. Wasatch Mountain Club. ISBN 0-915272-23-7.
• Krukowski, Stanley T. (2006). "Matériaux spéciaux en silice". Dans Jessica Elzea Kogel; Nikhil C. Trivedi; James M. Barker; Stanley T. Krukowski. Minéraux et roches industriels: matières premières, marchés et utilisations (7 éd.). Society for Mining, Metallurgy, and Exploration (États-Unis). ISBN 0-87335-233-5.
• Marshak, Stephen (2016). Essentiels de la géologie (5e éd.). W. W. Norton & Company. ISBN 978-0393601107.