La plupart des roches de la croûte continentale supérieure sont passées, à un moment ou à un autre de leur histoire, par la chlorite. Elle est à ce point répandue. Entrez dans n’importe quel terrain métamorphique de bas degré (ceintures d’ardoises, schistes verts, basaltes altérés du plancher océanique, auréoles propylitiques autour des porphyres cuprifères) et la chlorite est cette matière verte qui forme la matrice. Pourtant, elle passe presque toujours inaperçue, en partie parce que chlorite n’est pas un minéral unique mais un groupe de phyllosilicates que même des minéralogistes expérimentés ont du mal à distinguer sur échantillon macroscopique.
Voici ce qu’il vaut réellement la peine de savoir.
Fiche technique
- Groupe minéral
- chlorite, phyllosilicate (silicate en feuillets)
- Statut IMA
- nom de groupe ; ne constitue plus une espèce unique valide depuis 1998
- Formule chimique générale
- (Mg, Fe2+, Fe3+, Mn, Al)6(Si, Al)4O10(OH)8
- Espèces les plus courantes
- clinochlore (à Mg dominant) et chamosite (à Fe2+ dominant)
- Système cristallin
- monoclinique (la plupart des espèces) ; certaines tricliniques
- Dureté
- 2–2,5 sur l’échelle de Mohs
- Densité
- 2,6–3,3 (varie avec la teneur en fer)
- Clivage
- vitreux à nacré sur les surfaces de clivage ; mat dans les masses à grain fin
- Éclat
- vitreux à nacré sur les surfaces de clivage ; mat dans les masses à grain fin
- Couleur
- le plus souvent verte ; aussi blanche, jaune, rose, violette (kämmererite) et noire
- Trait
- blanc à vert pâle
- Étymologie
- 2,6–3,3 (varie avec la teneur en fer)
Ce qu’est réellement la chlorite
La chlorite est un groupe de phyllosilicates construits autour d’empilements de feuillets T-O-T (tétraédrique-octaédrique-tétraédrique) : le même motif structural que l’on trouve dans les micas et le talc. Ce qui distingue la chlorite, c’est la présence d’une couche supplémentaire de type brucite (Mg, Fe)(OH)2 insérée entre chaque feuillet T-O-T. Cette couche interfoliaire porte une charge et donne à la chlorite des lamelles un peu plus rigides et moins élastiques que celles du mica.
L’Association minéralogique internationale reconnaît plusieurs pôles purs sur ce modèle structural : le clinochlore (à Mg dominant), la chamosite (à Fe2+ dominant), la pennantite (à Mn dominant), la nimite (à Ni dominant), la baileychlore (à Zn dominant), ainsi que les espèces di-trioctaédriques sudoïte, donbassite et cookéite (contenant du Li). En pratique, presque toutes les chlorites que vous rencontrerez sur le terrain appartiennent à la série de solution solide clinochlore–chamosite : l’échange magnésium–fer qui commande la couleur, la densité et l’essentiel de ce qu’un pétrographe lit sur une lame mince.
Jusqu’en 1998, l’IMA reconnaissait « chlorite » comme une espèce unique valide. Ce n’est plus le cas. Le nom persiste de façon informelle parce que distinguer le clinochlore de la chamosite sans microsonde électronique est réellement difficile, et la plupart des géologues se contentent d’écrire Chl dans leurs carnets de terrain avant de passer à autre chose.
Comment se forme la chlorite
La chlorite est le produit d’interactions à basse température entre des minéraux mafiques et l’eau. Trois contextes dominent.
Le métamorphisme régional : le faciès schistes verts
C’est le contexte classique des manuels. Lorsque des roches mafiques (basaltes, gabbros, tufs andésitiques) sont soumises à des températures d’environ 300–500 °C et à des pressions de 2–10 kbar, leurs minéraux primaires (olivine, pyroxène, plagioclase, biotite, hornblende) se déstabilisent et se rééquilibrent en assemblages dominés par chlorite + actinote + épidote + albite. Les roches qui en résultent (schistes verts, roches vertes, schistes à chlorite) doivent leur couleur à la chlorite. La cartographie pionnière des Highlands écossais réalisée par George Barrow dans les années 1890 a identifié la zone à chlorite comme le plus bas de ses degrés de métamorphisme, et cette nomenclature est toujours d’usage courant aujourd’hui.
Altération hydrothermale
Partout où des fluides chauds circulent à travers des roches mafiques ou intermédiaires (aux dorsales médio-océaniques, autour des intrusions magmatiques, le long des zones de failles), de la chlorite se forme. Dans les systèmes de porphyres cuprifères, la chlorite est le minéral diagnostique de l’auréole d’altération propylitique (chlorite + épidote + calcite + albite + pyrite), la vaste enveloppe externe qui entoure le cœur potassique minéralisé. La chimie de cette chlorite propylitique sert désormais d’outil de vectorisation en exploration minière : des variations systématiques de Ti, V, Mg et Mn dans la chlorite peuvent désigner un centre porphyrique enfoui à plusieurs kilomètres de distance (Wilkinson et al., 2015).
Diagenèse et qualité des réservoirs
Dans les grès profondément enfouis, de la chlorite authigène précipite sous forme de minces revêtements sur les grains de quartz détritique. Dès que les températures d’enfouissement dépassent environ 80 °C, ces revêtements inhibent physiquement la nucléation du ciment de quartz, principal destructeur de porosité dans les réservoirs clastiques profonds. Il en résulte une porosité anormalement élevée, préservée à des profondeurs où les réservoirs seraient autrement compacts. La formation triasique de Skagerrak, dans le Graben central de la mer du Nord, et le bassin de l’embouchure de la rivière des Perles, au large de la Chine, en sont des cas d’école (Worden et al., 2020). C’est, sans bruit, l’une des réactions les plus importantes économiquement que la chlorite accomplisse.
Autres contextes
La chlorite apparaît aussi comme produit rétrograde, remplaçant la biotite, le grenat ou l’amphibole lorsque des roches de plus haut degré sont soulevées et réhydratées ; comme produit d’altération dans les sols issus de roches mafiques ; et sous forme d’ooïdes de berthiérine et de chamosite dans des ironstones de milieu marin peu profond, le protolithe des minerais de fer classiques de type minette.
Variétés et couleurs remarquables
La description classique de la chlorite comme « toujours verte » est une première approximation utile, mais elle ne tient pas longtemps. Une poignée de variétés méritent d’être mentionnées à part.
Clinochlore
À magnésium dominant. De loin la chlorite la plus courante. Présent dans les marbres, les schistes à talc, les serpentinites et les roches mafiques métamorphisées partout dans le monde. Localité type : West Chester, en Pennsylvanie (Blake, 1851). Le nom vient du grec klinein (« incliner ») et de chloros, en référence à ses axes optiques inclinés.
Chamosite
À fer dominant. Nommée d’après Chamoson, en Valais (Suisse), par Berthier en 1820. Courante dans les ironstones oolithiques et les sédiments marins réduits, et facilement confondue avec la berthiérine, minéral très apparenté de 7 Å.
Kämmererite
Variété de clinochlore riche en chrome, qui se distingue par une couleur saisissante allant du magenta au violet, due à Cr3+ en site octaédrique. Elle se forme là où des fluides chromifères interagissent avec des serpentinites. La mine de Kop Krom, dans la province d’Erzurum, en Turquie, fournit les plus beaux spécimens du monde.
Séraphinite
Nom commercial (et non espèce approuvée par l’IMA) d’une variété fibreuse et chatoyante de clinochlore provenant du skarn à fer de Korchounovskoïe, dans l’oblast d’Irkoutsk, en Sibérie orientale. Les motifs argentés en forme de plumes qui donnent son nom au matériau sont des inclusions de mica. Le gisement de Korchounovskoïe reste la seule source commerciale. Avec une dureté de 2–2,5 sur l’échelle de Mohs, la séraphinite est un matériau lapidaire fragile, mieux adapté aux cabochons et aux plaques décoratives qu’aux pierres de bague.
Où trouve-t-on la chlorite ?
La chlorite est véritablement cosmopolite : on la rencontre dans des roches métamorphiques de bas degré et des roches magmatiques altérées sur tous les continents. La chlorite de qualité pour collection ne provient toutefois que d’une liste bien plus courte de localités classiques :
- Suisse : Zermatt, Binntal et val d’Anniviers (fentes alpines dans des métabasites) ; Chamoson, Valais (localité type de la chamosite)
- Italie : val Malenco, Lombardie (clinochlore dans des serpentinites) ; mine de Gambatesa, Ligurie (pennantite)
- États-Unis : West Chester, Pennsylvanie (localité type du clinochlore) ; mine de Tilly Foster, Brewster, New York ; la ceinture à talc du Vermont
- Russie : Korchounovskoïe, oblast d’Irkoutsk (séraphinite) ; mine d’Akhmatov, Oural (kämmererite)
- Turquie : mine de Kop Krom, Erzurum (kämmererite de classe mondiale)
- Canada : mine de talc de Broughton, Québec
- Mali : région de Kayes (cristaux de clinochlore pseudohexagonaux bien formés)
Pourquoi la chlorite compte
La chlorite n’a presque aucune application industrielle directe. Elle n’est exploitée comme substance principale nulle part au monde. Son importance réelle est diagnostique et informative, et sur ce plan c’est l’un des minéraux les plus utiles dont dispose un géologue.
Minéral-index du faciès schistes verts
Dans la cartographie du métamorphisme barrovien, l’apparition et la disparition de la chlorite marquent des isogrades majeurs. Un schiste pélitique à chlorite + muscovite + quartz indique à un pétrologue qu’il a affaire à des températures d’environ 300–450 °C, le plus bas degré de métamorphisme régional qui produise une roche foliée.
Géothermométrie
L’échange par substitution de Tschermak dans la chlorite (Si–Al contre Al–Mg) est sensible à la température, et plusieurs thermomètres à chlorite, empiriques et thermodynamiques, ont été développés (Cathelineau & Nieva, 1985 ; Bourdelle et al., 2013). Ils sont réputés très sensibles à la composition de la roche totale et à l’état d’oxydation ; les résultats sont donc à traiter comme une contrainte parmi d’autres plutôt que comme une température autonome.
Outil de vectorisation en exploration minière
La systématique des éléments en traces de la chlorite propylitique, en particulier les rapports Ti, V, Mn et Mg, est désormais un apport courant dans la recherche de gisements de porphyres cuprifères enfouis. Les empreintes définies par la chimie de la chlorite peuvent s’étendre sur plusieurs kilomètres au-delà des anomalies conventionnelles en roche totale (Wilkinson et al., 2015).
Qualité des réservoirs dans les bassins clastiques
Les revêtements de chlorite autour des grains préservent la porosité des grès profondément enfouis en inhibant la cimentation par le quartz au-dessus de ~80 °C. Distinguer la chlorite qui fait pont entre les pores (favorable) de celle qui les comble (et détruit la perméabilité) est un volet essentiel de la caractérisation des réservoirs clastiques en exploration pétrolière et géothermique.
Pierre décorative et ornementale
Le schiste à chlorite et la séraphinite sont utilisés comme matériaux ornementaux et lapidaires. La chlorite était aussi l’une des pierres les plus courantes pour les vases sculptés dans les civilisations de l’âge du bronze de Mésopotamie, d’Iran (la culture de Jiroft) et de la vallée de l’Indus.
Comment reconnaître la chlorite sur le terrain
Cherchez un minéral vert, micacé, à clivage basal parfait, assez tendre pour être rayé à l’ongle (Mohs 2–2,5) et, point crucial, aux lamelles qui se plient mais ne reprennent pas leur forme. Cette flexion non élastique est le test de terrain le plus utile et le moyen le plus net de distinguer la chlorite de la biotite. La chlorite a souvent un léger toucher savonneux, et, en lame mince, elle présente couramment des teintes de polarisation anormales caractéristiques, brunes ou « bleu de Berlin », entre polariseurs croisés.
Comment distinguer la chlorite des autres phyllosilicates verts :
- Biotite : ses lamelles sont élastiques, celles de la chlorite ne le sont pas. C’est l’argument décisif.
- Talc : beaucoup plus tendre (Mohs 1) et nettement savonneux.
- Serpentine (antigorite) : généralement fibreuse ou lamellaire, sans l’habitus micacé bien développé de la chlorite.
- Glauconite / céladonite : limitées aux contextes sédimentaires ; ne se présentent presque jamais sous forme de lamelles visibles.
Distinguer le clinochlore de la chamosite sans outils analytiques est pratiquement impossible. N’essayez pas.
Questions fréquentes
La chlorite est-elle un minéral unique ?
Non. Chlorite est le nom de groupe de plusieurs phyllosilicates très apparentés. L’IMA a supprimé « chlorite » en tant qu’espèce unique valide en 1998. Le clinochlore et la chamosite sont les deux espèces que vous rencontrerez le plus souvent.
La chlorite contient-elle du chlore ?
Non. Le nom vient du grec chloros, qui signifie « vert ». Il n’y a pas de chlore dans la formule.
Le minéral chlorite est-il identique à l’ion chlorite (ClO2−) ?
Ce sont deux choses entièrement différentes, malgré le nom commun. Le minéral chlorite est un phyllosilicate ; l’ion chlorite est un anion inorganique utilisé dans le blanchiment et le traitement de l’eau.
Quelles roches contiennent de la chlorite ?
Les schistes verts, les roches vertes, les schistes à chlorite, les phyllades, les ardoises, les roches volcaniques à altération propylitique, les grès profondément enfouis, les serpentinites et les intrusions mafiques métamorphisées, entre bien d’autres.
La chlorite a-t-elle de la valeur ?
La plupart des chlorites n’ont aucune valeur commerciale. Deux exceptions : la séraphinite (la variété lapidaire de Sibérie) et la kämmererite (spécimens de collection, surtout ceux de Kop Krom, en Turquie).
