Auréoles de désintégration radioactive autour de zircons

Auréoles de désintégration radioactive autour de zircons

Le zircon, un minéral accessoire :

Le zircon est un minéral accessoires au sein des roches, c’est à dire qu’il représente un faible pourcentage volumique de la roche.
Le zircon est un silicate de zirconium de formule chimique : ZrSiO4
En LPNA, le zircon forme des cristaux incolore avec le plus souvent une forme de grains arrondis de relief très fort.

Le zircon est formé à partir de magma acides, il est donc présent dans les roches magmatiques riches en feldspaths comme ici le granite.

Photo de 1/2 : Observation au microscope polarisant en LPNA (Lumière Polarisée Non Analysée) d’une lame de granite, grossissement X40.
On observe très bien au centre de l’image un minéral de biotite, il est de couleur marron clair. Au sein de la biotite, on peut observer 4 petits minéraux de zircons entourés par une auréole noire de désintégration radioactive.

Photo 2/2 : Zoom sur un zircon en enclave dans le minéral biotite observé en LPNA X400.
On distingue très facilement le fort relief du zircon ainsi que l’auréole noire autour du minéral.

Formation de l’auréole de désintégration radioactive :

Lors de leur cristallisation au sein des magmas, les cristaux de zircons incorporent, entre autres éléments chimiques, une petite proportion d’uranium (radioactif).
La désintégration radioactive de l’uranium est à l’origine d’auréoles noires (souvent appelés halos pléochroïques) affectant la biotite.
La radioactivité altère de l’intérieur la biotite et lui fait perdre sa couleur marron clair en LPNA, celle devient grise noire.

Les zircons : les plus anciens matériaux terrestre connus.

Le zircon est un minéral extrêmement résistant : il peut subir plusieurs cycles géologiques (érosions, métamorphismes…), ce qui explique sa préservation dans des formations très anciennes.
Les cristaux de zircons contiennent une petite proportion d’uranium (isotope père radioactif) qui se désintègre progressivement en plomb (isotope fils radiogénique).

Très schématiquement, la mesure des quantités relatives des différents types d’isotopes permet de dater ces cristaux de manière assez précise. Les plus anciens zircons datés proviennent de Jack-Hills en Australie, ils ont – 4, 404 milliards d’années ( à + ou – 8 Ma près). Ce sont les plus anciens matériaux terrestres connus.
Leur découverte attestent de l’existence, au moins locale d’une croûte probablement très fine soumise à l’érosion dès 4,4 Ga. De plus, les données des isotopes de l’oxygène montrent que ces cristaux auraient été en contact avec de l’eau sous forme liquide, ce qui suggère l’existence d’un océan dès – 4,4 Ga, soit seulement 160 millions d’années après la formation de la Terre.

Publication : Décembre 2018
Auteur(s) : Pierre-Jean Riou, professeur de SVT
Crédits photos : Pierre-Jean Riou

D’après :

Atlas de pétrologie : les minéraux et roches en 86 fiches, 2ième édition. Jean-François Beaux, Bernard Platevoet, Jean-François Fogelgesang.
Le précambrien 4 milliards d’années d’histoire de la Terre. Jean-François Deconinck