CHAPITRE X

ROCHES CARBONATÉES.

Le calcaire cristallin en masses est ordinairement intercalé entre des schistes cristallisés. Il est souvent mélangé à des schistes satinés, formant les couches appelées calcschistes (Moutiers, Savoie, île d’Elbe, Alpes du Dauphiné, vallée d’Arran, Pyrénées, etc.). Aussi le regarde-t-on comme une roche métamorphique. Le voisinage des roches éruptives a exercé une grande influence sur son état physique. L’abbé Palassou a signalé, il y a longtemps, l’alternance de calcaires cristallisés avec des schistes et des cal caires fossilifères dans la vallée d’Ossau. Elie de Eeaumont, puis Studer ont observé dans les Alpes des modifications du calcaire

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jurassique au contact du granité. A Lacus, dans le haut de la vallée du Ger, à Cazaunous entre Saint-Béat et Gouledoux, d’après Goquand (1), des fossiles marins se rencontrent dans des calcaires grenus, remplis de conséranites, dipyres et autres minéraux cristallisés. A Lacus, on suit la transformation du calcaire qui d’abord noir, pétri de fossiles et de coraux blancs, passe insensiblement à un calcaire fétide, très grenu, montrant quelques coraux et finit par constituer un calciphyre où les conséranites se trouvent mélangés avec ces mêmes coraux devenus méconnaissables. La roche modifiante est, d’après Goquand, un granité; c’est au contact du moins de cette roche qu’a eu lieu la transformation du calcaire compacte fossilifère en calcaire cristallin, dit primitif. Ceux de Saint-Béat ont été modifiés par les roches dites ophites de Palassou. Les exemples ont. été multipliés depuis; les calcaires cristallisés sont évidemment des roches métamorphiques. Si dans les schistes avec lesquels ils alternent, ils ne sont pas schisteux, c’est qu’en général le calcaire pur, sans mélange, ne se prête pas facilement à cette structure, à en juger par mes expériences, p. 5o6.

Calcaires lamellaires , à lamelles nettes, miroitantes, marbre de Paros, le plus pur, translucide pour une épaisseur de 35 millimètres.

C. Saccharoïdes; G. à gros grains, de Carrare, translucide pour une épaisseur de 25 millimètres (marbre statuaire) ; G. à grains fins du Pentélique, translucide sous une épaisseur de i5 millimètres, à zones verdâtres, opalines, dont les Grecs ont construit le Parthénon, les Propylées; C. translucide des colonnes et des autels de Venise, d’origine inconnue; G. de Luni, côtes de Toscane, d’un blanc éclatant, à grains finement serrés; A Carrare, on exploite, outre le marbre blanc, le bleu antique , bleu turquin , d’un gris bleuâtre, avec zones blanchâtres, coloré par un peu de bitume ; on peut citer aussi le marbre de Saint-Béat (Haute-Garonne) .

Souvent ces calcaires sont mêlés de diverses substances cristal-

pi) Goquand. Traite des roches , chez Baillière, 1857, p. 315.

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Usées, par exemple de mica, dont les lamelles donnent au marbre appelé cipolin , à couleurs vives, une texture plus ou moins schisteuse; de talc, dont les effets analogues produisent aussi des cipolins, d’un éclat un peu gras, parmi lesquels se distinguent ceux de Serravezza (Toscane) tantôt rubanés, tantôt bréchoïdes (fausses brèches), à cause (}es dessins capricieux de la matière talqueuse; de serpentine, dont les nuances et les dispositions variées font rechercher le vert antique , le vert de Florence [opkicalce de Brongniart) ; de grains cristallisés de grenat, d'idocrase, d’épidote, de pyroxène, de trémolite, de pargasite, d’albite, de mica vert, de dipyre, de conséranite, de tourmaline, d’apatite, de wollastonite, de spinelle, de saphir, de graphite, de pyrite, de magnétite qui font donner au calcaire le nom de calci phyre. Ceux de Saint-Béat (Hautes-Pyrénées) contiennent çà et là des cristaux de soufre; ceux de Carrare, de splendides cristaux de quartz, d’une limpidité absolue. Ils sont colorés quelquefois en jaune, en rouge, en brun, en teintes violacées par des oxydes ou des carbonates de fer et de manganèse, en noir, par de l’anthracite, en vert par de la malachite, etc.

Au microscope, ces calcaires présentent des groupements polysynthétiques et se colorent des irisations les plus vives en lumière polarisée.

Parmi les calcaires cristallins, figure celui qui forme de petits lits dans les caillasses des environs de Paris, où l’on trouve de jolis sphéroïdes de quirtz hyalin cristallisé, jusqu'à de petits cubes de fluorine.

Calcaires compactes , à grains si ténus qu’on ne les discerne qu’à l’aide de forts grossissements. Liebtrau attribue aux grains du calcaire du Muschelkalk d’Iéna un diamètre de 2 ou 3 centièmes de millimètre. Le calcaire compacte a une cassure plate et terne, quelquefois terreuse, il est un peu poreux. Il contient souvent du carbonate et des oxydes de fer, de la silice à l’état de sable ou d’opale, des matières bitumineuses, quelquefois de la matière organique. On y a rencontré une foule d’espèces minérales cristallisées,

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surtout dans les résidus obtenus après leur dissolution dans l’acide chlorhydrique; des grains de quartz, de feldspath, mica, zircon, pyrite, etc.

A peine jaunâtre, il est recherché comme pierre lithographique. Sans autre mélange que de très petites quantités de matières colorantes, il comprend les marbres simples ou unis, le jaune antique ou jaune de Sienne , coloré par un peu d'hydrate de fer ; les marbres noirs, colorés par des matières anthraciteuses, et ceux à plusieurs couleurs :

Le marbre Sainte-Anne , noirâtre ou d’un gris bleu foncé coloré par l’anthracite, avec veines blanches, disséminées dans tous les sens; le grand antique , des environs de Saint-Lizier (Ariège), à fragments angulaires, noirs, réunis par des veines blanches; le petit granité , granité des Ecaussines d’un noir assez pur, coloré par du bitume, où brillent des débris plus clairs d’encrine à cassure spathique, et que l’on extrait du calcaire carbonifère de Belgique, comme le marbre Sainte- Anne; le portor , à fond d’un beau noir, rehaussé de veines d’un jaune doré; le marbre du Languedoc , écarlate, à grandes flammes blanches, souvent grisâtres, produites par des polypiers dévoniens ; le vert d' Ariège, à Seix ; le sarran colin , isabelle et rouge, de la vallée d’Aure (Hautes-Pyrénées) ; le petit antique , blanc et noir, d’Héchettes (Hautes-Pyrénées).

i5o. Calcaire argileux, ou mélangé d’argile, qui peut y atteindre 25 à 3o o/o, limite à laquelle il devient fortement hydraulique. L’hydraulicité diminue avec la proportion d’argile. Lorsque l’argile y dépasse 3o o/o, le calcaire prend le nom de marne. L 'albérèze, calcaire argilitique , est un mélange de calcaire et d’argilite (argile endurcie). Exemple, le calcaire ou marbre ruiniforme de Florence.

Les roches phylladiennes peuvent aussi se trouver associées au calcaire, soit en particules disséminées, soit en feuillets qui donnent à l’ensemble une texture schisteuse (exemple, le marbre griotte , des carrières de Caunes, près Carcassonne), à fond d’un rouge brun, rappelant les cerises griottes, et parsemé de taches

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blanches, ou d’un rouge de sang, dans lequel on reconnaît des Clymenia; les marbres campans , à texture schistoïde, composés de phyllade vert ou brun, enveloppant des veines ou des bandes irrégulièrement épaisses et ondulées de calcaire blanc ou rosé, provenant de 1a. vallée de Gampan (Hautes-Pyrénées) ; le marbre cervelas , ainsi nommé à cause du mélange de ses couleurs blanchâtres et rouges ; peut-être aussi le rouge antique .

La matière argileuse mêlée au calcaire appartient aussi aux schistes argileux dans le cale, de Bagnères-de-Bigorre, etc.

Calcaire siliceux. — Il renferme quelquefois jusqu’à 48 o/o de silice; il a souvent la cassure conchoïdale. Il caractérise aux environs de Paris les calcaires dits de Saint- Ouen.

Dans sa variété sableuse, le calcaire renferme la silice à l’état de sable quartzeux grossier. Quelquefois il en enveloppe de telles quantités sous une de ses formes cristallines les plus régulières, celle du rhomboèdre inverse, que l’on avait cru d’abord à la cristallisation du grès, comme le rappelle son nom de grès cristallisé de Fontainebleau.

Calcaire bitumineux. — Calcaire mêlé de bitume.

Le Calcaire /glauconieux est un calcaire ordinairement argileux ou quartzeux, assez riche en globules de glauconite, silicate hydraté de fer et de magnésie, d’un vert noirâtre ou jaunâtre.

Il en existe des bancs plus ou moins épais dans des étages géologiques très différents : nummulitique des Alpes, des environs de Saint-Sever (Landes); partie inférieure du calcaire grossier ou de la craie des environs de Paris; silurien de la Russie, etc.

Calcaire ferrifère, jaune d’ocre ou brunâtre, souvent poreux ou caverneux, mais à texture compacte, assez répandu dans les terrains de transition, ou dans le Jurassique. Souvent l’hydrate de fer y entre sous sa forme oolithique (premières assises de l’oolithe inférieure).

On a émis plusieurs opinions sur le calcaire compacte.

Une des plus simples et qui doit être vraie pour un certain nombre de ces roches, c’est qu’elles ont été apportées dans un état

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boueux par les cours d’eau dans les mers où ils se jetaient. Pour d’autres auteurs, et cela est vrai souvent aussi, beaucoup de calcaires compactes sont des amas formés par les parties solides broyées des animaux qui ont vécu dans les océans. Quelques auteurs pensent qu’ils résultent de la réaction que la matière organigue exerce sur les sels de chaux contenus dans l'eau de mer. Enfin, on penserait que les algues et plantes marines vertes en absorbant l’acide caibonique dissous dans l’eau en précipitent le carbonate de chaux retenu en dissolution par cet acide; cette action des plantes n’est sans doute pas négligeable; mais elle ne peut être probablement que superficielle.

C. fibreux. — En petits lits à Nanterre. La structure fibreuse se montre habituellement dans les stalactites ou les stalagmites calcaires des grottes, et dans toutes ces variétés concrétionnées que l’on connaît sous les noms d 'albâtre oriental ou égyptien , lorsqu’elles sont bien translucides et incolores, ou de marbres onyx, lorsque leurs fibres droites ou sinueuses, d’un jaune de miel ou verdâtres, diffèrent les unes des autres par la nuance, la teinte ou le degré de translucidité. Les variétés à fibres circulaires et concentriques ont seules des nuances disposées comme le sont celles des agates onyx; elles proviennent toutes des stalactites. Depuis quelques années, en travaille dans le commerce les albâtres d’un vert pomme de Tecali (Mexique).

C. tuberculaire. — Concrétions en longs et volumineux cylindres déposés autour de tiges de plantes.

Oolithes. — D’une structure analogue à celle des pisolithes, leurs grains ne sont pas plus gros que des grains de millet. Quelquefois ils sont accolés immédiatement les uns aux autres, en masses de peu de consistance (oolithes de la Sarthe). Ou bien le ciment qui les empâte est au contraire très abondant, soit terreux, soit cristallin; dans un C. oolithique de l’Illinois, de la collection du Muséum d’histoire naturelle, c’est un mélange calcaire à clivages rhomboédriques, et de petits cristaux de quartz en prismes hexagonaux bipyramidés : les grains oolithiques y ont l’aspect

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terreux. Ces calcaires sont très fréquents dans les différents étages du terrain j urassique ; mais ils se retrouvent dans d’autres terrains.

Calcaires pisolithiques. — Ils appartiennent en général à l’aragonite (voy. plus loin).

C. stalactitiques. — Ordinairement l’on y discerne les différentes enveloppes formées successivement par les eaux qui suin- .ent des parois des grottes. Les stalactites ressemblent à des cônes jenversés; souvent elles sont composées de fibres cristallines qui rayonnent autour de l’axe commun ; parfois le cône s’aplatit dans une direction. Les stalagmites sont le reste du calcaire que l’eau tenait en suspension, et qu’elle a laissé sur le sol de la grotte en s'évaporant.

L’on peut rappeler ici les dénominations de C. d’eau donce, C. lacustres, qui méritent d’être mentionnées à cause de leur fréquent emploi. Ces roches ont beaucoup d’analogie avec les travertins; elles offrent souvent de nombreuses cavités. Ex. : C. de Château- Landon, très compact, Irès résistant, à cavités ordinairement remplies de calcaire spathique; C. d’Agen, cellulaire et bitumineux. Quelquefois elles sont marneuses ou siliceuses, mais toujours caractérisées par leurs coquilles fluviales ou lacustres, j Travertins. — Calcaires compactes, d*un blanc grisâtre, légers, solides, prenant bien le mortier, à cause des cavités, en général parallèles, dont ils sont souvent criblés. L’on peut regarder ces cavités comme produites par le dégagement de l’acide carbonique devenu libre, en même temps que le calcaire se déposait dans les eaux qui l’avaient apporté à l’état de bicarbonate. Quelques-unes de ces cavités semblent provenir de formes végétales. Exemple : le travertin célèbre, si répandu en Italie, soit autour de Tivoli, soit dans les Abruzzes et en Toscane, dans la vallée de l’Eisa, où il alterne avec des tufs.

Tufs calcaires. — Roches de même nature, mais plus légères, à cavités plus grandes, dont les parois, souvent comme écailleuses ou feuilletées, se sont moulées sur des tiges de plantes disparues. Les sources anciennes amènent encore aux bains de San Felippo

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des eaux qui incrustent de calcaire les objets sur lesquels on les dirige ( calcaires incrustants). Elles ont produit, d’après M. Lyell, une couche de travertin dur, de 2 kilomètres de long sur une épaisseur qui atteint quelquefois y5 mètres. En quatre mois de temps, elles déposent une couche de 3o centimètres d’épaisseur. Leur structure a souvent beaucoup d’analogie avec l’une ou l’autre des suivantes :

C. coquilliers. — Ils comprennent toutes ces couches puissantes disséminées dans les divers terrains sédimentaires, qui consistent surtout en débris de coquilles, agglutinés par un ciment. Ex. : le calcaire à encrines, à cassure spathique et brillante du corallien d’Euville, près Commercy (Meuse).

Faluns. — On a donné ce nom à un calcaire sableux, friable et très riche en débris de coquilles, exploité pour l’amendement des terres. L’on appelle C. nummulitique, G. à miliolithes, G. madréporique, G. encrinitique, C. à cypris, à oursins, à mélonies, des calcaires qui sont composés quelquefois presque exclusivement de ces coquilles. Des conglomérats coquilliers se forment encore actuellement.

Nous ne ferons que rappeler ici les récifs coralliens construits par des polypes.

C. lumachelle. — Mot employé dans les arts pour désigner les roches dont les coquilles et le ciment qui les réunit ont des nuances ou des teintes différentes. Ex. : la lumachelle d’Astrakhan, formée de calcaire ferrifère, à fond brun, sur lequel ressortent agréablement des coquilles ou des fragments de coquilles d’un jaune vif.

C. grossier. — Le ciment est formé de calcaire argileux; la roche est souvent assez consistante. Dans celui des environs de Paris, l’on peut signaler la pierre de liais , le cliquant, sonores, durs, d’un grain égal et fin, avec lesquels on fait des pierres d’escalier, des colonnes; la lambourde , friable et plus tendre, qui a tant fourni de moellons aux constructions parisiennes.

Calcaires terreux, craie blayiche, blanc d' Espagne, blanc de Meudon ( chalkmark , angl; hreide , ail.). — Matière d’une blan-

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clieur parfaite, friable, traçante ( crayon blanc), à cassure terreuse et mate. Ehrenberg a démontré par des observations microscopiques qu’elle est composée de calcaire cristallin, à grains extrêmement ténus, et surtout de petites carapaces de foraminifères. Elle contient des lits de silex noirs en nodules irréguliers. Elle se colore en certaines contrées en grisâtre, en bleuâtre. Dans sa partie inférieure, elle devient marneuse , ou bien elle renferme des grains verdâtres de glauconie ( craie glauconieuse).

Craie tufau. — Elle est sableuse et micacée, jaunâtre ou verdâtre. Elle a quelquefois assez de résistance pour être employée dans les constructions.

Brèches calcaires. — Les galets roulés, les fragments anguleux de calcaire, agglutinés en masses par un ciment, constituent des poudingues , des brèches calcaires. Ex. : le marbre poudingue d’Espagne, à ciment d’un rouge foncé, qui englobe un grand nombre de petits galets rouges, jaunes et noirs; la brèche d'Alet, Bouches-du-Rhône, à fragments violets et jaunes, et les brèches des Pyrénées et de l’Italie, à couleurs riches et variées. L’on appelle brocatelle d' Espagne, marbre brocart, une brèche d’un rouge vineux, à petits fragments jaunes ou violets, qui renferme aussi des débris de coquilles jaunâtres ou gris. Enfin l’on pourrait mentionner encore la brèche de Numidie , d’un rouge de feu splendide.

Aragonite. — Ce carbonate de chaux se distingue du calcaire par sa forme cristalline primitive, qui est un prisme droit à base rhombe de n6°i6' par sa densité plus grande, qui atteint 2,9.3, par la manière dont elle se disperse en petits éclats, quand on en porte un fragment à une température peu élevée, au chalumeau (voy. espèces minérales, p. 448).

L’aragonite ne se forme que dans des eaux un peu chaudes et dont la température est cependant inférieure à 200°. Elle se rencontre quelquefois avec du calcaire et en particulier dans les cavités de certains basaltes. Elle est la base de quelques stalactites et particulièrement des variétés pisolithiques du carbonate de chaux, à Carlsbad, à Vichy.

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Pisolithes. — Concrétions souvent isolées, qui sont quelquefois parfaitement sphériques (à Carlsbad, Bohême) (fîg. 322), et qui se produisent autour d’un point matériel, organique ou minéral, que des eaux agitées ballottent à mesure qu’elles en augmentent la masse par leurs dépôts successifs, en forme de membranes minces,

Fig. 322.

concentriques. Souvent les pisolithes sont reliées ensemble par un ciment de calcaire plus ou moins argileux (fig. 201). Quelquefois leurs bords vagues se fondent les uns dans les autres; souvent l’on y distingue les zones d’accroissement; mais ils sont surtout reconnaissables dans les pâtes colorées autrement qu’eux.

Marne [mari, angl. ; mergel , ail.) — Mélange intime et homogène d’argile et de calcaire en masse, ou en lits superposés. Tendre, friable, à odeur argileuse, happant à la langue et fusible au chalumeau, comme l’argile, elle fait effervescence avec les acides, comme le calcaire. La solution est précipitée par Toxalate d’ammoniaque, après avoir été débarrassée de l’alumine et du fer par

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l’ammoniaque. Elle se délaie dans i’eau. Sous l’action de l’humidité, elle se désagrège peu à peu, et finit par tomber en miettes, ce qui la rend propre à l’amendement des terres. Densité : environ 2,65. Les deux éléments essentiels s’y trouvent associés suivant des proportions très variables; ils sont mélangés eux mêmes de quantités plus ou pnoins grandes de matières diverses; aussi les marnes présentent-elles des propriétés très variées.

Elles sont, comme les argiles, colorées en bleu verdâtre par le protoxyde de fer, en jaune et en rouge par les sesquioxydes avec ou sans eau, en noir par des matières charbonneuses. Lorsqu’elles renferment du carbonate de magnésie combiné au calcaire (marnes dolomitiques), elles absorbent l’eau avec avidité. L’on comprend facilement les dénominations suivantes : M. à excès de calcaire (propre à l’amendement des sols argileux) ; M. à excès d’argile (plus favorable aux sols sablonneux) ; M. sableuse (avec sable passant au lœss); M. micacée (avec mica); M. charbonneuse \ M. glauconieuse (avec grains de glauconie); M. gypseuse ; M. salifère (marnes avec gypse et particules de sel gemme, souvent intimement mélangées).

M. oolithrque- — L’on appelle ainsi une sorte de grès calcaire formé de grains de calcaire oolithique agglutinés par un ciment argileux.

M. schisteuse. — Souvent en lits d’une minceur excessive, les marnes se rencontrent dans tous les terrains de sédiment.

L’on appelle Marnolithe ( marl-stone , angl.) un mélange d’argile et de marne qui semble endurci par un ciment siliceux. Elle ne fait pas pâte avec l’eau, mais elle a les autres caractères de la marne proprement dite.

Marnes strontianifères. — Au parc d’Issy, près Paris, on trouve dans les marnes inférieures de l’argile plastique, du sulfate de strontiane terreux, intimement mélangé à la marne, plutôt que du carbonate, comme nous l’avions observé autrefois sur un mélange sans doute accidentel.

Dolomie (voy. à l’espèce dolomie, p. 447).

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On peut dire de la dolomie saccharoïde, comme de la variété analogue de calcaire, qu’elle est métamorphique.

D. grenue. — Souvent d’un blanc de neige, elle ressemble au calcaire saccharoïde; mais elle est un peu plus dure, plus lourde, et surtout elle ne se dissout qu’à chaud avec effervescence ; elle est souvent imprégnée d'argile ferrugineuse. Les grains cristallins, plus indépendants les uns des autres que dans les calcaires, laissent à la masse une certaine flexibilité. Elle est quelquefois micacée (val Bedretto, au Saint-Gothard).

Elle renferme accidentellement un grand nombre de minéraux : mica, talc, corindon, quartz, amphibole, spinelle, graphite, réalgar, pyrite, blende, cuivre gris, joraanite, dufrénoysite, magnésite, etc.

D. Schistoïde, feuilletée. — Ex. : Les dolomies de Salins, dans le Jura. Ces dolomies se rencontrent, soit subordonnées aux micachistes, soit dans les terrains primaires des Alpes et des Pyrénées; ou bien dans les marnes irisées, en couches alternes avec le sel gemme ou le gypse ; dans le Jurassique de la France méridionale (Hérault, Lot, Provence, etc.).

D. ooltihique, assez fréquente dans le permien de l’Angleterre.

D. compacte, à cassure plus ou moins conchoïdale, ressemble au calcaire du même nom, et s’en distingue facilement (voy. dolomie grenue).

D. sableuse, ou mêlée de sable quartzeux; D. argileuse , contenant de l’argile.

Sable de dolomie — Dolomie à grains isolés.

Dolomies calcarifères : Calcaires magnésiens . — Roches composées de dolomie et de calcaire intimement mélangés en proportions peu constantes.

Variétés principales : D. Rauwacke ou Rauhkalk ; c’est un calcaire riche en magnésie, dur et compacte, d’un gris tacheté de noir, caractérisé par ses cavités de grandeur et de forme variables. Souvent il est formé de petites masses globuleuses (D. botryoïde).

Il caractérise le zechstein du Mansfeld et de la Thuringe, dont les ^ autres roches sont : le calcaire stinkstein, stinkkalk, compacte ou

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cristallin, verdâtre ou noirâtre, bitumineux, exhalant une odeur fétide, quand on le casse, et le calcaire magnésien friable, cristallin, arénoïde, ou même pulvérulent, appelé asche.

Le calcaire magnésien arénoïde et le bitumineux se retrouvent dans d’autres terrains plus récents de la Savoie et du Tyrol.

Cargneule. — Nom donné dans les Alpes aux brèches formées de fragments anguleux de dolomie ou de calcaire magnésien.

La dolomie se dissout dans l’acide azotique, mais lentement et sans effervescence apparente; pulvérisée, elle se dissout rapidement, lorsqu’on la chauffe. La dissolution traitée par l’acide sulfurique, puis par l’alcool, et dépouillée par filtration du sulfate de chaux, dépose par évaporation des cristaux de sulfate de magnésie ou donne un précipité blanc cristallin comme la giobertite, avec le phosphate de soude ammoniacal.