CLIVAGES ET PLANS DE FISSURE

Cllwa^a. — Ii0iir pealtlon possible dans les ëtwer» systémow erisiaUlns. — On a déjà parlé, dans la première partie de cet ouvrage, de la propriété si curieuse et si caractéristique du clivage, qui ne peut se rencontrer que dans les corps cristallisés; dans ceux qui la possèdent, on peut, comme on le sait, pi*ovoquer des cassures rigoureusement planes. On ne reviendra pas ici sur Texplication très simple que Ton peut donner de ce phénomène et qui a été déjà déve> loppée (tome I, chap. xvi, pages 302 et suiv.). On rappellera seulement qu'il résulte de cette explication que les plans de clivage^ c'està-dire les plans parallèlement auxquels peuvent être provoquées ces cassures planes, sont nécessairement des plans réticulaires, dont la maille a une aire très petite, ou, ce qui revient à peu^près au même, dont la notation symbolique est très simple.

L'observation vérifié pleinement cette conclusion théorique. Elle montre qu'il n'y a, dans chaque système cristallin, qu'un petit nombre de formes simples parallèlement aux faces desquelles peuvent se placer les clivages: En voici l'énumération complète :

SvsTàMB CUBIQUE. -— Cube (Galène, Sel gemme). Octaèdre (Fluorine, Cuprite).

Dodécaèdre (Blende, Sodalite).

Ces trois positions du clivage correspondent aux trois modes suivant lesquels le réseau peut être disposé dans ce système.

CHiP. in. — CLIVAGES ET PLANS DE FISSURE. 65

Système hexagonal. — Base p (Émeraude, Pyrosmalitc, Zincité).

Prisme m (Apatite, Néphéiine, Zincite, Grée-

nockite, etc.) hosceloèdre i*, rare et imparfait (Pyromor-

phite, etc.)

La prédominance du clivage p ou celle du clivage m dépend de la gran* (leur du rapport —

Système ternaire. — Rhomboèdre p (Galcite, etc.)

Base a^ (Mica, Ghalcophyllite, Antimoine,etc.) Prisme d* (Ginabre).

Système quadratique. — Base p (Uranite, Apophyllite).

Prismes mou h^ (Rutile, Wemérite, Zircon). Octaèdre a*, rare (Schéelite, Wulfenite).

Système terbiraire* — Plan g^ (Stibine).

Plan h\ rare (Anhydrite.)

Base p (Topaze, Prehnite, Barytine).

Prisme m (Barytine, Cérusite).

Octaèdre hi (Soufre).

Système binaire. — Plan g^ (Gypse, Stilbite, Orthose).

Plan A* (Épidote).

Base p (Orthose, Clinochlore, Épidote).

Prisme m (Amphibole, Pyroxène).

Clinodome e^ (Azurite).

Orthodome a* ou o' (rares).

Hémipyramide b i (Gypse).

Système asymétrique. — Plan g^ (Feldspath triclinique).

Base p (Feldspath triclinique).

Hegréa de indllié du ellva^ dans les diverses snbstanees.

^^Les clivages sont loin de se produire toujours avec la même facilité. Tantôt, comme dans le mica, le clivage est tellement facile qu'il se produit sous le plus léger effort, et que les cristaux semblent plutôt formés par la superposition de lames parallèles au clivage que par un édifice cristallin régulier. On peut alors, avec la lame d*un canif, •détacher des lamelles d'une minceur extrême. Tantôt » au con-^

traire, comme dans la calcite, le clivage, bien que facile encore» ne peut être provoqué sans un effort notable; on n'obtient jamais de lames extrêmement minces, et la cassure habituelle du corps montre une surface irrèguliëre, qui parait comme composée. de petits plans tous parallèles entre eux et au clivage.

La direction du clivage est dans ce cas nettement indiquée par la façon dont la cassure réfléchit la lumière. Lorsqu'on effet, en faisant tourner en divers sens le corps en présence d'une source lumineuse, les lames planes de la cassure viennent à prendre une position telle que la lumière de la source qu'elles réfléchissent est renvoyée à l'œil, on voit les plans de la cassure vivement éclairés tous à la fois. Ce procédé permet de découvrir des clivages très imparfaits, et qui ne s'indiquent dans la cassure que par une série de petits plans parallèles d'une largeur très faible. On en augmente d'ailleurs la sensibilité en, donnant plus d'intensité à la source lumineuse.

Lorsqu'il existe un clivage parallèle à Tune des faces d'une forme simple, il en existe aussi de parallèles à toutes les autres faces de la forme. Tous ces clivages sont alors identiques, c'est-à-dire qu'ils ont la même facilité, que les lamés planes qu'ils mettent à nu ont le même poli, le même genre d'éclat» etc. Tels sont les trois clivages de la calcite.

Il peut aiTiver qu'un cristal possède des clivages parallèles à deux ou plusieurs formes simples différentes. Dans ce cas ils ne sont pas i4entiques entre eux. C'est ainsi que le gypse possède suivant g^ un clivage tellement facile qu'on peut détacher parallèlement à cette direction des lames d*une très faible épaisseur, très polies, très réfléchissantes et possédant un éclat vitreux. Le gypse possède en outre deux. autres clivages; l'un parallèle à la face h^ et, l'autre parallèle à la face p. Le clivage h^ est beaucoup moins parfait que le clivage g^^ mais les surfaces planes auxquelles il donne naissance ont encore l'éclal vitreux. Quant au clivage p, moins parfait encore que le précédent, il ne donne naissance qu'à des plans peu nets et ayant un aspect fibreux.

Cette différence d'aspect des clivages appartenant à des formes simples différentes a une grande importance, 'car elle permet quelquefois, même dans une masse cristallisée non limitée par un polyèdre cristallin, de déterminer le mode de symétrie du réseau. C'est ainsi que l'anhydrite, dans laquelle on observe trois clivages rectangulaires, pourrait être considérée comme cubique, s'il n*était aisé de voir que des trois clivages, il n'y en a pas* deux qui soient semblables entre eux*

CIIAP. m. - CLIVAGES ET PLANS DE FISSURE. 65

On en conclut que celle subslance apparlicnl au syslème lerbinaire. Le sel gemme, au contraire, qui a trois clivages rectangulaires égaux entre eux, appartient au système cubique.

Constance des clivages dans les cristaux d*ane même snb- •tance. — En général, une même substance possède toujouj*s les mêmes clivages, quelles que soient les circonstances qui aient présidé a sa cristallisation, et c*est un fait qui ajoute encore à Tintérêt que présente l'observation de ces plans de rupture. Ainsi l'on trouve toujours la galène possédant ses clivages cubiques ; la calcite avec ses clivages rliomboédriques, etc. Cependant les clivages n'ont pas toujours, dans toutes les variétés d*une même substance, le môme degré de facilité. Certains échantillons de quartz montrent naturellement des clivages parallèles au rhomboèdre />, qui ne se produisent le plus souvent qu'arlificiellement et avec une extrême difficulté. Il peut même arriver, pour les substances qui ont plusieurs clivages, que Tordre de facilité en soit différent dans les différentes variétés de cette substance, et même que certains clivages qui existent dans l'une d'entre elles manquent dans les autres. Le pyroxène, qui cristallise dans le système binaire, en est un exempleremarquable. Les variétés nommées diopside, hedenbei^giie^ augile, possèdent un clivage parfait, quoique interrompu, suivant les faces m, et des clivages moins faciles suivant h^ et g^. Au contraire dans la variété dite diallage^ le clivage suivant A' devient tellement facile que la matière se lève en lames minces suivant cette direction; le clivage g^ reste difficile et les clivages m paraissent presque complètement supprimés.

Piaos de séparation. — La séparation causée par un choc, d'un cristal en deux parties se raccordant suivant un plan cristallin n'est pas toujours due à un clivage. C'est le cas qui se présente lorsque, pendant l'accroissement du cristal, une poussière fine ou de fines lamelles d'une substance étrangère viennent à saupoudrer, à un certain moment, les faces cristallines. Après cet accident le cristal, continuant à s'accroître, englobe, dans son intérieur, ces matières hétéroclites; mais celles-ci n'en produisent pas moins dans la masse des plans de moindre résistance suivant lesquels le cristal tend à se séparer sous l'influence d'une action extérieure. Un semblable accident pouvant se produire plusieurs fois pendant la formation du même cristal, il peut se former ainsi des plans de rupture parallèles entre eux, mais qui ne seront point cependant de véritables directions de clivage. Ce phénomène s'observe quelquefois et d'une manière très nette dans les

CRISTAUOGRAPriE, T. If- 5

cristaux de quartz. On est d'ailleurs averti dans ce cas non seulement par la présence de matières étrangères saupoudrant les plans du faux clivage, mais encore par cette circonstance que la partie du cristal, que limitent deux plans de rupture ne présente aucune tendance à une cassure parallèle. On donne aux plans de rupture, produits par cette cause le nom de plans dç séparation.

II y a des cas où la distinction entre les plans de séparation et les plans de clivage devient assez difficile. C'est ainsi que pour certaines variétés de pyroxène (mussite, malacolite» hédenbergite) qui se lèvent en plaques plus ou moins épaisses parallèles à la base p, plusieurs minéralogistes admettent un vrai clivage suivant cette direction, tandis que d'autres ne voient là que des plans de séparation.

Des divers modes de prodoetlon du eHirmge. — • Flipires d« décollement. — La production de tel ou tel clivage dans un cristal n'est pas tout à fait indépendante du procédé au moyen duquel le clivage est déterminé. Le procédé ordinairement employé est le choc ; dans certains cas, on emploie la dilatation ou la contraction causées par une variation brusque de la température de cristal. Dans les cristaux de quartz qui se brisent, par le choc, suivant une cassure conchoîdale, Haûy a provoqué des clivages suivant les* faces du rhomboèdre p en portant ces cristaux à une haute température et les plongeant ensuite brusquement dans l'eau.

On peut aussi employer d'autres procédés.

Si l'on fait pénétrer de force dans un solide un poinçon ayant une forme légèrement conique, la pression développée sur les parois du troa creusé par le poinçon peut provoquer, comme on le sait, des fissures dans la masse. Dans un cristal ces fissures sont planes. 11 peut arriver qu'elles soient parallèles au plan de clivage. En prenant par exemple une lame de gypse produite par le clivage facile g\ épaisse d*au moins 1 à 2 millimètres ; en enfonçant à l'aide d'une légère pression, mais sans choc, et normalement à la plaque, une aiguille qui ne soit pas trop fine, on provoque le clivage g^; deux feuillets parallèles à ce clivage s'écartent l'un de l'autre, et cet écartement qui va en dècrois8|int à partir du trou, donne naissance aux anneaux colorés de Newton. Le feuillet soulevé forme ainsi tout autour de l'aiguille une surface courbe qui peut être très régulière si l'on opère avec précaution. M. JannettazS qui a signalé ce phénomène, a produit ainsi

i. Bull, de la Soc. min,, t. II, nM, 1«79.

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des surfaces dont rinlersection avec le plan de la lame donnait une ellipse dont le grand axe était au petit dans le rapport de 1,^247 à 1. Le grand axe faisait un angle de il^ avec la trace du clivage vitreux AS et un angle de 49* avec la trace du clivage fibreux p, La longueur d'un rayon vecteur de cette ellipse représente la longueur de la portion de la lame fléchie suivant cette direction ; elle doit donc avoir des rapports étroits avec Télasticité du cristal suivant la même direction. H. Jannettaz a signalé ce fait très curieux que Torientation et la gran- • deur relative des axes de celte ellipse sont précisément les même» que celles des axes de Tellipse de conductibilité calorifique que Ton peut observer sur la lame de gypse. (Voy. plus loin, chap. in.)

Pr<NliicUon des plans de choc ou de ^''"■^■■'^■■** — Le plus

souvent la pénétration du poinçon produit des plans de fissure suivant lesquels ne se produit ni la rupture du cristal, ni le décollement de feuillets parallèles. Ces plans de fissure peuvent être observés soit par leur trace sur les plans cristallins, soit, dans les corps transparents, par la réflexion de la lumière qui se produit à leur surface. Il est rare que ces fissures courent dans toute la masse du cristal ; le plus souvent elles ne s'étendent qu'à une distance peu considérable de part et d'autre du trou produit par le poinçon. II peut arriver que la fissure grandisse peu à peu et pendant un temps plus ou moins long après le moment où elle a pris naissance; il peut arriver au contraire que la fissure provoquée disparaisse complètement au bout de quelque temps. Des phénomènes de cette nature s'observent aussi avec les fissures produites dans un corps isotrope tel que le verre. On peut d'ailleurs varier les conditions de l'expérience en prenant pour l'instrument perforant soit un poinçon à pointe très obtuse, soit une aiguille à pointe plus ou moins fine, ou en plaçant le cristal soit sur une lame de verre rigide, soit sur une lame de verre recouverte d'une lame de caoutchouc. On n'obtient pas toujours ainsi les mêmes directions de fissure. Je citerai quelques-uns des curieux résultats obtenus par M. Reusch.

Lorsqu'on choque avec une pointe mousse une lame de mica repo^ sant sur une lame de verre, ou lorsqu'on enfonce dans cette lame la pointe d'une aiguille, il s'y développe des fissures régulières divergeant du point choqué qui rencontrent le plan de la lame suivant trois droites également inclinées les unes sur les autres, et parallèles aux côtés de l'heîagone qui limite le cristal de mica. Les plans de fissure correspondant à ces trois directions ne sont pas disposés de la même

08 DtUXIÈNE PARTIE. ~ GRISTALLOGRAPBlE PHYSIQUE.

façon; à lune d'entre elles correspond une fissure nette et normale à la lame; à chacune des deux autres directions correspondent deux ou môme trois plans de fissure, obliques sur le plan de la lame. M. Tschermak a déduit de ces observations que le mica ne peut avoir nr la symétrie hexagonale ni la symétrie ternaire, mais tout au plus la symétrie terbinaire.

Lorsqu'en employant encore une pointe mousse on choque une lame de mica reposant non plus sur une lame de verre, mais sur une lame de verre recouverte de caoutchouc, il se produit encore trois directions de fissures, mais les traces en sont normales à celles que Ton développe par le premier procédé. Les plans des trois fissures sont obliques et également inclinés «sur la lame.

La différence des effets produits avec le support en verre et le même support recouvert de caoutchouc, vient sans doute de ce que l'élasticité de ce dernier permet aux deux parties du cristal séparées par les plans de fissure de prendre Tune par rapport à Tautre de très légers déplacements; Tune des parties glisse en quelque sorte sur le plan de fissure. Aussi M. Reusch nomme-t-il plans de choc (sclilagfiguren) les fissures obtenues avec le support rigide et plans de glissement (leitfiguren) les fissures obtenues avec le support élastique.

Ces plans ne sont pas toujours différents les uns des autres, comme cela a lieu dans le mica. C*est ainsi qu'en choquant sur un support rigide ou non, une lame de sel gemme avec un poinçon à pointe obtuse, on produit des plans de fissure très nets et parallèles aux faces du dodécaèdre rhomboïdal 6*. Si le choc est trop brusque et trop énergique, le cristal se brise, mais suivant les faces du clivage cubique et non pas suivant les directions de ces plans de fissure.

Le choc d*un poinçon ou la pression produite par la pointe d*une aiguille développe dans une lame de gypse, quelle que soit la nature du support, une fissure unique qui traverse le trou en s'étendant un peu de chaque côté. Le plan de la fissure est perpendiculaire sur la lame du clivage; il est, d'après H. Reusch, parallèle à la face a |.

M. Reusch indique un autre procédé pour développer dans le gypse ces plans de fissure a \. On serre la lame de gypse avec la main gauche entre deux règles dont les bords, qui se correspondent, sont dirigés à peu près suivant la direction du clivage fibreux p. On place une troisième règle sur la portion débordante de la lame de gypse, bord à bord avec la règle supérieure, puis on donne à cette troisième règle uo

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coup sec dirigé de haut en bas. Le choc ainsi dirigé développe ù la fuis le clivage fibreux et le pian de fissure a ^, suivant lequel la lame peut se briser et qui devient ainsi un véritable plan de clivage.

On peut encore produire par d'autres moyens les plans de fissure observés par M. Rcusch. Ce savant prend une plaque carrée de sel gemme assez épaisse, limitée par les plans de clivage parallèles aux faces du cube. Il abat deux angles opposés A et B (fig. 9) de la plaque ; il recouvre les petiïes faces arlificielles A et B (parallèles à des faces dodécaédriques) de feuilles de carton, et exerce sur elles une pression énergique dans le sens AB On constate, par les phénomènes optiques dont on parlera

Fig y

plus loni, que la pression développe dans toute la masse du cristal des déformations qui persistent, au moins en partie, après que la pression a cessé. Cette observation intéressante montre que la plasticité^ très faible dans la plupart des cristaux, ne peut pas cependant être considérée comme nulle. Si la pression est poussée assez loin, on voit se produire des fissures parallèles à celles des faces du dodécaèdre rhomboîdal b^ qui sont normales à la surface de la plaque. En comprimant suivant Taxe un prisme de sel gemme, dont les faces sont encore parallèles aux clivages, on développe des fissures dodécaédriques parallèles aux arêtes de la base du prisme, et inclinées par conséquent de 45'» sur celte base. La longueur du prisme peut être en outre diminuée, d'une manière permanente, de 7 à 8 pour 100.

Dans la calcite, qui se clive si aisément, suivant les faces du rhomboèdre Pf les plans de glissement provoqués par le procédé qui vient d*être décrit, sont dirigés suivant les faces du rhomboèdre inverse b\ et la production en est accompagnée de phénomènes extrêmement remarquables ; mais ils ont des rapports tellement intimes avec ceux de rhémitropie, que nous devons en reporter l'étude au chapitre dans lequel nous parlerons de ces derniers.

Il est clair que les plans de choc pu de glissement sont, comme ceux de clivage, des plans pour lesquels la conésiuM n.trmale est relativement minima, et la cohésion tangentieile relativement maxima. Ces plans doivent donc se rencontrer, comme ceux du clivage, parmi les plans à maille réticulaire {>etite. Les exemples précédents vérifient bien cette conclusion; il faut cependant faire exception pour le sin-

70 DEUXIÈME PARTHS. - CRISTALLOGRAPHIK PHYSIQUE.

guiier plan de glissement développé dans le gypse parallèlement

à rt f< Quant aux raisons probablement multiples pour lesquelles telle ou tetEe ad ion mécanique développe tels ou tels plans de fissure, il est impossible, dans Tétat actuel de la science, de s*en rendre compte d une niaoii'i-e quelque peu précise.