Description
Le diopside est un inosilicate à chaîne simple du groupe des pyroxènes, plus précisément un clinopyroxène calcique. Sa formule idéale est CaMgSi₂O₆. Il forme une solution solide continue avec l'hédenbergite (CaFeSi₂O₆), le fer remplaçant progressivement le magnésium ; les termes intermédiaires de cette série sont fréquents dans la nature. De petites quantités de chrome, de manganèse, d'aluminium ou de sodium peuvent aussi entrer dans sa structure.
Il cristallise dans le système monoclinique et se présente en prismes trapus à section presque carrée ou octogonale, en masses granulaires ou en agrégats lamellaires. Comme les autres pyroxènes, il possède deux clivages prismatiques se recoupant à angle presque droit, d'environ 87° et 93°, caractère qui le distingue des amphiboles.
Couleur et variétés
Le diopside peut être blanc, incolore ou de diverses teintes de vert et de brun ; la couleur s'assombrit généralement avec la teneur en fer. Parmi les variétés reconnues :
- le diopside chromifère, d'un vert vif dû au chrome, associé aux roches ultrabasiques ;
- la violane, variété massive de couleur bleu-violet ;
- l'alalite et la malacolite, termes anciens rarement employés aujourd'hui comme synonymes.
Le nom provient du grec di- (« deux ») et opsis (« aspect, vue »), en référence aux deux orientations possibles de son prisme.
Propriétés physiques
Les propriétés du diopside permettent de l'identifier en échantillon macroscopique et en lame mince. Le tableau suivant en résume les principales caractéristiques, telles qu'elles sont décrites dans les ouvrages de minéralogie de référence.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Formule | CaMgSi₂O₆ |
| Système cristallin | Monoclinique |
| Dureté (échelle de Mohs) | 5,5 à 6,5 |
| Densité | environ 3,2 à 3,4 |
| Clivage | Bon, selon deux directions prismatiques à environ 87° |
| Éclat | Vitreux |
| Trait | Blanc à gris verdâtre pâle |
| Transparence | Transparent à translucide |
En lame mince, le diopside est incolore à vert très pâle, présente un relief élevé et une biréfringence assez forte, avec des teintes de polarisation du deuxième ordre. Son angle d'extinction oblique le distingue de l'orthopyroxène, à extinction droite. La densité et les indices de réfraction augmentent avec la proportion d'hédenbergite, ce qui permet d'estimer la composition au sein de la série.
Le minéral résiste relativement bien à l'altération, mais il peut se transformer en trémolite, en actinote ou en serpentine lors de processus métamorphiques rétrogrades ou hydrothermaux.
Genèse et milieux de formation
Le diopside est avant tout un minéral métamorphique. Il se forme lorsque des calcaires ou des dolomies impures, contenant de la silice, sont soumis à des températures élevées. La réaction entre la dolomite, la calcite et le quartz libère du dioxyde de carbone et produit du diopside, souvent accompagné de forstérite, de trémolite, de wollastonite, de grossulaire ou de scapolite selon les conditions de pression, de température et de composition des fluides.
On le rencontre ainsi dans plusieurs types de roches :
- les marbres et marbres dolomitiques métamorphisés au faciès des amphibolites ou des granulites ;
- les roches calcosilicatées et les gneiss à diopside ;
- les skarns, formés au contact d'intrusions magmatiques et de roches carbonatées (métamorphisme de contact et métasomatose) ;
- les diopsidites, roches composées presque entièrement de diopside.
Le diopside existe aussi dans certaines roches ignées. Il est un constituant des basaltes, des gabbros et des pyroxénites, et sa variété chromifère est caractéristique des péridotites et des enclaves du manteau terrestre. Il apparaît également dans certaines météorites. Sa présence et sa composition servent donc d'indicateurs pour reconstituer l'histoire thermique des roches qui le contiennent.
Le diopside dans la province de Grenville
La province géologique de Grenville, qui occupe une large part du sud du Bouclier canadien au Québec, renferme d'importantes séquences de roches supracrustales métamorphisées au Mésoprotérozoïque, dont des marbres et des roches calcosilicatées. Le diopside y est l'un des minéraux les plus fréquents de ces assemblages.
Région de Wakefield, en Outaouais
Dans la région de Wakefield-Cascades, les travaux cartographiques de Géologie Québec décrivent des gneiss à diopside et des diopsidites. Du diopside blanc à vert pâle est associé aux marbres situés en bordure d'un batholite syénitique ; les rapports attribuent sa concentration locale en diopsidite au métamorphisme de contact lié à cette intrusion. L'inventaire des gîtes de minéraux industriels de la région signale qu'un gîte de diopside a fait l'objet de travaux d'évaluation et d'essais pour la fabrication de fibre minérale.
Séquence supracrustale de Saint-Onge
Au nord du lac Saint-Jean, dans la région de Saguenay–Lac-Saint-Jean, la séquence supracrustale de Saint-Onge comprend des roches calcosilicatées et des skarns à wollastonite qui contiennent du diopside. Le lexique stratigraphique du Québec y décrit des rubans alternés de wollastonite et de diopside, certains niveaux calcosilicatés étant très riches en diopside.
Une étude minéralogique portant sur treize échantillons du secteur rapporte que plusieurs roches calcosilicatées contiennent plus de 60 % de diopside. Les rapports de travaux sur la propriété Saint-Onge, réalisés dans le cadre d'un projet d'exploitation de la wollastonite, décrivent également des bandes de diopside alternant avec la wollastonite. Dans ce contexte, le diopside constitue surtout un minéral associé dont la proportion influe sur la qualité du minerai de wollastonite.
Le diopside dans les Appalaches
Hors du Bouclier canadien, le diopside est aussi présent dans la province géologique des Appalaches, notamment dans les complexes ophiolitiques du sud du Québec. Ces massifs de roches ultrabasiques, en grande partie serpentinisées, représentent des fragments de croûte océanique et de manteau supérieur charriés lors de la formation de la chaîne appalachienne. Ils ont fait la renommée de la région de Thetford Mines pour l'amiante chrysotile.
Une occurrence inhabituelle de diopside chromifère associé à l'uvarovite, un grenat calcique riche en chrome, et à la calcite a été décrite près de Thetford par P. L. C. Grubb dans la revue The Canadian Mineralogist. Le minéral y est contenu dans une pyroxénite associée à des roches ultrabasiques serpentinisées. Le chrome provient de ces roches mantelliques, riches en chromite, et confère au diopside comme au grenat leur teinte verte intense.
Cette occurrence illustre la diversité des milieux de formation du minéral au Québec : alors que le diopside grenvillien résulte principalement du métamorphisme régional et de contact de roches carbonatées, celui des Appalaches est lié à l'évolution de roches ultrabasiques et aux processus métasomatiques qui accompagnent leur serpentinisation.
Usages et intérêt économique
Le diopside n'est pas une substance minérale exploitée à grande échelle, mais il présente plusieurs usages potentiels qui ont motivé des travaux d'évaluation au Québec.
- Minéral industriel : riche en calcium et en magnésium et pauvre en fer dans ses termes purs, le diopside peut servir de matière première en céramique, notamment pour abaisser la température de cuisson, ainsi que dans la fabrication de verre et de fibres minérales. Le gîte de la région de Wakefield a ainsi fait l'objet d'essais pour la fabrication de fibre minérale ; le rapport d'inventaire consulté ne signale toutefois pas de travaux de mise en valeur après 1985.
- Minéral associé : dans les gisements de wollastonite comme celui de Saint-Onge, la proportion de diopside est un paramètre important de la caractérisation du minerai et des procédés de concentration.
- Gemmologie et collection : les cristaux transparents, en particulier ceux de diopside chromifère, sont taillés comme pierres fines. Les spécimens bien cristallisés des marbres grenvilliens sont recherchés par les collectionneurs.
- Pétrologie : en raison de sa large stabilité et de la sensibilité de sa composition aux conditions de formation, le diopside est utilisé comme indicateur en géothermométrie et dans l'étude des roches mantelliques.
Les données sur les indices et gîtes de diopside au Québec sont consignées dans le Système d'information géominière (SIGÉOM) du ministère des Ressources naturelles et des Forêts.