A clivagem é a capacidade de certos minerais se fraturarem como superfícies planas em direções preferenciais quando submetidos a estresse mecânico (choque ou pressão contínua). A existência e orientação dos planos de clivagem dependem da simetria e da estrutura cristalina (planos das ligações mais fracas da rede) e são, portanto, características da espécie.
Quando as superfícies de fratura são irregulares, isso é chamado de quebra . As clivagens e quebras são critérios importantes na determinação dos minerais.
Às vezes, existem planos de separação que não são divisões. Essas separações ( parting em inglês) não estão diretamente relacionadas à estrutura cristalina, mas podem ser explicadas por variações na geometria da rede causadas por acidente: alteração, presença de geminação , etc.
É a partir de suas observações sobre as clivagens da calcita que René Just Haüy desenvolveu a noção de “molécula integradora” que dará origem à de malha cristalina , introduzida em 1840 por Gabriel Delafosse , seu aluno (ver cristal ). Como tal, passa pelo inventor, com Jean-Baptiste Romé de L'Isle , da cristalografia .
Os planos de clivagem correspondem aos planos de fraqueza da estrutura cristalina e são específicos para cada espécie mineral. Eles são sempre paralelos a um possível lado da forma do cristal . Como eles, eles pertencem a famílias de planos reticulares particulares e podem ser descritos usando os índices de Miller .
Os planos de clivagem mostram uma densidade máxima de nós (átomos) e uma grande distância interreticular com planos paralelos vizinhos ( Figura 1 ). Isso resulta em menor resistência às tensões na direção dos planos de clivagem, enquanto a coesão é forte nas outras direções. Um mineral com clivagem perfeita é difícil de quebrar em qualquer outra direção. A clivagem é mais ou menos fácil dependendo da compactação do cristal.
Quando os cristais estão bem formados, as clivagens às vezes podem ser observadas a olho nu ou com lupa, no campo, com um simples martelo geológico ou faca ( Figura 2 ). No entanto, muitos minerais cristalizam sem desenvolver faces observáveis, por exemplo: fibras, cristalitos , agregados xenomórficos , etc. Um microscópio óptico é então usado , na maioria das vezes em luz polarizada .
Sob o microscópio, apenas seções delgadas podem ser observadas . As clivagens observáveis para um determinado mineral dependem da orientação das seções de corte. Quando duas direções de clivagem são visíveis, o ângulo formado pode ser medido. Cruzando as observações em diferentes seções, obtemos uma boa indicação da simetria e da estrutura do mineral ( figura 3 ).
Quando a clivagem é perfeita, pode ser difícil diferenciar entre uma face cristalina e uma superfície de fratura plana correspondente a um plano de clivagem. Ambos refletem a mesma geometria e a mesma estrutura interna. As faces do cristal são geralmente mais opacas. As superfícies de clivagem podem parecer ligeiramente peroladas devido à penetração de ar nos planos de clivagem subjacentes.
Nem sempre é útil clivar completamente um cristal para destacar as direções da clivagem: muitas vezes pode-se supor um "início" da clivagem dentro dos cristais.
Dependendo de sua estrutura, os minerais podem ter nenhuma, uma ou mais direções de planos de clivagem. O número de direções e os ângulos que formam entre elas tornam possível definir tipos genéricos de clivagem:
Para a determinação de minerais, pode ser importante ter uma descrição qualitativa das clivagens:
A clivagem é a chave para determinar os minerais. O conhecimento das espécies minerais e de sua estrutura cristalina é uma informação essencial em muitos campos científicos mais ou menos associados à geologia como: petrologia , vulcanologia , pedologia , mas também paleontologia , astrofísica , planetologia , etc.
A clivagem é um elemento importante que os lapidários levam em consideração para o tamanho das gemas . Pedras com clivagem fácil podem quebrar, tornando-as difíceis de cortar, sendo os planos de clivagem às vezes muito difíceis de distinguir. Em contraste, as técnicas de corte por percussão aproveitam as clivagens para moldar uma pedra de acordo com sua forma cristalina natural. A clivagem também foi usada para dividir cristais grandes em pedaços menores. Para limitar o risco de danos a peças valiosas, agora é mais comum usar serras ou lasers avançados .
Os materiais semicondutores são monocristais sintéticos geralmente comercializados na forma de wafers , discos finos nos quais circuitos integrados e, em particular, microprocessadores são gravados em série . A separação mecânica dos elementos gravados é facilitada pela orientação precisa dos planos de clivagem. Os semicondutores elementares (Si, Ge, diamante) têm uma estrutura de diamante : uma orientação adequada do wafer permite obter retângulos quase perfeitos por clivagem. A maioria dos outros semicondutores comerciais (GaAs, InSb, SiGe, etc.) tem uma estrutura de blenda , com planos de clivagem semelhantes.
O quartzo não possui plano de clivagem. Admite as chamadas rupturas concoidais .
Clivagem basal perfeita em uma biotita . Podemos distinguir os planos de clivagem paralelos (foliação).
Clivagem prismática de hiddenito, variedade de espodumênio . Os planos de clivagem verticais formam ângulos de 87-93 ° característicos dos piroxênios .
Clivagem cúbica de halita (sal-gema). Os planos de clivagem são paralelos às faces do cristal.