Une géode est une cavité rocheuse tapissée de cristaux (souvent automorphes) et d’autres matières minérales. Ce n’est pas vraiment un minéral mais une composition de formations magmatiques, cristallines et/ou sédimentaires. Largement répandues à travers toute la planète, les géodes sont la source principale des minéraux des collections  minéralogiques car c’est un milieu optimal pour diverses formations minérales.

Le mot géode vient du grec γεώδης – geôdês (« comme la Terre »), lui-même formé de γῆ – guê (« Terre ») et de ει̃δος – eïdos (« forme, aspect »). Le fait qu’il se réfère à la rotondité de la Terre a amené un débat afin de savoir si les druses (cavités aplaties) pouvaient être qualifiées de géodes.

Les géodes peuvent se former dans n’importe quel type de roche ou de minéral mais, par habitude, le terme est généralement réservé aux formations dans les roches sédimentaires, filoniennes, magmatiques et volcaniques. Elles peuvent se former à partir des bulles de gaz dans les roches magmatiques en voie de solidification telles les structures vésiculaires, les basaltes (lave) ou encore, comme dans le Midwest Américain, dans les cavités arrondies des formations sédimentaires. Après attaque de la roche autour de la cavité par érosion ou dissolution, des silicates et/ou des carbonates se déposent sur la surface intérieure. Avec le temps, ceux-ci évoluent lentement sous l’influence des eaux de percolation ou des solutions issues de l’hydrothermalisme faisant pousser des cristaux dans la chambre intérieure. La roche mère contient des géodes que parfois le climat ou l’érosion mettent au jour en surface, si ces géodes sont  composées de matériaux résistants tels le quartz. Les cristaux prennent naissance à partir de germes sur les parois intérieures ; gênés dans leur développement par l’espace fermé, ils se développent la majorité du temps dans une direction spatiale normale à la surface de leur point d’origine suivant le principe de la sélection géométrique.

Dans le cadre des roches magmatiques, la première couche qui se forme est celle des minéraux ayant la plus haute température de fusion. Les géodes pegmatites se constituent donc avec une juxtaposition de minéraux à croissance centripète, dont la température de fusion va décroissante depuis l’écorce vers l’intérieur pour terminer avec les formations cristallines issues de la cristallisation de composants liquides ou gazeux refroidis ou infiltrés dans la gangue puis moulés (dépôt minéral) ou cristallisés par concentration progressive des sels. Il arrive également que les géodes se constituent strictement par le refroidissement des différents matériaux, formant donc une géode pleine ou « nodule », mais que l’intrusion ultérieure d’acides, d’eaux souterraines, etc. lessive littéralement une partie de l’intérieur via des fissures et creuse donc la géode. De nombreuses géodes sont constituées dans leur partie intérieure par du quartz qui s’y est retrouvé par infiltration d’eaux sursaturées en silice et qui a précipité en cristaux de quartz.

Le quartz est un matériau souvent rencontré dans les géodes : d’une part, sa dureté le rend très peu sensible aux processus d’érosion, d’autre part, c’est le matériau majoritairement présent sous forme de fluides dynamiques dans le sous-sol ; comme ses capacités de cristallisation sont très bonnes, il se retrouve très souvent dans les géodes, tant sur le plan des cristaux que celui de la croûte principale.

Les géodes ont tendance à se développer plus facilement dans des filons de minéraux et se localisent généralement vers le centre de ceux-ci, car elles correspondent au dernier stade de cristallisation. Pour ce qui concerne les roches sédimentaires, les géodes se développent plutôt dans les fractures, car c’est là que circulent les fluides1. Ceci explique que les géodes  magmatiques sont plus circulaires et les géodes sédimentaires plus allongées. Les géodes étant des formations complexes, successives et combinées, il n’y a donc pas de formation cristallographique particulière les caractérisant. De même, il n’existe pas de coloration typique ni de la croûte de la géode ni de ses formations internes.

La croissance d’un cristal se fait par accrétion autour d’un germe de croissance, qui peut être une impureté voire un microscopique cristal de la même espèce. Cette croissance se fait normalement sur base d’eau à des conditions de température et pression assez précises selon le cristal ; si un autre solvant que l’eau est utilisé, l’on parlera alors de croissance de flux mais ceci n’arrive généralement que dans le cadre des cristaux artificiels. Les géodes peuvent donc être des formations extrêmement complexes, fruits de nombreuses transformations : toute géode en milieu naturel n’est absolument pas finie, à chaque instant, un nouveau phénomène peut la transformer et la muter en quelque chose d’autre.

Les géodes des formations sédimentaires se forment à la suite de  cisaillements, de lessivages, d’effondrements souterrains ou de dissolutions, tout ce qui peut provoquer la création d’une cavité souterraine. Leur taille peut donc atteindre des dimensions considérables et créer une géode dans une caverne complète.

Généralement, les géodes en terrain sédimentaire se forment :

• par cristallisation classique, facilitée par le fait que l’enveloppe est souvent plus poreuse ou avec plus de fissures qu’une géode magmatique ;
• par concrétionnement, qui est une forme de sédimentation mais avec solidification des produits, comme pour les stalactites et stalagmites (effet splash), n’obéissant pas aux lois de cristallisation classique mais à celles de l’agglomération sédimentaire soumise aux forces de la pesanteur, appelée pour les stalactites « cristallisation à l’air », qui dépend également de paramètres d’évaporation et de la présence ou non de bactéries dans le film d’eau de ruissellement.

Une géode peut très bien se créer dans une cavité formée par une circulation d’eau souterraine et sa cristallisation se former à partir de la même eau, chargée en sels minéraux, qui a servi à creuser la cavité. Il arrive également qu’à la suite d’évolutions géologiques, de la lave vienne visiter ces cavités en utilisant les réseaux aquifères creusés par l’eau et y déposer de nouvelles formations. Ces formations magmatiques peuvent elles-mêmes être totalement ou partiellement érodées si l’épisode magmatique cesse et que l’eau reprend son cycle originel, mais aussi laisser des débris importants et tout à fait hétérogènes dans des géodes existantes.

Entre 800 °C et 1 200 °C, les divers types de laves, en se refroissant, exsolvent encore des gaz dissous. Au contact du substratum, la lave ou le matériau volcanique solidifié mais encore chaud, peut aussi regazéifier l’eau qu’il contient, voire les composants volatils de cette roche environnante, provoquant un hydrothermalisme secondaire. Les gaz produits par l’une ou l’autre de ces diverses origines, s’ils percolent une lave encore en écoulement, produisent des bulles de gaz. Comme elles sont mobiles dans le cœur de la lave en mouvement (effet de cisaillements fluides), elles migrent vers la surface de la coulée, et peuvent se rassembler pour former des poches de plus en plus grandes. Le refroidissement de la lave, synchrone de ce dernier processus, fige les bulles de gaz à partir d’un certain seuil de viscosité. Elles en gardent une forme de lentille. Au cours du refroidissement de la lave, les bulles de gaz sont transportées dans le sens de l’écoulement de la lave. Les facteurs temps et direction de la coulée durant son refroidissement influent sur la forme en lentille que prennent les bulles. Celles-ci ressemblent à des gouttes, les pointes fines tournées vers l’amont de la coulée. L’observation des géodes, produites pendant cette phase (en fin d’écoulement, par des gaz volcaniques) ou ultérieurement dans une coulée de lave solidifiée (hydrothermalisme post-coulée), permet donc d’en évaluer avec une certaine précision le sens d’écoulement, et d’en contraindre la température originelle et sa vitesse de refroidissement, ainsi que, le cas échéant, la nature d’éventuels d’obstacles détruits par la  fournaise de la lave que l’on peut retrouver piégés dans les géodes.

Un deuxième refroidissement a alors lieu, gazeux cette fois, à partir de 400 °C, selon la composition du gaz emprisonné dans la cavité ainsi formée. Ce gaz passe alors en phase aqueuse et des phénomènes d’hydrothermalisme peuvent commencer. La première (et parfois la seule) cristallisation peut donc s’avérer tout à fait interne à la géode, sans apport extérieur. Ensuite, les transformations peuvent continuer des millions d’années durant, c’est d’ailleurs l’aspect paradoxal des géodes que d’être d’une part des minéraux avec rarement des apports vivants mais pourtant des minéraux qui peuvent exister des millions d’années tout en évoluant sans cesse tout en gardant en permanence une forme de leur héritage originel. Dans le cas de matières à faible température de solidification, les matériaux inclus peuvent rester en phase liquide voire en phase gazeuse, ce qui donne les géodes dites « enhydros ».

Les plus petites et nombreuses bulles de gaz présentes dans les bords de la coulée de lave peuvent s’appeler « amandes » ou « amygdaloides » (en allemand : Mandelstein ou Amygdaloid).

Source : Wikipédia.