Observation des clivages
Lorsque les cristaux sont bien formés, les clivages peuvent parfois être observés l'œil nu ou à la loupe, sur le terrain, avec un simple marteau de géologue ou un couteau (figure 2). Cependant de très nombreux minéraux cristallisent sans développer de faces observables, par exemple : fibres, cristallites, agrégats xénomorphes, etc. On a alors recours au microscope optique, le plus souvent en lumière polarisée.
Au microscope, on ne peut observer que des lames minces. Les clivages observables pour un minéral donné dépendent de l’orientation des sections de coupe. Lorsque deux directions de clivage sont visibles, on peut mesurer l'angle formé. En recoupant les observations sur différentes sections, on obtient une bonne indication de la symétrie et de la structure du minéral (figure 3).
Lorsque le clivage est parfait, il peut être difficile de différencier une face cristalline et une surface de fracture plane correspondant à un plan de clivage. Toutes deux reflètent la même géométrie et la même structure interne. Les faces cristallines sont généralement plus ternes. Les surfaces de clivages peuvent apparaitre légèrement nacrées en raison de la pénétration d'air dans les plans de clivage sous-jacents.
Il n'est pas toujours utile de cliver totalement un cristal pour mettre les directions de clivage en évidence : un peut souvent deviner un « démarrage » de clivage à l'intérieur des cristaux.
Utilité
- Minéralogie
- Le clivage est une clé de détermination des minéraux. La connaissance des espèces minérales et de leur structure (cristallographie) sont des informations essentielles dans de nombreux domaines scientifiques plus ou moins associés à la géologie tels que : pétrologie, volcanologie, pédologie, mais aussi paléontologie, astrophysique, planétologie, etc.
- Joaillerie
- Le clivage est un élément important que les lapidaires prennent en compte pour la taille des gemmes. Les pierres avec un clivage facile peuvent se briser, ce qui les rend difficiles à tailler, les plans de clivage étant parfois très difficiles à distinguer. A l'opposé, les techniques de taille par percussion mettent à profit les clivages pour façonner une pierre selon sa forme cristalline naturelle. Le clivage a également été employé pour scinder de gros cristaux en pièces plus petites. Pour limiter les risque d'endommagement des pièces de valeur, on utilise aujourd'hui plus volontiers des scies perfectionnées ou le laser.
- Micro-électronique
- Les matériaux semi-conducteurs sont des monocristaux synthétiques généralement commercialisés sous la forme de wafers, disques fins sur lesquels sont gravés en série les circuits intégrés ou les microprocesseurs. La séparation mécanique des éléments gravés est facilitée par l'orientation fine des plans de clivage. Les semi-conducteurs élémentaires (Si, Ge, diamant) ont une structure diamant : une orientation adéquate du wafer permet d'obtenir par clivage des rectangles presque parfaits. La plupart des autres semi-conducteurs commerciaux (GaAs, InSb, SiGe, etc.) ont une structure blende, avec des plans de clivages similaires.
Qualité du clivage
Pour la déterminations des minéraux, il peut être important d'avoir une description qualitative des clivages :
- La facilité à obtenir le clivage renseigne sur la compacité du minéral. Les clivages sont dits faciles, difficiles ou très difficiles (easy, hard, et difficult, en anglais) ;
- La qualité des surfaces de clivage renseigne sur la structure cristalline du minéral. On distingue différents degrés, par exemple :
- Excellent - le minéral se clive en fines lamelles : graphite, gypse, muscovite ;
- Parfait - le minéral se clive en formes régulières délimitées par les plans de clivage : calcite, galène, halite ;
- Bon - les plans de clivage ne sont pas parfaitement droits : feldspath, pyroxène ;
- Imparfait - le clivage n'est pas net : soufre, apatite, cassitérite ;
- Mauvais - pas de clivage, on parle alors de cassure : argile, calcaire.