La formation du silex

Actuellement moins de 3% de la silice biogénique est préservée dans le sédiment. La reprécipitation de la silice conduit à sa préservation. Dans le cas d’une forte productivité, une boue riche en calcite et silice se dépose sur le fond. La boue crayeuse est riche en matière organique. En profondeur, dans cette matière organique, prolifèrent les bactéries sulfato-réductrices produisant de l’hydrogène sulfuré. À la frontière redox, c’est-à-dire entre la boue bactérienne anoxique inférieure et la boue riche en oxygène supérieure (à une profondeur d’environ 30 cm dans les sédiments actuels, ne dépassant pas le mètre), ce gaz se dissocie, s’oxyde en sulfate et produit des protons qui diminuent donc le pH, selon la réaction :

La calcite réagit et tend à disparaître ce qui entraîne une forte concentration en ions carbonate.

La calcite est substituée par la silice si la concentration de cette dernière atteint un certain seuil. Des discontinuités dans la boue (restes organiques, terriers tapissés de mucus, fissures ou fractures, zones à faible porosité) servent souvent de germes sur la paroi desquels la silice se met à cristalliser et à les pseudomorphoser. En particulier, les animaux fouisseurs pompent l’eau de mer et en irriguent le sédiment, provoquant une diffusion de l’oxygène et une dégradation de la matière organique. L’oxydation du carbone organique conduit à la suite de réactions suivante :

À la suite, la silice secondaire formée, une variété d’opale dite opale C-T car elle est constituée d’une interstratification de cristobalite (C) et de tridymite (T) de basse température, se propage dans le sédiment sous forme de petits cristaux lamellaires ou de microsphérules d’environ 10 ?m appelées lépisphères. L’opale C-T, métastable, va évoluer au cours de la diagénèse et de l’enfouissement. Elle se transforme en quartz alpha, en passant d’un état microcristallin à un état cristallin fibreux, la calcédoine. C’est l’opinion générale, mais certains pensent que les deux silicifications (opale CT et calcédoine) se réalisent indépendamment. La calcédoine remplace point par point la calcite de la craie. Le protosilex va ainsi grossir et par dilatations successives former un banc complet.

Certains silex sont creux car la silicification primaire est incomplète. La circulation de l’eau dans la cavité conduit parfois à une dissolution ou une précipitation de silice secondaire sous forme de calcédoine mamelonnée aux jolis reflets bleutés ou encore de petits cristaux de quartz mimant une géode.