Bonjour,
Je pense qu'il faut abandonner le notion de kir-polymorphe. Elle vient brouiller le paysage qui est déjà bien complexe et je ne suis pas certain que les kir-polymorphes apportent quelque chose au questionnement. A ce moment pourquoi choisit 10% de différence ? Où est la limite ? Pourquoi mettre une limite ? L'intérêt du polymorphisme est de lier structure cristalline différente et composition chimique identique. Si on ouvre un des critères, tout est perdu rien n'est clair. C'est sûr que l'analyse des formules chimiques questionne mais il faut avoir le point de vue de la structure ET de la chimie pour être complet et rigoureux. Omettre l'un des deux ruines la rigueur nécessaire au travail d'analyse. Si on change de chimie, on n'est pas face à un problème de polymorphe. On observe le polymorphisme en faisant varier les paramètres physiques : pression température. Si on fait varier la composition chimique, la question du polymorphisme n'a pas lieu d'être posée car on changement complètement le système. Pour faire simple CaAl12O19 (hibonite) n'est pas un "presque polymorphe" de Al2O3 (corrindon) et encore moins que CaO + 6Al2O3 où on observe deux phases séparées.
Il faut envisager le polymorphisme tout d'abord d'un point de vue thermodynamique ; cela ne règle pas tous les problèmes mais ça permet de poser des bases. Quand une composition chimique a le choix entre plusieurs structures, elle choisira celle qui minimise l'énergie, d'un autre point de vue elle choisira celle qui a l'énergie réticulaire la plus forte, ou encore celle qui est la plus stable (le trois assertions sont identiques). Ca c'est la base. D'un point de vue simpliste, un polymorphe est la possibilité la plus stable en fonction de paramètres physicochimiques : pression, température et composition chimique du milieu. Si les conditions changent, le cristal va voir sa structure évoluer pour être le plus stable dans les nouvelles conditions.
L'autre paramètre important est la cinétique, c'est à dire la vitesse à laquelle le cristal se transforme pour s'adapter aux nouvelles conditions. Certaines cinétiques sont bloquées, ainsi le cristal qui devrait adopter une autre forme, reste coincé dans l'ancienne. C'est le cas du diamant qui n'est pas la forme la plus stable du carbone a température et pression ambiante mais sa cinétique de transformation en graphite est nulle.
Le problème devient difficile quand on a compétition entre cinétique et thermodynamique. Par exemple, quand on fait précipiter du carbonate de calcium, les produits les plus rapidement obtenus sont la vatérite et l'aragonite ce sont les produits cinétiques. Un murissement (on attend sagement en agitant) voit apparaître la calcite qui le produit thermodynamique et disparaître les deux autres polymorphes moins stables.
On peut encore compliquer le tableau avec les effets de fonctionnalisation de la surface des cristaux, ces dernier peuvent stabiliser un polymorphe au dépend d'un autre quand bien même ce dernier serait moins stable. La présence de magnésium permet par exemple de permettre la formation d'aragonite dans des domaines de pression et température qui ne lui sont pas du tout favorables. Un lecteur habile pourra me dire : "mais alors la chimie à son mot à dire". Et je dirai "oui mais non" car le magnésium en question n'est pas ségrégé dans des sites cristallographiques particuliers mais bien au hasard dans la structure, il n'a qu'un statut d'impureté en substitution du calcium.
Je ne sais pas si j'ai été clair mais j'ai vraiment essayé.
s'il s'agit de calcédoine identifiée par exemple par DRX, on peut affirmer que la densité sera la bonne car la DRX donne un renseignement direct sur la maille cristalline qui est une constante, si elle est affectée alors ce n'est pas la maille de la calcédoine (du quartz) mais autre chose.
Je ne sais pas si la présence d'élément organique oriente systématiquement vers la mélanophlogite. Il est certain qu'ils doivent être présents pour qu'elle cristallise mais il est aussi probable que leur présence ne soit qu'une condition nécessaire et pas suffisante. Par exemple, on rencontre très souvent des corindons dans des marbres et la forte présence de calcium ne suffit pas à les transformer en hibbonite, il faut probablement autre chose.
Concernant l'aragonite et les coquillages, je ne sais pas. Ce que je sais c'est que la présence de magnésium favorise l'aragonite. Il serait donc probable que l'aragonite "biologique" suive le même chemin. Les processus issues de l'évolution ont tendance à se prendre assez peu la tête mais pour des solutions qui nous semblent élégantes et complexe.