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TOURMALINES
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MUSÉE "Minéralogie Passion"
Textes Nathalie Bertrand et JJ Chevallier
La tourmaline est un groupe de minéraux de la famille des silicates, sous-groupe des cyclosilicates.
La composition chimique des tourmalines est variable et définie les différentes espèces.
La tourmaline (synonyme du groupe tourmaline) comprend les borosilicates trigonaux de la superclasse des cyclosilicates. La nomenclature a été révisée par Henry et al. (2011).
Cependant, ce groupe est remanié sans cesse, au fur et à mesure de l'avancement des technologies permettant des analyses de plus en plus poussées.
Groupe des tourmalines
(cf. Wikipédia, Mindat, "Minéraux" le guide des passionnés J.Lebocey) :
Sites de la formule générale et leurs éléments.
Des cations supplémentaires peuvent remplacer en petite quantité les cations principaux présents aux sites G et D.
Les sites X et Z sont traditionnellement fusionnés dans la formule simplifiée du groupe sous la forme Z4.
La structure du groupe se caractérise par des tétraèdres SiO4 organisés en cycles à six membres suivant un agencement hexagonal, empilés avec des groupes BO3 triangulaires déformés intercalés, eux-mêmes reliés par des cations du site D. Les tétraèdres SiO4 sont connectés verticalement par les cations du site G et les anions du site X, tandis que les colonnes sont liées horizontalement par les cations du site D et les anions du site X. Les cations du site A et les anions du site Z occupent les canaux centraux des colonnes, bien que le site A puisse parfois rester vacant. Par ailleurs, le bore tétraédrique (B) est également observé dans certaines tourmalines naturelles et synthétiques (Kutzschbach et al., 2016).
En cours d'étude
(cf. Mindat)
Variétés/types
(cf. Mindat)
- Achroïte : Une variété incolore de tourmaline
- Tourmaline œil de chat : présente une chatoyance due à des inclusions parallèles constituées de tubes creux assez larges. Couleurs les plus fréquentes : rose, rouge, vert, bleu, bleu-vert, parfois bicolore.
- Chrome-Tourmaline : Une variété de tourmaline vert émeraude.
- Dravite : Une espèce de tourmaline de sodium, de magnésium et d'aluminium de couleur brun pale à brun foncé, noirâtre, plus rarement jaune foncé ou bleu.
- Elbaïte : Une espèce de tourmaline sodium-lithium-aluminium. Elbaïte cuprifère : Tourmaline Paraíba d'une couleur bleu-vert électrisante.
- Série Fluor-uvite - Uvite : Une espèce de tourmaline de calcium, de magnésium et d'aluminium, de couleur noir, noir verdâtre, noir marron, marron, vert, incolore.
- Indicolite : Une variété de tourmaline bleue (généralement elbaïte).
- Liddicoatite : Une espèce de tourmaline calcium-lithium, de couleur brun fumé, rose, rouge, verte, bleue ou rarement blanche
- Rubellite : Une variété de tourmaline rose à rouge.
- Schorl : Une espèce de tourmaline sodium-fer-aluminium, généralement noir.
- Verdelite : Une variété de tourmaline verte
- Tourmaline melon-d'eau : Une variété de tourmaline avec un zonage de couleur montrant un noyau rose et des bords verts.
Inventeur et étymologie
(cf. Mindat)
Signalé par Christianus-Fridericus Garmann en 1707. Le nom "tourmali" était un nom générique utilisé à Ceylan [Sri Lanka] pour les gemmes colorées, principalement des zircons. Vers 1703, des lapidaires néerlandais ont découvert que certains "zircons" arrivant aux Pays-Bas étaient en fait un minéral non décrit auparavant. Plusieurs noms ont été donnés à ce nouveau minéral, dont celui de "Pierre de Ceylan", donné par Lemery en 1717. Tourmaline, un nom minéral plus ou moins spécifique, a été utilisé par Rinmann en 1766. Hill la baptisa Tourmaline Grenat en 1771 et Richard Kirwan abrège le nom en "Tourmaline" en 1794.
Historique de la Tourmaline
Certainement utilisée des l'antiquité pour leur beauté en amulettes ou ornements.
La tourmaline a été rapportée pour la première fois en Europe par la Compagnie Néerlandaise des Indes Orientales, mais ce n'est qu'au début des années 1700 qu'elle prend son nom de Tourmaline, longtemps confondue avec les zircons de couleur.
Conditions de formation, minéraux associés et morphologie
(cf.mindat, Gemdat, Géologiescience.com)
La tourmaline est un minéral commun des roches magmatiques et métamorphiques, ainsi que des veines hydrothermales de haute température. Il s'agit d'un minéral caractéristique des pegmatites.
Les minéraux associés sont ceux de ces gisement.
La tourmaline est un minéral répandu avec une présence notable dans divers environnements géologiques. Son apparition est liée à plusieurs types de formations et de processus géologiques.
On la trouve fréquemment dans les pegmatites, à gros grains, roches ignées qui se forment au cours des dernières étapes de la cristallisation du magma. Mais également dans les roches métamorphiques, qui se forment dans des conditions de pression et de température élevées à partir de roches préexistantes.
On rencontre également les tourmalines dans les pegmatites granitiques, dans les filons pneumatolytiques et aussi quelques granites. Elle peut également apparaître dans certaines roches métamorphiques ayant subi une métasomatose borée (Le métasomatisme est le processus suivant lequel s'établit un transfert chimique d'un solide à un autre sans passage par l'état liquide).
C'est un minéral qui s'altère en phyllosilicates (micas et chlorites) qui peuvent partiellement la pseudomorphoser.
Caractéristiques générales
(cf. Géologie sciences)
Les cristaux de tourmaline sont définis par leur système cristallin trigonal distinctif, caractérisé par des prismes hexagonaux aux faces alternativement larges et étroites, conférant à leur section une forme généralement triangulaire. Ce minéral se distingue particulièrement par sa large palette chromatique, allant des tonalités courantes telles que le rose et le vert à des déclinaisons plus rares, incluant le bleu, le rouge et même l'incolore. Cette variété de couleurs résulte de la présence de différents éléments chimiques, notamment le fer (Fe), le manganèse (Mn) et le chrome (Cr), qui modulent la coloration du cristal. Par ailleurs, la tourmaline présente souvent un pléochroïsme marqué, révélant plusieurs couleurs selon l’angle d’observation.
Le changement de couleur, du vert foncé au rouge foncé, avec une longueur de trajet de lumière croissante, se produisant dans les tourmalines contenant du Cr, est connu sous le nom d'effet Usambara.
Selon leur composition chimique, les cristaux de tourmaline peuvent prendre une diversité de teintes : incolore et transparente, brun à noir (tourmalines ferromagnésiennes telles que la schorl ou la dravite), rose, rouge, bleu ou vert (tourmalines lithiques comme l’elbaïte ou la liddicoatite), les cristaux multicolores étant fréquents dans certains gisements. La tourmaline est susceptible d’être transportée et déposée par des processus naturels tels que l’érosion et la sédimentation ; dans les dépôts alluviaux, elle apparaît fréquemment sous forme de grains arrondis ou fragmentés.
Le dichroïsme constitue une propriété significative de cette pierre, apparaissant dans les variétés pâles mais se manifestant de façon plus prononcée dans les échantillons foncés. La teinte rose observée dans certaines tourmalines résulte d’une irradiation naturelle prolongée ; lors de leur croissance, ces cristaux incorporent du Mn2+ et, bien que très pâles à l’origine, une exposition aux rayons gamma issus de la désintégration radioactive du potassium (40K) granitique transforme progressivement le manganèse en ions Mn3+, responsables des nuances roses à rouges. Les tourmalines sont insolubles dans les acides.
Toutes appartiennent à la famille des cyclosilicates intégrant des anneaux hexamériques Si6O18 ; le silicium (Si) peut être partiellement substitué par de l’aluminium (Al) et les structures peuvent inclure des groupes hydroxyle (OH). On différencie les tourmalines présentant des déficiences en métaux alcalins (lacunes indiquées par [] dans leurs formules chimiques), celles principalement composées de calcium, de fer (Fe), de lithium (Li) ou de sodium (Na).
Inclusions dans la Tourmaline
(cf. gemdat)
-
Fils capillaires fibreux, généralement tressés sous forme de filet.
-
Inclusions angulaires présentes en couches minces ayant l'apparence de miroirs.
-
Inclusions biphasées tubulaires parallèles à la longueur du cristal ; ces inclusions peuvent entraîner un effet de chatoyance (Herve Nicolas Lazzarelli - Blue Chart Gem Identification, 2010, p. 5).
-
Inclusions liquides plates, films, tubes creux orientés parallèlement et inclusions minérales en forme d'aiguille (Ulrich Henn et Claudio C. Milisenda, Tables gemmologiques, 2004, p. 14).
Synonymes de Tourmaline
(cf. Mindat)
- Aphrizite, Aphrysite, Aphryzite,
- Tiroir à cendres,
- Schorl bleu,
- Péridot de Ceylan,
- Caméléonite,
- Iochroïte,
- Taltalite,
- Groupe Tourmaline,
- Supergroupe de la tourmaline,
- Tourmaline,
- Xeuxite,
- Zeuxite.
Traitements de la Tourmaline
(cf. Gemdat)
Lorsqu’elles sont chauffées entre 450 et 650 °C, certaines tourmalines subissent des modifications chromatiques : une tourmaline verte peut prendre une teinte vert émeraude, tandis que d’autres voient leur couleur s’éclaircir. Il est à noter que la couleur des tourmalines ayant fait l’objet d’un traitement par irradiation gamma peut s’estomper (Walter Schumann, Gemmes of the World, 2000, p. 112).
Les traitements de surface appliqués sur la tourmaline permettent d’obtenir une large palette de couleurs, diverses irisations et autres effets visuels. Cependant, le revêtement ainsi créé reste superficiel et peut être facilement altéré en cas de manipulation inappropriée (GIA, 2018).
Synthèses de la Tourmaline
(cf. Gemdat)
Les tourmalines synthétiques ne sont utilisées qu'à des fins de recherche. Les pierres, offertes comme tourmaline synthétique, sont parfois mais rarement des spinelles synthétiques de couleur tourmaline (Gemstones of the world, Walter Schumann, 2001, p 112).
Utilisation de la Tourmaline
(cf. Gemdat)
Les tourmalines sont utilisées en bijouterie-joaillerie en raison de leur diversité de couleurs.
Elles servent également dans le domaine électrique pour leurs propriétés pyroélectriques : lorsqu'elles sont chauffées, leurs deux extrémités accumulent des charges électriques opposées, ce qui peut attirer la poussière par effet d'électricité statique.
La Tourmaline dans le monde :
(Cf. Géologyscience - les Minéraux – le guide des passionnées – J. Lebocey) :
(liste non exhaustive)
La tourmaline est très abondante à la surface de la planète, de grands cristaux de schorl (plus de 25 cm) proviennent des pegmatites malgaches et américaines.
Des elbaïtes de couleurs variées spectaculaires ont été extraites des pegmatites pakistannaises et du Minas Gerais (Brésil), le record est sans doute un cristal de rubellite de plus de 1 m découvert en 1978 dans la mine Jona (Brésil), le spécimen est connu sous le nom de "the rocket".
En Californie les pegmatites du secteur de Pala ont fourni des cristaux décimétriques magnifiques.
Des cristaux de liddicoatites de plus de 25 cm de diamètre avec leurs splendides zonations colorées proviennent du Mont Bity (Madagascar).
Madagascar : Amoron'i Mania
District d'Ambositra, Vakinankaratra
District d'Antsirabe II,
Bresil : Les principales régions minières comprennent Paraíba, Minas Gerais et Espírito Santo,
Sri Lanka : Province de Sabaragamuwa
District de Ratnapura - Ratnapura,
Russie : région du lac Baïkal, Oblast de Mourmansk, République de Carélie, Kraï de Transbaïkalie,
Espagne : Andalousie, Malaga,
Allemagne : Saxe - Monts Métallifères,
Italie : en Lombardie - Province de Varèse, Curiglia con Monteviasco,
Trentin-Haut-Adige (Trentin-Tyrol du Sud), Wipptal (Alta Vall'Isarco), Fête de la France (Forteresse). En Toscane :
Province de Livourne - Campo nell'Elba, Sant'Ilario in Campo et la Province de Lucques - Vergemoli
Japon : Préfecture d'Oita - Ville de Saiki, Préfecture de Yamanashi - Ville de Yamanashi
USA : en Arizona - Comté de Mohave, en Californie - Comté de San Diego -
District minier de Warner Springs, dans le Connecticut, dans le Maine, dans le Massachussets...
etc ...
La Tourmaline en France
(Cf. Géologyscience - les Minéraux – le guide des passionnées – J. Lebocey) :
(liste non exhaustive)
La France a produit quelques très beaux spécimens de schorl notamment :
En Bretagne : avec ses cristaux de plus de 10 cm du Massif Armoricain (St-Pol-de-Léon, St-Jacut-de-la-Mer, etc...). On trouve également de la tourmaline dans le Finistère : Morlaix, Brest, Châteaulin, Quimper ... ; dans les Côtes-d'Armor : Dinan, Guigamp, Lannion, St Brieuc ... ; en Ille-et-Vilaine : Lorient, Guidel, La Trinité-sur-Mer, Ploemeur, Quiberon ... ,
En Ariège : Foix, Arignac, Auzat,
En Lozère : La Chomette,
Dans le Puy-de-Dôme : Ambert - dans les pegmatites de Biauchaud, Issoire - Labessette - La Vialolle,
Dans l'allier : Echassières - district minier de Montmins,
Dans les Pyrénées à Arignac : quelques cristaux centimétriques de dravite ont été signalés,
Dans les Alpes : Glacier d'Argentière.
Dans la Loire : Montbrison - Pegmatite d'Imbert,
En Haute-Garonne : Saint-Béat, Saint-Béat-Lez, Saint-Gaudens,
En Isère : Grenoble - Chamrousse,
Côte-d'Or : Beaune - Nolay,
Dans la Nièvre : Château-Chinon - Empury,
Dans le Doubs : Besançon - Ornans,
Haut-Rhin : Colmar-Ribeauvillé - Munster, Turckheim, Sainte-Marie-aux-Mines
Etc ...
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SOURCES
Internet
Littérature
Minéralogie, le guide des passionnés
Julien Lebocey.
