Soutenance mémoire
MINERALOGIE DU CORINDON
Caractéristique
Le corindon est une espèce minérale composée d’oxyde d’aluminium anhydre cristallisé. Il est de formule Al2O3 et est parfois noté α-Al2O3 (Al = 52,91% et O = 47,09%) avec des traces de fer, de titane, de chrome, de manganèse, de nickel, de vanadium et de silicium. Le corindon a une structure rhomboédrique . Un motif est composé de deux pentaèdres Al2O3 inversés qui se répètent aux nœuds du rhomboèdre (Bladh et al., 1997). Les paramètres de maille sont :
● a = 5,13 Å ;
● α = 55,47° = 55°28′.
Les rubis sont généralement d’habitus tabulaires constitués de pinacoides prédominants avec des faces rhomboédriques r et parfois des prismes a ou des dipyramides w (Smith et Surdez, 1994 ; Cesbron et al., 2002) .
Le corindon a une dureté 9 sur l’échelle de Mohs. Sa densité est comprise entre 3,95 et 4,10; ses indices de réfraction sont : ng= 1,767 – 1,77 et np = 1,759 – 1,763 avec une faible biréfringence ng – np = 0,008; son éclat est très vif. Il n’a pas de clivage mais possède des plans de séparation (0001) et (1011) préférentiels. Lors de la croissance, les cristaux de corindon sont parfois maclés : macles polysynthétiques et macles par interpénétration. Le corindon est optiquement uniaxe mais parfois il existe des cristaux biaxes en relation avec la présence des macles polysynthétiques (Cesbron, 2002).
Coloration du corindon
Le rubis se colore en rouge. Le saphir peut présenter une grande diversité de couleurs en passant par toute une gamme de jaune, orange, vert, marron, rose ou violet . Quand le saphir est pure, il est incolore (leucosaphir).
Origine de la couleur du rubis
La réceptivité de l’œil humain et l’environnement cristallographique des chromophores jouent un rôle important sur la couleur du corindon (Fritch et Rossman, 1999). Le chrome donne sa couleur rouge au rubis. Il faut avoir 1 à 2% de chrome pour obtenir une couleur rouge profonde. Il existe d’autres éléments qui peuvent apporter une nuance dans la couleur rouge : l’existence d’ions Fe3+ apporte une nuance marron, la présence conjuguée de Fe3+ et Ti2+ est à l’origine d’une nuance violette. La couleur rouge étant une couleur relativement rare dans la nature (Muhlmeister et al., 1998) est liée à des transitions électroniques impliquant l’ion Cr3+ qui se substitue à l’aluminium dans le réseau cristallin du corindon. La proportion du Cr2O3 varie selon l’origine du rubis. Pour le cas du Nepal le Cr2O3 varie entre 0,19% à 3,8% (Muhlmeister et al., 1998) et 13% pour Westland en Nouvelle Zélande (Grapes et Palmer, 1996) .
Origine de la couleur des saphirs
La couleur bleue du saphir est liée à la présence d’atome de fer et de titane qui se remplacent à l’aluminium dans la structure du corindon. Le fer peut se présenter à l’état ferreux (Fe2+) ou à l’état ferrique (Fe3+) et le titane à l’état de valence IV (Ti4+). Une couleur bleue est visible quand les ions Fe2+ et Ti4+ se placent à proximité l’un de l’autre dans le corindon.
Les inclusions dans le corindon
Le corindon possède souvent des inclusions solides et/ou liquides . La présence d’inclusions peut augmenter ou diminuer leur valeur commerciale. Elles peuvent être importantes pour déterminer son authenticité mais également pour déterminer son pays d’origine. Ces inclusions n’affectent en rien à la qualité et à la valeur de la pierre ; elles renseignent au contraire sur l’origine de son gisement et permettent de la distinguer des rubis synthétiques. Certains rubis présentent le phénomène d’astérisme, laissant apparaître une étoile lumineuse à six branches qui semble glisser à la surface de la pierre lorsqu’on fait tourner celle-ci . Cela est dû à l’arrangement cristallin qui réfléchit la lumière en divergeant les rayons, comme les branches d’une étoile, selon des angles constants (600 pour le rubis).
Les inclusions syngénétiques
Les inclusions sont essentiellement de nature fluide et elles se developpent durant la croissance minérale. Il y a deux types d’inclusions fluides :
-les inclusions fluides primaires : elles sont piégées pendant la croissance du cristal qui les contient. Ces inclusions peuvent être monophasées, biphasées ou triphasées, c’est-à-dire contenir respectivement une, deux ou trois phases (liquide, gaz et solide).
-les inclusions fluides secondaires, elles sont piégées après la cristallisation du minéral.
Le constituant chimique majeur des fluides enfermés dans les cavités fluides des corindons sont principalement le gaz carbonique (Rakotondrazafy et al., 1996). Particulierement dans le gisement du sud de Madagascar, les corindons renferment plus de 80% de CO2 et le reste est constitué de l’ H2O (Rakotondrazafy et al., 1996; Ravololomiandrinarivo et al., 1997), de la Tanzanie et du Kenya (Mercier et al., 1999) avec de très faible concentrations en H2O, et parfois avec de l’H2S, des complexes de carbones sulfurés (types COS) et de soufre natif (S8) pour les corindons associés aux marbres d’Asie centrales et Sud-Est (Giuliani et al., 2003).
Les inclusions épigénétiques
Les inclusions peuvent être de nature solide ou fluide. Elles sont piégées pendant ou après la cristallisation du cristal. Les inclusions fluides sont piégées sur des zones de fractures développées au cours de la croissance du minéral et ceux qui ne recoupent pas l’ensemble du cristal sont appelées « pseudo secondaires ». Les inclusions piégées sur les plans de fractures postérieurs à la croissance du cristal sont appelées : inclusions secondaires.
Les imitations du rubis
En 1902, Auguste Verneuil met au point une méthode simple pour faire du corindon synthétique. Le procédé consiste à faire tomber sur une flamme les éléments constitutifs du rubis : de la poudre d’aluminium avec du chrome. Le tout se refroidit sur une boule qui s’abaisse lentement. Ce rubis synthétique est vendu en grande quantité et surtout sur les lieux d’extraction du rubis ; ce rubis est taillé, la table parallèle à l’axe optique pour obtenir de grosses pierres ; alors qu’avec le rubis naturel, la table est généralement perpendiculaire à l’axe optique.
Le rouge est la couleur la plus difficile à trouver naturellement, cependant il existe des pierres qui peuvent prendre le rouge du rubis et être confondu avec lui: grenat, spinelle, tourmaline, fluorite, topaze, zircon.
|
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
INTRODUCTION
1- Choix et présentation du secteur
2- Méthodologie
3- Cadre géologique
3-1 Architecture tectonique de Madagascar
3-2 Le domaine Anosyen-Androyen
3-3 Formation de Tranomaro
4- Plan du mémoire
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LE CORINDON
Chapitre I : MINERALOGIE DU CORINDON
1. Caractéristique
2. Coloration du corindon
2-1 Origine de la couleur du rubis
2-2 Origine de la couleur des saphirs
3. Les inclusions dans le corindon
3-1 Les inclusions protogénétiques
3-2 Les inclusions syngénétiques
3-3 Les inclusions épigénétiques
4. Les imitations du rubis
5. Utilisation
Chapitre II : LES TYPES DE GISEMENTS
1. Les différents types des gisements de corindon
1-1 Les gisements primaires
1-2 Les gisements secondaires
2. Les gisements des corindons de Madagascar
2-1 Gisements primaires
2-2 Gisements secondaires
3- Le corindon dans le Gondwana
DEUXIEME PARTIE : LE GISEMENT DE TRANOMARO
Chapitre I : CADRE GEOLOGIQUE
1. Cartographie et répartition des faciès
2. Pétrographie de différents types de faciès
2-1 Le complexe calco-magnésien
2-2 Les roches carbonatées (marbres)
2-3 Les granitoïdes
2-4 Les leptynites
Chapitre II : LES ROCHES A CORINDON DANS LA REGION DE TRANOMARO
1. Type plagioclasite
2. Type filon à saphir
3. Métallogénie
TROISIEME PARTIE : CARACTERISTIQUES PETROGRAPHIQUES, PETROLOGIQUES ET GEOCHIMIQUES DES ROCHES DU BAZARIBE
1. Géologie d’Andranondambo
2. Pétrographie
2-1 Les roches environnantes
2-2 Roche associée au corindon
3. Chimie des phases minérales
Spinelle
Rubis
Dolomite et calcite
Pargasite
4. Equilibre des phases minérales
4-1 Relation de phases
4-2 Conditions thermobarométriques
DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
