|
Synthèse sur les ressources minérales et le développement en Afrique( Télécharger le fichier original )par Ahmed Kambale Muliwavyo Ephraim Université de Goma - Graduat en sciences géologiques 2012 |
1.3. PROPRIETES DE QUELQUES RESSOURCES MINERALES1.3.1. LA TOURMALINE9(*)1. Généralités:A. Généralités sur la tourmaline a) Composition chimique et classification Le terme tourmaline désigne l'ensemble d'une famille de cyclosilicates hydroxylés boro-alumineux cristallisant dans le système rhomboédrique. La formule générale simplifiée est la suivante : (X) (Y)3 (Z)6 B3 Si6O27 (O, OH, F)4 Où : X= Na, Ca, parfois K ou vacant Y= Al, Li, Fe2+, Fe3+, Mg2+, parfois Mn3+ Z= Al3+, Fe3+, Cr3+, parfois Mg2+ et V3+ (Dietrich, 1985). Suivant cette formule, 14 termes extrêmes ont été acceptés par l'International Mineralogical Association (Tableau 2), mais la plupart des tourmalines ont une composition intermédiaire entre ces différents pôles. Tableau 2 : Espèces minérales de la tourmaline
Cependant, les nombreuses substitutions ioniques entraînent beaucoup plus de possibilités de termes extrêmes... et donc un classement potentiellement plus complexe (Hawthorne et Henry , 1999).
b) Structure cristalline10(*) La tourmaline étant un cyclosilicate, l'élément structural de base est un anneau de 6 tétraèdres SiO4 formant l'ensemble (Si6O18)12- (Fig.4). A cet anneau se rattachent des groupements tétraédriques et octaédriques alumineux (Al) en site Z (Fig.5). Un groupement trioctaédrique de molécule (OH) en site V comprend des ions métalliques en site Y. Ce groupement est centré autour d'une molécule (OH) ou d'un atome de fluor (F) occupant le centre de l'anneau en site W (Fig.5). Pour faire la liaison des anneaux selon l'axe c, on trouve en alternance des groupements borates (BO3)3- liés à différents cations alcalins ou alcalino-terreux en site X (Fig.4) (Henry, 2007).
Fig.4 : Structure de la tourmaline parallèlement à l'axe c (Henry, 2007).
Fig.5. Structure de la tourmaline perpendiculairement à l'axe c (Henry, 2007). c) Caractéristiques11(*) · Couleur : Les tourmalines sont des minéraux allochromatiques qui ont une large gamme de couleur (rose, rouge, jaune, brun, verte, bleue, violette, noire, etc...) mais qui peuvent aussi être incolores ou multicolores. D'ailleurs, certains spécimens sont recherchés pour leurs arrangements de couleurs et donnent lieu à des appellations « exotiques » comme la tourmaline melon d'eau (rose à coeur et verte en bordure), la tourmaline tête de Maure (cristal incolore à partie terminale noire), la tourmaline tête de Turc (cristal vert à partie terminale rouge) (Bariand et Poirot, 1998). Virtuellement il n'y a pas de restriction de couleur selon les espèces. Cependant il existe des couleurs caractéristiques : - Buergerite : bronze, marron - Chromdravite : vert profond - Dravite et Uvite: marron, rouge, jaune, vert, blanc, gris, noir, incolore,... - Elbaïte et Liddicoatite: rose, vert, incolore, rouge, orange, jaune, bleu, violet, blanc, noir, marron,... - Ferridravite, Schorl et Foïtite: noir (Dietrich, 1985) · Dureté : 7-7,5 · Densité : 2,82-3,32 · Clivage : Les clivages bien développés, observables, sont typiquement absents des tourmalines (Dietrich, 1985). · Cassure : irrégulière, légèrement conchoïdale, esquilleuse. Les fractures sont fréquentes et se répartissent perpendiculairement à l'axe de croissance (c). Elles sont peut-être dues à une croissance irrégulière (Dietrich, 1985). · Transparence : transparent à opaque. · Signe optique : uniaxe négatif · Indices de réfraction : ne de 1,619 à 1,772 no de 1,634 à 1,778 (Dietrich, 1985) · Biréfringence : de -0,014 à -0,032 · Dispersion : 0,017 (0,009-0,011) · Pléochroïsme : généralement fort · Fluorescence : généralement faible ou nulle à l'exception des variétés contenant du magnésium comme la dravite et l'uvite. Les elbaïtes roses peuvent aussi présenter une fluorescence bleue, de légère à intense, (Fritsch, 1994). · Morphologie : Les tourmalines cristallisent dans le système rhomboédrique. Les cristaux peuvent prendre une grande quantité de formes différentes mais se dégagent 16 formes principales dont 5 très communes, 4 communes et 7 moins communes (Goldschmidt, 1922). Les cristaux se présentent donc le plus fréquemment sous forme de prismes allongés à section triangulaire aux côtés arrondis avec présence de stries longitudinales caractéristiques. Ils peuvent être incurvés selon l'axe c et sont fréquemment fracturés. La taille des cristaux s'échelonne depuis des aiguilles microscopiques jusqu'à certaines pièces de longueur supérieure au mètre. · Propriétés électriques : Les tourmalines sont pyroélectriques (charges opposées sur différentes faces du cristal sous l'effet de la chaleur) et piézoélectriques (polarisation électrique du cristal sous l'action de contraintes mécaniques), elles attirent donc les petites particules. Les marins hollandais avaient remarqué cette propriété de la tourmaline sur les cendres de leurs pipes et l'avaient appelée « Ashentrekker » (extracteur de cendres) (Schumann, 2000). d) Gisements Les tourmalines ont une grande stabilité chimique sous toutes conditions climatiques et érosives. Ainsi elles apparaissent comme minéraux accessoires communs dans les roches ou dépôts géologiques de tous âges et de toutes origines géographiques (Dietrich, 1985). Cependant, les tourmalines naissent dans les roches acides (teneur en silice supérieure à 63%) magmatiques (granite, pegmatite), filoniennes (aplite) et métamorphiques (paragneiss, quartzite) (Cipriani, 1996). Lorsqu'un magma cristallise, la solution résiduelle se concentre en gaz volatiles, devient plus fluide et migre dans les roches encaissantes. La cristallisation de cette solution est une pegmatite. Les éléments tels que B, P, F, Cl, S, Li, Be, Rb, Cs, Mo (+ terres rares) forment des minéraux tardivement. Ainsi, les pegmatites des granites peuvent contenir des minéraux comme les béryls, chrysobéryl, apatite, brazilianite, tourmaline, spodumène, topaze, danburite, microlite et pétalite... Les cristaux peuvent être de grande taille et pousser dans des géodes. Les tourmalines de couleur, intéressantes commercialement, sont fréquemment associées à des pegmatites sodo-lithiques. Les gisements, quand ils sont alluvionnaires, sont assez proches de la source mais ce cas est rare12(*). Selon les couleurs, les variétés, on trouve des tourmalines dans presque tous les pays du monde ; les tourmalines paraiba qui depuis 2001, ont été trouvé en Afrique au Nigéria dans le gisement d'Edeko (des tourmalines bleues néons) et en Mozambique (dans le gisement d'Alto Ligonha), des tourmalines trapiches en Zambie qui au départ étaient vendues comme des émeraudes trapiches, car ces tourmalines sont généralement vertes ; et des rubellites à Madagascar...L'Ethiopie et le Kenya fournissent également de nombreuses tourmalines sur le marché. * 9 M. Dominique Dufermont, Etude de quelques tourmalines rouges, Université de Nantes, Département des Sciences de la Terre, 2007, p5
* 10 M. Dominique Dufermont, Op.cit, p6 * 11 M. Dominique Dufermont, Op.cit, p8 * 12 M. Dominique Dufermont, Op.cit, p10 |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
