Tourmaline
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La tourmaline est un groupe de minéraux de la famille des silicates, sous-groupe des cyclosilicates, de formule chimique XG3Z6(BO3)3T6O18(OH,O)3(OH,F,O) où X = (Ca,Na,K,[]), G =(Mg,Li,Al,Mn,Fe2+,3+,V,Cr,Ti,Cu,[]), Z = (Al,Mg,Cr,V,Fe3+,Ti), T = (Si,Al,B,Be). La tourmaline cristallise dans le système cristallin trigonal à réseau rhomboédrique en baguettes ou aiguilles allongées à section triangulaire et faces courbes.
| Tourmaline Catégorie IX : silicates[1] | |
 Tourmaline du Brésil | |
| Général | |
|---|---|
| Classe de Strunz | 9.CK.05
|
| Classe de Dana | 61.03..
|
| Formule chimique |
XG3Z6(BO3)3T6O18(OH,O)3(OH,F,O) X = (Ca,Na,K,[]),G = (Mg,Li,Al,Mn,Fe2+,3+,V,Cr,Ti,Cu,[]), Z = (Al,Mg,Cr,V,Fe3+,Ti), T = (Si,Al,B,Be) |
| Identification | |
| Couleur | variées |
| Système cristallin | Trigonal |
| Réseau de Bravais | Rhomboédrique |
| Classe cristalline et groupe d'espace | ditrigonale pyramidale, R3m (no 160) |
| Clivage | prismatique, massif avec agrégats |
| Habitus | baguettes ou aiguilles allongées à section triangulaire et faces courbes |
| Échelle de Mohs | 7-7,5 |
| Trait | blanc |
| Éclat | vitreux |
| Propriétés optiques | |
| Biréfringence | uniaxial (-) |
| Pléochroïsme | Modéré à fort |
| Propriétés chimiques | |
| Masse volumique | 3-3,2 g/cm3 |
| Fusibilité | facile si pauvre en Fe et riche en Mg |
| Solubilité | insolubles dans les acides |
| Propriétés physiques | |
| Magnétisme | aucun |
| Radioactivité | aucune |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
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Inventeur et étymologie
modifierSon nom vient de Thuramali (තුරමලි) ou Thoramalli (තෝරමල්ලි) en cingalais.
Caractéristiques physico-chimiques
modifierCritères de détermination
modifierLes tourmalines ont un éclat vitreux et des couleurs très variées. Leur trait est blanc.
La teinte rose des tourmalines de nombreux gisements est le résultat d’une irradiation naturelle continue. Lors de leur croissance, ces tourmalines incorporent du Mn2+ alors qu’à l’origine elles sont par nature très pâles. Leur environnement granitique leur impose une exposition aux rayons gamma naturels dus à la désintégration du 40K radioactif, ce qui provoque la formation progressive des Mn3+, ions responsables des couleurs rose à rouge.
Les tourmalines forment des cristaux prismatiques à six pans, à faces alternativement larges et étroites, donnant une section plutôt triangulaire.
Elles sont insolubles dans les acides.
Cristallochimie
modifierLes tourmalines forment un groupe selon la classification de Strunz, noté 9.CK.05 : il s'agit de silicates (IX), plus précisément de cyclosilicates (9.C) contenant des anneaux à six membres Si6O18 avec des anions complexes insulaires (9.CK).
Selon la classification de Dana, les tourmalines sont divisées en plusieurs groupes en fonction de leur composition : elles font toutes partie des cyclosilicates contenant des anneaux à six membres Si6O18 où le silicium peut être remplacé par de l'aluminium et pouvant contenir des groupements hydroxyle OH (groupe noté 61). On distingue les tourmalines déficientes en métaux alcalins (groupe 61.03a, les lacunes sont indiquées par [] dans leurs formules chimiques), celles contenant majoritairement du calcium (groupe 61.03b), du fer (groupe 61.03c), du lithium (groupe 61.03d) et du sodium (groupe 61.03e).
| Minéral | Formule | Groupe ponctuel | Groupe d'espace | Classe de Dana |
|---|---|---|---|---|
| Buergerite | NaFe3Al6(BO3)3Si6O21F | 3m | R3m | 61.03c |
| Chromdravite | NaMg3(Cr,Fe)6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03e |
| Dravite (Tschermak 1883[2]) | NaMg3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03e |
| Elbaïte | Na(Li,Al)3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03d |
| Feruvite | (Ca,Na)(Fe,Mg,Ti)3(Al,Mg,Fe)6(BO3)3 (Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03b |
| Foitite | []Na<0,5(Fe,Al)3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03a |
| Hydroxyuvite | CaMg3(Al5Mg)(Si6O18)(BO3)3(OH)3(OH) | 3m | R3m | 61.03b |
| Liddicoatite | Ca(Li,Al)3Al6(BO3)3(Si6O18)(O,OH,F)4 | 3m | R3m | 61.03b |
| Magnésiofoitite | [](Mg2Al)Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03a |
| Olenite | NaAl3Al6(BO3)3(Si6O18)(O,OH)4 | 3m | R3m | 61.03d |
| Povondraïte | (Na,K)(Fe2+,Fe3+)3(Fe,Mg,Al)6(BO3)3 (Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03c |
| Rossmanite | []LiAl2Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)4 | 3m | R3m | 61.03a |
| Schorl | NaFe3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03e |
| Schorl-F | NaFe3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)3(F,OH) | 3m | R3m | 61.03e |
| Uvite | (Ca,Na)(Mg,Fe)3Al5Mg(BO3)3(Si6O18)(OH,F)4 | 3m | R3m | 61.03b |
| Vanadiumdravite | NaMg3V6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 | 3m | R3m | 61.03e |
Cristallographie
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La tourmaline cristallise dans le système cristallin trigonal, de groupe d'espace R3m (Z = 3 unités formulaires par maille conventionnelle). Ses paramètres de maille et sa masse volumique varient en fonction de sa composition chimique.
Sa structure est constituée d'octaèdres ZO6 (Z = Al, Mg, Cr, V, Fe3+ ou Ti), de groupes G3O13 (G = Mg, Fe, Mn, Li ou Al), de triangles BO3 et d'anneaux Si6O18.
Gîtologie et minéraux associés
modifierLa 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.
Exploitation des gisements
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Tout comme pour les diamants, les tourmalines possèdent des propriétés pratiques.
La tourmaline fut utilisée jadis pour nettoyer les pipes grâce à son effet piézoélectrique. De plus, elle possède des propriétés pyroélectriques : quand elle est chauffée, ses deux extrémités accumulent des charges électriques opposées, ce qui peut attirer la poussière via l'électricité statique. Pour cette raison, on retrouve également ce minéral dans les fers à lisser pour cheveux[4], dans le but d'éliminer l'électricité statique.
Il s'agit également d'une pierre fine utilisée en joaillerie pour les variétés colorées.
La tourmaline est aussi utilisée en exploration minière en tant que signe géologique précurseur de la formation de gisement d'or[réf. nécessaire].
Notes et références
modifier- La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
- Gustav Tschermak von Seysenegg, Lehrbuch der Mineralogie, Vienne, 1883, p. 472
- ICSD No 4380 ; (en) Suzanne Fortier et G. Donnay, « Schorl refinement showing composition dependence of the tourmaline structure », The Canadian Mineralogist, vol. 13, no 2, , p. 173-177
- (en) « What are Tourmaline Hair Styling Tools? », sur wiseGEEK (consulté le )