Le groupe des tourmalines

Selon R. V. Dietrich (1985), dans « The Tourmaline Group », plus de cinquante termes ont été utilisés pour dénommer les différentes variétés chimiques ou chromatiques de tourmalines. C’est afin d’éclaircir cette nomenclature confuse, que ce minéralogiste propose de regrouper la plupart de ces termes en quatre grandes catégories. La première correspond aux noms acceptables, actuellement au nombre de douze (12) tourmalines pour le nom du groupe et onze (11) termes désignant les espèces minérales naturelles : buergérite, chromdravite, dravite, elbaïte, féruvite, foïtite, liddicoatite, olénite, povondraïte, schör1 et uvite. Pour Dietrich, il est préférable d’utiliser une dénomination binomale du type elbaïte rouge ou dravite incolore au lieu de rubellite ou d’achroïte. La tourmaline désigne un groupe de minéraux de la famille des silicates, sous-groupe des cyclosilicates. La Tourmaline est un minéral très important en raison de sa pertinence dans le domaine des géosciences, pour sa technique d’application et son utilisation en tant que pierre fine. Le groupe des tourmalines se compose de plus d’une dizaine de membres, qui se produisent dans de nombreux environnements géologiques (Hawthorne et Henry, 1999). Les tourmalines sont des minéraux caractéristiques, bien qu’accessoires, des granites et des pegmatites. Ces minéraux sont souvent associés au microcline, à l’albite, au quartz, à la muscovite, au lépidolite, au béryl, à l’apatite et à la fluorine. Accessoirement, ils peuvent être récoltés dans des roches métamorphiques (gneiss, schistes et marbres), ou sous forme de minéraux détritiques ou authigènes dans les roches sédimentaires. La composition de la tourmaline donne des informations sur l’histoire thermique et fluide de roches dans lesquelles elle se développe, qui est intimement associée avec certains premiers grands gisements de minerai métallique du monde. Les différentes compositions chimiques de tourmaline reflète les conditions chimiques des roches où elles sont formées et ont été utilisés comme une importante indicateur pétrologique de différents environnements géologiques dans les enquêtes précédentes (Henry et Guidotti, 1985 ; Jolliff et al., 1986; Dyar et al., 1999; Novak et al., 1999; Selway, 1999; Roda-Robles et al., 2004). 36 La Tourmaline appartient aux matériaux piézoélectriques et pyroélectriques les plus courantes qui sont techniquement utilisé (Prasad et al., 2005) comme capteurs de pression piézoélectriques ou pour les mesures de pression dynamique (Wilson, 2003). La Tourmaline a une haute stabilité mécanique et résistante à de nombreux acides et solutions alcalines. La Tourmaline peut être utilisée jusqu’à 900 ° C, où la température réelle technique limite est de 750 à 780 ° C. En outre, la tourmaline affiche une pyroélectricité significative (Hawkins et al., 1995 ; Lally et Cummiskey, 2003). La Tourmaline est également utilisée en tant que composants électroniques, comme transducteurs, principalement en raison de l’anisotropie de ses propriétés (Adeoye et Adewoye, 2004). Plus récentes utilisations de la tourmaline comme fibres fonctionnelles (Zhenggang et al., 2005). La Tourmaline est également très bien connue sous le nom de pierre fine qui se produit dans d’autres couleurs et de combinaisons de couleurs que toute autre pierre fine entermes de variétés. Elle montre aussi un dichroïsme et un pléochroïsme inverse remarquables (Dietrich, 1985 ; Dirlam et al, 2002). La chimie des tourmalines est complexe et jusqu’à récemment leur formule de base demeurait très incertaine ; ainsi pour John Ruskin (1890) « sa chimie ressemble plus à une prescription d’un médecin du moyen-âge qu’à la constitution d’un minéral respectable ». La composition chimique de la tourmaline ne fut connue qu’au cours du XIX’ siècle, le bore n’ayant été isolé qu’en 1808 par GayLussac et Thénard. Remarquons que les roches sédimentaires contiennent jusqu’à 0,005 % de bore, alors que la teneur moyenne de bore dans les roches magmatiques est nettement plus faible (environ 0,001 %). Ainsi, la partie supérieure de la croûte terrestre, parfois dénommée Sial renferme en moyenne 0,0003 % de l’élément bore. Dans les magmas les plus tardifs à cristalliser et qu’on retrouve par la suite dans les tourmalines comme constituant des granites les plus récents des complexes magmatiques, ainsi que dans les pegmatites associées; l‘accumulation du bore, ainsi que celle du béryllium, du césium et quelques autres éléments est ici expliqué. Dans les pegmatites, les tourmalines ne sont pas les seuls minéraux à contenir du bore car les minéraux tels que la danburite, la dumortiérite , la jéréméjévite, l’hambergite ou la rhodizite en contiennent également. 

La tourmaline comme gemme

Minéral sans grande application industrielle, la tourmaline est essentiellement exploitée pour ses cristaux pouvant être taillés à des fins ornementales et, à moindre échelle, destinés aux collectionneurs. Les variétés les plus recherchées par les gemmologues sont les vertes, les bleues (indigolite ou indicolite) ou le rose et rouge (rubellite) sont classiquement rapportées à l’elbaïte, et les brunes à la dravite, ou à l’uvite (Fleischer & Nlandarino, 1995). La tourmaline est la gemme qui présente la palette de couleurs et de tons la plus variée. Ceci est dû à des substitutions isomorphiques expliquant que seule la couleur est prise en considération par les exploitants, les lapidaires et les joailliers lors des transactions.

Structure cristalline

Comme tous les minéraux, les tourmalines sont caractérisées conjointement par leur structure cristalline et leur composition chimique. Toutes les tourmalines appartiennent au système rhomboédrique et au groupe de symétrie hémiédrique pyramidale R3m (notation d’HermannMauguin pour la classe pyramidale ditrigonale). On notera comme pour le quartz l’absence de centre de symétrie du cristal.

Compositions chimiques

Du point de vue chimique, les trois espèces principales sont la «dravite magnésienne », le « schörl ferrifère » et l’ « elbaïte généralement riche en lithium ». Elles forment deux séries continues, dravite-schörl et schörl-elbaïte, l’elbaïte et la dravite semblent ne pas pouvoir former entre elles de mélange par solution solide. Appréciées pour leur diversité de couleur, plus grande que pour toute autre famille de minéraux, les tourmalines sont aussi uniques par la liberté avec laquelle la coloration s’exprime et se répartit à l’intérieur des cristaux. L’origine de la coloration des tourmalines est principalement liée à diverses concentrations des éléments majeurs, diverses cocentrations des éléments en traces, la combinaison des concetrations de ces deux éléments, les imperfections srtucturales (centres colorés), les transferts de charges électroniques, et des combinaisons de ces phénomènes. Ainsi, une même couleur peut dépendre d’un phénomène différent.