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16.14 : Tourmaline - Géosciences


Tourmaline
Composition chimiqueBorosilicate complexe
Système de cristalTrigone
HabitudePrismes trigonaux à faces convexes
Fractureconchoïdale
Dureté7.5
Nature optiqueUniaxial -
Indice de réfraction1.62 - 1.64
Biréfringence0,014-0,021 (jusqu'à 0,039)
DispersionFaible, 0,018
Densité spécifique3.06 (3.01-3.11)
LustreVitreux
PléochroïsmeFaible à fort

Figure (PageIndex{1}) : Tourmaline bicolore
Photo gracieuseté de Lembeck Gems

La tourmaline est un borosilicate extrêmement complexe qui se présente dans plus de 100 couleurs. Il est dur et durable et très bien adapté pour les bijoux. C'est un minéral pyroélectrique, ce qui signifie que lorsqu'il est réchauffé, il attire la poussière et d'autres particules légères. Les Hollandais remarquèrent plus tard cette propriété et appelèrent les cristaux "aschentreckers" et les utilisèrent pour extraire les cendres des pipes à tabac. Il n'a été introduit en Europe qu'au début des années 1700, lorsqu'il a été importé de Ceylan par les Hollandais. Peu de temps après, il a été déclaré pierre des Muses, inspirant et enrichissant les processus créatifs. C'était un talisman pour les artistes, les acteurs et les écrivains. Aujourd'hui, il est largement exploité en Amérique du Sud, en Afrique de l'Est et dans le comté de San Diego, en Californie.

Groupe tourmaline

La tourmaline est un grand groupe composé de borosilicates complexes.

Espèce

Seules 5 espèces de tourmaline ont une réelle importance pour les gemmologues.

  • Elbaïte
    • Elbaite est une espèce riche en lithium du groupe des tourmalines et le nom elbaite est nommé d'après l'île d'Elbe, en Italie.

      La plupart des variétés de pierres précieuses de tourmaline sur le marché appartiennent à cette espèce.

  • Liddicoatite
  • Dravite​​​​​​

Figure (PageIndex{2}) : Tourmaline dravite facettée
Photo gracieuseté de The Gem Trader

  • Chromdravite
  • Schorl
    • Schorl est la variété noire riche en fer du groupe des tourmalines et est utilisée dans les bijoux de deuil.
      Son nom vient de l'ancienne expression minière pour 'faux'.

Parmi les 5 ci-dessus, l'elbaïte est la plus importante. La discrimination entre l'elbaïte et la liddicoatite n'est généralement pas tentée.

Variétés

Il existe de nombreuses variétés, principalement de couleur, de ces espèces.

Variétés de couleurs (les noms s'appliquent à toutes les espèces).

  • Achroïte - tourmaline incolore
  • Rubellite - tourmaline rouge (couleur due au fer et au manganèse)
  • Indicolite - tourmaline bleue (couleur due au fer)
  • Verdelite - tourmaline verte (couleur due au fer et au titane)
  • Siberite - tourmaline rouge-violet
  • Pastèque - un noyau rose avec des bords verts

Figure (PageIndex{3}) : Tranches de tourmaline pastèque
Photo reproduite avec l'aimable autorisation d'Olivier Louy, M.Sc, A.G. (HH)

  • Bicolore - tourmaline bicolore
  • Tri-Color - tourmaline tricolore

Autres variétés.

  • Paraiba - tourmaline elbaïte de couleur néon (couleur due au cuivre et au manganèse)

Diagnostique

Couleur

La tourmaline est présente dans presque toutes les couleurs. Les spécimens bicolores et les « pastèques » sont courants.

Indice de réfraction

L'indice de réfraction de la tourmaline se situe entre 1,610 et 1,698 (généralement entre 1,62 et 1,64) avec une biréfringence jusqu'à 0,039 (généralement 0,019).
mω = 1,631-1,698, nε = 1,610-1,675, le signe optique est négatif.
Les indices de réfraction augmentent avec une teneur en fer plus élevée.

Probablement dû au choc thermique (et/ou au traitement thermique), certaines pierres peuvent présenter 4 (voire 8) valeurs différentes par lecture. Cet effet est nommé « effet Kerez ». Un redécoupage soigneux de la pierre révélera qu'il s'agit d'un phénomène de bord extérieur [Dietrich, 1985].

Polariscope

Certaines tourmalines de couleur sombre ont un "axe fermé" en raison d'une forte absorption sélective dans la direction de l'axe optique et une figure d'interférence peut être difficile (voire impossible) à trouver dans ce cas.
Des pierres de couleur plus claire peuvent être taillées avec l'axe optique perpendiculaire à la table et de bonnes figures d'interférence peuvent y être trouvées.

Certaines tourmalines présentent des figures d'interférence pseudo-biaxiales (dues à des contraintes internes) sur la rotation latérale avec un 2V jusqu'à 25° [Nesse, 2004 ; Dietrich, 1985].

Grossissement

Les tourmalines peuvent être de degré de pureté de type I à type III.
Les inclusions typiques sont :

  • Trichites (petites torsions filiformes)
  • Canaux de liquide aplatis parallèles à l'axe optique.
  • Voiles Liquides
  • Inclusions 2 et 3 phases
  • Tubes creux

Figure (PageIndex{4}) : Tourmaline avec voiles liquides, tubes creux et inclusions de phase
Grossissement 40X
par Barbra Voltaire

Figure (PageIndex{5}) : Tourmaline remplie de cristaux négatifs, orientés dans des directions aléatoires
Grossissement 80X
par Barbra Voltaire

Figure (PageIndex{6}) : Tubes de Croissance en Tourmaline Rose
Grossissement ~75X
par Jamey Swisher

Figure (PageIndex{7}) : Embouts de Tubes de Croissance en Tourmaline Rose
Grossissement ~75X
par Jamey Swisher

Phénomènes

  • Yeux de chat
  • Changement de couleur
Une variété inhabituelle de changement de couleur Elbaite ("Laurellite")

Une variété de tourmaline à changement de couleur a été collectée et décrite par Bruce A. Fry.

Figure (PageIndex{8}) : Tourmaline à changement de couleur
Avec l'aimable autorisation de Bruce Fry

Traitements

Les tourmalines peuvent subir un traitement thermique à environ 700°C pour éclaircir la couleur, il s'agit d'une altération stable.

Un procédé qui semble bien fonctionner pour les rouges saturés profonds du Nigeria consiste à faire monter lentement le four à une vitesse de 125° C par heure à 520° C, en maintenant cette dernière température pendant 2 heures, puis en laissant le four refroidir complètement.
Une pierre nigériane rouge foncé dans la galerie ci-dessous a été traitée thermiquement plusieurs fois à titre expérimental par Roger Dery avec le ramping effectué en dernier (suivant les instructions de Lisa Elser sur la dernière partie).

Figure (PageIndex{9}) : Tourmaline rouge du Nigéria. Traité thermiquement à 360° C pendant 2 heures

Figure (PageIndex{10}) : Traité thermiquement à 410°C pendant 2 heures (même pierre)

Figure (PageIndex{11}) : Montée à 520 °C sur une période de trois heures. Maintien à 520°C pendant deux heures, suivi d'un refroidissement (même pierre)

D'autres traitements sont l'irradiation - par exemple au cobalt 60 - (stable) et le cirage des imperfections de surface. Ce dernier traitement n'est pas stable.
L'irradiation gamma au cobalt-60 donne lieu à des couleurs roses et rose vif dans certaines tourmalines.

Galerie de cristaux de tourmaline de Paraiba, Brésil

Les cristaux suivants ont été collectés par Jason Barrett.
Tous les spécimens proviennent de la mine de Sao Jose da Batalha dans l'État de Paraiba, au Brésil.
Toutes les tourmalines de cette mine ne contenaient pas de cuivre et ces spécimens n'ont pas été testés pour leur teneur en cuivre.

Figure (PageIndex{12}) : Cristal #1
Poids : 88,4 grammes
Dimensions : 5 cm x 4 cm x 3 cm

Figure (PageIndex{13}) : Cristal #1
Poids : 88,4 grammes
Dimensions : 5 cm x 4 cm x 3 cm

Figure (PageIndex{14}) : Cristal #2
Poids : 314,1 grammes
Dimensions : 7 cm x 5,5 cm x 4,5 cm

Figure (PageIndex{15}) : Cristal #2
Poids : 314,1 grammes
Dimensions : 7 cm x 5,5 cm x 4,5 cm

Figure (PageIndex{16}) : Cristal #3
Poids : 268,8 grammes
Dimensions : 10 cm x 6 cm x 4,5 cm

Figure (PageIndex{17}) : Cristal #3
Poids : 268,8 grammes
Dimensions : 10 cm x 6 cm x 4,5 cm

Figure (PageIndex{18}) : Cristal #3
Poids : 268,8 grammes
Dimensions : 10 cm x 6 cm x 4,5 cm

Figure (PageIndex{19}) : Cristal #4
Poids : 81,8 grammes
Dimensions : 7 cm x 4 cm x 3 cm

Figure (PageIndex{20}) : Cristal #4
Poids : 81,8 grammes
Dimensions : 7 cm x 4 cm x 3 cm

Figure (PageIndex{21}) : Cristal #5
Poids : 18,9 grammes
Dimensions : 4,5 cm x 2 cm x 1 cm

Figure (PageIndex{22}) : Cristal #5
Poids : 18,9 grammes
Dimensions : 4,5 cm x 2 cm x 1 cm

Figure (PageIndex{23}) : Cristal #6
Poids : 3,0 grammes
Dimensions : 2 cm x 1,5 cm x 0,5 cm

Figure (PageIndex{24}) : Cristal #6
Poids : 3,0 grammes
Dimensions : 2 cm x 1,5 cm x 0,5 cm

Figure (PageIndex{25}) : Cristal #7
Poids : 24,4 grammes
Dimensions : 3 cm x 3,5 cm x 2,5 cm

Figure (PageIndex{26}) : Cristal #7
Poids : 24,4 grammes
Dimensions : 3 cm x 3,5 cm x 2,5 cm

Figure (PageIndex{27}) : Cristal #8
Poids : 52,9 grammes
Dimensions : 5,5 cm x 3,5 cm x 2,5 cm

Figure (PageIndex{28}) : Cristal #8
Poids : 52,9 grammes
Dimensions : 5,5 cm x 3,5 cm x 2,5 cm

Figure (PageIndex{29}) : Cristal #9
Poids : 54,8 grammes
Dimensions : 7 cm x 4 cm x 1,5 cm

Figure (PageIndex{30}) : Cristal #9
Poids : 54,8 grammes
Dimensions : 7 cm x 4 cm x 1,5 cm

Figure (PageIndex{31}) : Colis de Tourmaline
Avec l'aimable autorisation de Jason Barrett


Le colis ci-dessus a été soumis par Jason Barrett pour une analyse à la microsonde par l'ONU et le groupe de recherche MP2.
Les résultats sont les suivants:
SiO2 : 36,712%
Al2O3 : 42,221%
MnO : 1,56 %
CuO:1.471%
FeO : 0,022%
MgO : 0,000 %
Na2O : 2 365 :
K2O : 0,022%
F:1.182%
Le 1.471 poids. % de CuO est juste dans la gamme pour le vrai matériau Paraiba (Brésil)

Sources

  • Gemmes leurs sources, descriptions et identification 4e édition (1990) - Robert Webster (6e éd.)
  • Le Groupe Tourmaline (1985) - Richard Dietrich ISBN 0442218575
  • Introduction à la minéralogie optique 3e édition (2003), Prof. W.D. Nesse
  • Anomalies de réfraction dans les tourmalines - R. Keith Mitchell, Journal of Gemmology Vol. 10, 194 (1967)
  • Traitement thermique Tourmaline Rouge/Rose
  • Embrarad

16.14 : Tourmaline - Géosciences

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Tourmaline 8 286 articles

Dans cette section, vous trouverez de la Tourmaline directement des mines à des prix de gros. La tourmaline est une merveilleuse pierre précieuse. Il est disponible dans presque toutes les couleurs de l'arc-en-ciel et est l'une des pierres précieuses les plus brillantes et les plus polyvalentes disponibles. La plupart des tourmalines peuvent être trouvées dans de longues pierres à facettes minces en raison de la forme du minéral brut. On le trouve dans la nature sous forme de longs tubes de couleur pure.

Les principales sources de Tourmaline sont le Brésil, Madagascar, la Namibie et le Nigeria. La tourmaline en provenance de Namibie est probablement la plus récente découverte et les couleurs sont très vives et absolument magnifiques. Il y a une tourmaline qui est prisée parmi toutes les autres, et c'est la tourmaline Paraiba. Cette Tourmaline contient du Cuivre comme élément qui lui donne sa couleur. C'est le type de tourmaline le plus rare et sans doute le plus vibrant.

Cette section est divisée en différents types de Tourmaline. Parcourez notre sélection de tourmaline à facettes individuelles dans la catégorie des pierres précieuses de tourmaline. Nous avons également de la Tourmaline taillée en cabochons qui sont des pierres rondes surmontées d'un haut dôme. Si vous avez envie d'essayer et de couper votre propre tourmaline, consultez la catégorie des bruts.

Nos vendeurs vérifiés ont également une sélection de paires de Tourmaline parfaitement assorties, parfaites pour les boucles d'oreilles. Pour quelque chose de vraiment différent, jetez un œil aux incroyables sculptures en tourmaline pure. Pour le collectionneur, il existe une vaste sélection de spécimens de Tourmaline qui montre cette pierre sous sa forme naturelle.


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Tourmaline (#16)

Les roches, par définition, sont constituées de minéraux, de sorte que les minéraux se présentent sous une forme ou une autre pratiquement partout dans le monde. La plupart des spécimens minéraux, bien qu'ils présentent un intérêt potentiel pour les géologues et les minéralogistes, ne sont pas visuellement attrayants - c'est-à-dire qu'ils ont l'air tout à fait ordinaires. Certaines localités, cependant, ont produit une telle abondance de spécimens frappants qu'ils sont essentiellement synonymes de « beaux minéraux ». L'une de ces zones est le Minas Gerais. Minas Gerais (« Mines générales » en portugais) est un État du Brésil et a produit certains des échantillons les plus exquis au monde de tourmaline (rose et verte), de topaze, d'émeraude, d'aigue-marine et d'alexandrite. L'État est également une source d'or, de diamants, d'hématite, de quartz et d'autres minéraux non précieux.

Comme pour le spécimen #5 d'Afghanistan, ces minéraux sont associés aux pegmatites du Minas Gerais. Les pegmatites sont à grains grossiers (c'est-à-dire que les cristaux sont exceptionnellement gros) et associées à des roches granitiques. La plupart de ces pegmatites du Minas Gerais se sont développées dans des ceintures montagneuses qui se sont formées à partir d'une orogenèse (c'est-à-dire un événement de formation de montagne compressif dû à l'activité tectonique des plaques) il y a 700 à 450 millions d'années. Par la suite, il y a environ 125 à 90 millions d'années, la région a connu un soulèvement associé à l'ouverture de l'océan Atlantique Sud. Ces événements géologiques se sont combinés pour générer les pegmatites dans les montagnes puis les exposer par l'érosion. (Au cas où vous n'auriez pas regardé le spécimen n°5, les pegmatites se forment dans les dernières étapes de la cristallisation magmatique, lorsque la concentration de substances volatiles (principalement de l'eau) et d'éléments qui n'entrent pas facilement dans les structures cristallines des minéraux communs, est haute.)


Compositions chimiques et isotopiques du bore de la tourmaline du district minier polymétallique Sn de Dachang en Chine du Sud : contraintes sur l'origine et l'évolution des fluides hydrothermaux

Le district de minerai polymétallique de Dachang Sn dans le sud de la Chine est le deuxième plus grand district d'étain au monde avec une réserve d'étain de plus d'un million de tonnes. Le skarn de Zn-Cu et les minerais stratiformes, massifs et filoniens de Sn-Pb-Zn sont tous présents dans ce district. Cela a conduit à un débat quant à savoir si les gisements de Sn ont été formés par un remplacement magmatique-hydrothermal du Crétacé ou une sédimentation exhalative-hydrothermale sous-marine du Dévonien. Ici, nous présentons une étude systématique des compositions isotopiques majeurs, des éléments traces et du bore de différents types de tourmaline dans le district minéralisé de Dachang. La tourmaline disséminée dans le granite de Longxianggai et les veines de pegmatite appartient à la série des schorl et a des teneurs élevées en Li, Zn et Ga. La valeur δ 11 B du magma primaire du granite de Longxianggai est estimée à environ −13‰, proche de la valeur moyenne globale δ 11 B (−11‰) pour les granites de type S. La tourmaline des veines de quartz-tourmaline dans le granite de Longxianggai a une composition chimique similaire à celle de la tourmaline magmatique et probablement formée à partir de fluides hydrothermaux exsolvés de la fonte granitique évoluée. La valeur δ 11 B des fluides hydrothermaux initiaux est également calculée comme étant d'environ -13‰. Les tourmalines du skarn et des minerais sulfurés du gisement Lamo ont des rapports Mg/(Mg+Fe) et Na/(Na+Ca) plus élevés et des teneurs plus élevées en Be, Ge, Sr et Sn que la tourmaline magmatique. Ces modèles reflètent probablement l'apport d'éléments dérivés du calcaire hôte du Dévonien. Les valeurs δ 11 B des fluides hydrothermaux sont estimées entre −13 et −10‰, suggérant des fluides magmatiques-hydrothermaux évolués liés au granite de Longxianggai. Les tourmalines des minerais stratiformes et filoniens du gisement Changpo-Tongkeng sont extrêmement riches en magnésium et appartiennent principalement à la série des dravites. Ils ont des teneurs élevées en Sc, V, Cr, Sr et Sn et présentent des anomalies positives en Eu. Les valeurs de δ 11 B de ces fluides riches en B et Sn sont estimées entre -15 et -10‰, suggérant que les fluides ont également une origine magmatique-hydrothermale. Ces fluides sont très probablement dérivés de la même source de magma granitique, mais peuvent avoir interagi avec les roches volcaniques du Dévonien.

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