Notions de minéralogie La Fièvre d’Urbicande. Schuiten et Peeters (1985).

Le plus remarquable est que le cube initial grandit en même temps que d’autres éléments viennent le constituer. Il ne devrait pas être trop difficile de calculer l’évolution du phénomène. A première vue sa croissance me paraît stupéfiante.

Apprendre à reconnaître les systèmes cristallins Le système cubique Le système hexagonal Le système quadratique Le système rhomboédrique (hémiédrie de l’hexagonal) Le système orthorhombique Le système monoclinique Le système triclinique

Apprendre à reconnaître les bruts Les systèmes de symétrie : Le centre de symétrie : C Les plans de symétrie : P (ou « m ») Les axes de symétrie : A Le plan de symétrie est perpendiculaire à l’axe de symétrie associé Plan = miroir Quand il n’y a pas de centre de symétrie, il n’y a pas de plans de symétrie.

Le système cubique : 3A4/4P 4A3 6A2/6P C

Le système hexagonal : A6/P 6A2/6P C

Le système quadratique : A4/P 4A2/4P C

Pas de plan de symétrie associé à l’axe 3 Le système rhomboédrique : A3 3A2/3P C = hémiédrie du système hexagonal A3 A3 A2 A2 A2 Pas de plan de symétrie associé à l’axe 3

Le système orthorhombique : 3A2/3P C

Le système monoclinique : A2/P C

Le système triclinique : C

Les troncatures et habitus Les primitifs des 7 systèmes cristallins sont des formes simples. Il existe d’autres formes, plus ou moins courantes, suivant les espèces. Lorsqu’une forme domine en terme de surface, les formes mineurs présentent sont appelées troncatures. La dénomination des troncatures se fait suivant les indices de Miller, tout comme pour les faces. L’habitus : ensemble des faces que l’on trouve sur un cristal ainsi que leurs proportions relatives.

Holoédrie… mais aussi hémiédrie Hémiédrie sens large (=mériédrie) : quand le cristal ne possède pas tous les éléments de symétrie du réseau. Ex : le système rhomboédrique est une hémiédrie de système hexagonal : A6/P 6A2/6P C  A3 3A2/3P C Savoir : qu’un minéral n’a pas forcément tous les axes, plans et centre de symétrie du système auquel il appartient. Ex : il peut manquer les plans de symétrie associés aux axes. Quelques trucs : Si vous identifiez : 2 ou 3 axes A4  le minéral appartient au système cubique Plusieurs A3  le minéral appartient au système cubique 1 SEUL A3  le minéral appartient au système rhomboédrique 1 SEUL A4  le minéral appartient au système quadratique 1 SEUL A2  le minéral appartient au système monoclinique 1 axe A6  le minéral appartient au système hexagonal

Exemple du système cubique Fluorite Pyrite Leucite

Exemple du système cubique Le spinelle

Exemple du système cubique La famille des grenats

Exemple du système cubique Diamant

Exemple du système hexagonal La famille des Béryls Morganite Héliodore Émeraude Aigue-marine

Exemple du système hexagonal Apatite Jéréméjévite AlBO3 Vanadinite

Exemple du système hexagonal Bénitoïte : ex. de mériédrie

Exemple du système quadratique Zircon Anatase Vésuvianite Apophyllite

Exemple du système quadratique Rutile Scapolite Scheelite Cassitérite

Exemple du système rhomboédrique Le quartz Améthyste Citrine Prasiolite Amétrine Quartz « cristal de roche »

Exemple du système rhomboédrique Les corindons Rubis Saphirs

Exemple du système rhomboédrique Les corindons Padparadscha

Exemple du système rhomboédrique Calcite

Exemple de gemmes du système rhomboédrique Rhodocrosite MnCo3 Dioptase Tourmaline

Exemple du système orthorhombique Olivine Aragonite Interpénétration de 3 individus Topaze

Exemple du système orthorhombique Chrysobéryl Tanzanite   Alexandrite

Exemple du système orthorhombique Andalousite Sillimanite Cordiérite

Exemples du système monoclinique Les orthoclases Azurite Orthose… … à albite Pierre de lune Amazonite Diopside (Cpx) Malachite

Exemples du système monoclinique Sphène (Titanite) Euclase

Exemples du système monoclinique Spodumène : Kunzite Gypse Jadéite : pyroxène servant de jade

Exemples du système triclinique Disthène Axinite Rhodonite

Exemples du système triclinique Plagioclases Pierre de soleil Labradorite

Et les matériaux amorphes Jais Ambre Moldavite Obsidienne

Les matériaux amorphes Les opales

I-1. Les propriétés optiques

Les propriétés optiques I-1-1. La réflexion et la réfraction Quelques définitions La réfraction est caractérisée par l’indice de réfraction. C’est la vitesse de la lumière dans le vide par rapport à la vitesse de la lumière dans le matériau. n = c/V(matériau) (c = 300000km/sec) L’indice de réfraction est fonction de la longueur d’onde. La dispersion est la variation de l’indice de réfraction en fonction de la longueur d’onde. La dispersion donne le feu des pierres précieuses. Plus la dispersion est grande, plus les couleurs rouge et bleu sont séparées. Ex de pierres à grande dispersion : rutile synthétique, sphène, diamant, démantoïde...

Les propriétés optiques I-1-1. La réflexion et la réfraction Loi de Descartes n1 sin(i1) = n2 sin(i2) où n est l’indice de réfraction du milieu Quand on passe d’un milieu moins dense à un milieu plus dense (d’un point de vue optique), le rayon se rapproche de la normale. Quand on passe d’un milieu plus dense à un milieu moins dense, il s’en éloigne. Quand on passe d’un milieu plus dense à un milieu moins dense, on peut observer une réflexion totale lorsque l’angle d’incidence dépasse l’angle de réfraction limite n1 = 1 n2 = 1,5 On caractérise un minéral par son (ou ses) indice(s) de réfraction.  Plus l’indice de réfraction est grand, plus il y a de rayons réfléchis, et donc plus le minéral semble brillant. Ex : diamant IR = 2,417

Les propriétés optiques I-1-2. La réfraction et la polarisation Cas d’un minéral isotrope (cad amorphe ou cubique) Lumière non polarisée Lumière non polarisée MONOREFRINGENCE Cas d’un minéral anisotrope (cas des 6 autres systèmes cristallins) Lumière non polarisée BIREFRINGENCE Lumière polarisée Double réfraction

Les propriétés optiques I-1-3. La monoréfringence Dans un minéral isotrope, la vitesse de la lumière est la même dans toutes les directions. L’indice de réfraction est donc le même dans toutes les directions de l’espace. Représentation graphique de l’indice de réfraction dans le minéral cubique ou amorphe : une sphère. Cas d’un minéral isotrope (cad amorphe ou cubique) Lumière non polarisée Lumière non polarisée MONOREFRINGENCE

Les propriétés optiques I-1-3. La monoréfringence Dans un minéral isotrope, la vitesse de la lumière est la même dans toutes les directions. L’indice de réfraction est donc le même dans toutes les directions de l’espace. Représentation graphique de l’indice de réfraction dans le minéral cubique ou amorphe : une sphère. n Indicatrice des indices d’un minéral isotrope

Les propriétés optiques I-1-4. La double réfringence : biréfringence La vitesse du rayon lumineux n’est pas la même dans toutes les directions à l’intérieur du minéral. Le rayon lumineux est divisé en deux rayons réfractés qui vibrent à angle droit l’un par rapport à l’autre. L’indicatrice des indices des corps anisotropes est un ellipsoïde, non plus une sphère. Cas d’un minéral anisotrope (cas des 6 autres systèmes cristallins) Lumière non polarisée BIREFRINGENCE Lumière polarisée Double réfraction

Les propriétés optiques I-1-4. La double réfringence = biréfringence : 2 CAS 1- Les minéraux uniaxes L’ellipsoïde a pour section équatoriale un cercle, il y a donc 2 indices de réfraction différents délimitant l’ellipsoïde. C’est le cas des systèmes quadratique, hexagonal et rhomboédrique.  Ce sont les minéraux UNIAXES np ng Indicatrice des indices de réfraction des minéraux uniaxes ng : le plus grand indice np : le plus petit indice

I-2. Les propriétés physiques

I-2. Les propriétés physiques des gemmes I-2.1. La dureté : C’est la résistance à l’abrasion Importante, elle détermine la durabilité de la gemme (résistance à l’usure des particules de quartz présentes dans l’atmosphère et dans la poussière) Echelle de dureté = échelle de Mohs 1 : Talc 2 : Gypse 3 : Calcite 4 : Fluorite 5 : Apatite 6 : Feldspath (orthose) 7 : Quartz 8 : Topaze 9 : Corindon 10 : Diamant Non linéaire Dureté mesurée par indentation

… dans quelques pierres gemmes II- Les inclusions … dans quelques pierres gemmes

II-2. Les principales inclusions des corindons. Les corindons d’origine magmatiques. Feldspath Zircon Spinelles Rutile (inclus à 120°) Pyrrhotite Fe(1-x)S (x = 0-0.17) Yttriopyrochlore (Y, Na, Ca, U)1-2 (Nb, Ta, Ti)2 (O, OH)7 Columbite (Fe, Mn, Ti, Mg) (Nb, Ta)2 O6 Inclusions fluides Et les givres de guérison (« fingerprint ») Saphir de Pailin, Cambodge

II-2. Les principales inclusions des corindons. Les corindons d’origine métamorphique. Rutile (inclus à 120°) Apatite Dolomite Calcite Sphalérite Pyrite Spinelle Biotite Sphène Bohémite (inclus à 90°) Inclusions fluides Et les givres de guérison Saphir du Sri Lanka : inclusion triphasée

II-2. Les principales inclusions des corindons. Les inclusions fluides http://www.ruby-sapphire.com/

II-2. Les principales inclusions des corindons. Les givres de guérison (« fingerprint ») http://www.ruby-sapphire.com/ Liquide et/ou solide

II-2. Les principales inclusions des corindons. Les givres de guérison (« fingerprint ») Saphir de Sri Lanka, givres de guérison type ailes de papillon (non traitée)

II-3. Les principales inclusions des béryls. Albite Apatite Micas Tourmaline Quartz Pyrite Calcite Dolomite Chromite Trémolite Columbite Monazite Grains de chromite Cristaux de dolomite

II-3. Les principales inclusions des béryls. Les inclusions fluides

II-3. Les principales inclusions des béryls. Tubes de croissance Vides ou remplis

III- Les traitements

III- Les traitements III-1. Les traitements thermiques. Traitement des corindons à haute température : améliore la couleur (par exemple, pour des saphirs verts, ils deviennent bleus), mais aussi la clarté par dissolution des aiguilles de rutile. Avant traitement Après traitement

Après traitement et taille III- Les traitements III-1. Les traitements thermiques. Traitement des corindons à haute température : améliore la couleur (par exemple, pour des saphirs verts, ils deviennent bleus), mais aussi la clarté par dissolution des aiguilles de rutile. Avant traitement Après traitement et taille

Les traitements III-2. Les traitements par diffusion Traitement par « diffusion » simple : Avant Après Après + taille

PAR COLORATION, IMPREGNATION III-5. Les traitements PAR COLORATION, IMPREGNATION

III- Les traitements III-5. Par coloration, imprégnation. Imprégnation : les matériaux à structures poreuses peuvent être remplis avec des résines, cires, polymères pour en améliorer la durabilité, le lustre, la transparence ou la couleur. Imprégnation et coloration : on introduit une substance colorée dans une gemme qui a elle aussi une structure poreuse (agate, turquoise) ou des fractures altérant la surface (quartz, corindons), pour en modifier la couleur apparente. Corindon incolore dont les fractures ont été remplies afin de simuler un rubis.

III- Les traitements III-5. Par coloration, imprégnation. Émeraude Après huilage Avant huilage

Pourquoi les traitements sont-ils importants ???? Pour ça :