Tourmaline

Le mot tourmaline désigne 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,Fe^2+,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.

Général
Tourmaline Catégorie IX : silicates[1]
Tourmaline du Brésil
Classe de Strunz	9.CK.05 9 Unclassified Strunz SILICATES (Germanates) 9.C Cyclosilicates 9.CK [Si6O18]12- 6-membered single rings, with insular complex anions 9.CK.05 Chromdravite NaMg3(Cr,Fe+++)6(BO3)3Si6O18(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Dravite NaMg3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Buergerite NaFe+++3Al6(BO3)3Si6O21F Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Elbaite Na(Li,Al)3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Olenite NaAl3Al6(BO3)3(Si6O18)(O,OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Povondraite (Na,K)(Fe+++,Fe++)3(Fe,Mg,Al)6(BO3)3Si6O18(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Schorl NaFe++3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Vanadiumdravite NaMg3V6(Si6O18)(BO3)3(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Schorl-(F) NaFe++3Al6Si6O18)(BO3)3(OH)3(F,OH) Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Foitite [ ]Na<0.5(Fe++,Al)3Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Rossmanite [ ]LiAl2Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Magnesiofoitite [ ](Mg2Al)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Feruvite (Ca,Na)(Fe,Mg,Ti)3(Al,Mg,Fe)6(BO3)3Si6O18(OH)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Liddicoatite Ca(Li,Al)3Al6(BO3)3Si6O18(O,OH,F)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Uvite (Ca,Na)(Mg,Fe++)3Al5Mg(BO3)3Si6O18(OH,F)4 Space Group R 3m Point Group 3m 9.CK.05 Hydroxyuvite CaMg3(Al5Mg)(Si6O18)(BO3)3(OH)3(OH) Space Group R 3m Point Group 3m
Classe de Dana	61.03.. Cyclosilicates 61. Anneaux à six membres (61.03a, 61.03b, 61.03c, 61.03d, 61.03e)
Formule chimique	XG₃Z₆(BO₃)₃T₆O₁₈(OH,O)₃(OH,F,O) X = (Ca,Na,K,[]), G = (Mg,Li,Al,Mn,Fe^2+,3+,V,Cr,Ti,Cu,[]), Z = (Al,Mg,Cr,V,Fe³⁺,Ti), T = (Si,Al,B,Be)
Identification
Couleur	variées
Classe cristalline et groupe d'espace	ditrigonale pyramidale, R3m
Système cristallin	trigonal
Réseau de Bravais	Rhomboédrique
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
Pléochroïsme	Modéré à fort
Biréfringence	uniaxial (-)
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.

Inventeur et étymologie

Son nom vient de Thuramali (තුරමලි) ou Thoramalli (තෝරමල්ලි) en cingalais.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

Les 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

Les 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).

Schorl, variété de tourmaline noire.

Groupe de la tourmaline
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
Povondraite	(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

Structure du schorl[3], projetée sur le plan (a, b). Rouge : Fe, jaune : Si, gris : Al, cyan : Na, bleu : O, vert : B.

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

La 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

Carte des principaux pays producteurs de tourmalines dans le monde

Tourmaline taillée.

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

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 N^o 4380 ; (en) Suzanne Fortier et G. Donnay, « Schorl refinement showing composition dependence of the tourmaline structure », The Canadian Mineralogist, vol. 13, n^o 2,‎ 1975, p. 173-177
(en) « What are Tourmaline Hair Styling Tools? », sur wiseGEEK (consulté le 23 mai 2011)

Voir aussi

Liens externes

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[1] La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.

[2] Gustav Tschermak von Seysenegg, Lehrbuch der Mineralogie, Vienne, 1883, p. 472

[3] ICSD N^o 4380 ; (en) Suzanne Fortier et G. Donnay, « Schorl refinement showing composition dependence of the tourmaline structure », The Canadian Mineralogist, vol. 13, n^o 2,‎ 1975, p. 173-177

[4] (en) « What are Tourmaline Hair Styling Tools? », sur wiseGEEK (consulté le 23 mai 2011)