Anorthite : le guide de référence
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L’anorthite est une espèce minérale du groupe des feldspaths et représente le pôle riche en calcium de la série des plagioclases. Sa formule chimique idéale est CaAl₂Si₂O₈. Elle constitue ainsi l’extrémité opposée de l’albite, NaAlSi₃O₈, dans une série où la proportion de calcium augmente progressivement à mesure que celle du sodium diminue.
Généralement blanche, incolore ou grisâtre, l’anorthite possède une apparence relativement discrète. Son intérêt est surtout minéralogique et géologique : sa présence est caractéristique de certains environnements riches en calcium et elle se rencontre notamment dans des roches magmatiques mafiques, certaines roches métamorphiques de haute température et des roches volcaniques.
L’anorthite est également connue au-delà de la Terre. Des feldspaths très riches en anorthite sont abondants dans les roches des hauts plateaux lunaires, ce qui fait de ce minéral un constituant important de certaines roches extraterrestres. Sur Terre, l’anorthite pure demeure toutefois beaucoup moins commune que les plagioclases de composition intermédiaire comme la labradorite.
L’anorthite en bref
| Propriété | Donnée |
|---|---|
| Nom | Anorthite |
| Groupe minéral | Feldspaths |
| Série | Plagioclases |
| Formule chimique idéale | CaAl₂Si₂O₈ |
| Classe minérale | Tectosilicates |
| Système cristallin | Triclinique |
| Couleur | Incolore, blanche, grisâtre, parfois rougeâtre |
| Dureté | 6 à 6,5 sur l’échelle de Mohs |
| Densité | Environ 2,74 à 2,76 |
| Indices de réfraction | Environ 1,573 à 1,590 |
| Biréfringence maximale | Environ 0,012 à 0,013 |
| Caractère optique | Biaxe négatif |
| Éclat | Vitreux |
| Transparence | Transparente à translucide |
| Trait | Blanc |
| Clivage | Parfait selon une direction, moins marqué selon une seconde |
| Ténacité | Fragile |
| Macles | Fréquentes, notamment selon la loi de l’albite |
| Pôle opposé dans la série | Albite |
| Environnements typiques | Roches mafiques, roches volcaniques et certaines roches métamorphiques |
| Présence au Québec | Oui |
L’anorthite est une espèce minérale reconnue et correspond au pôle calcique de la série albite-anorthite. Les cristaux naturels peuvent contenir une certaine proportion de sodium, mais le terme anorthite désigne les compositions situées tout près de l’extrémité riche en calcium de la série.
Qu’est-ce que l’anorthite?
L’anorthite est un feldspath calcique appartenant à la série des plagioclases. Sa formule idéale, CaAl₂Si₂O₈, indique qu’elle est composée principalement de calcium, d’aluminium, de silicium et d’oxygène.
Elle constitue l’un des deux pôles fondamentaux de la série des plagioclases. À l’autre extrémité se trouve l’albite, NaAlSi₃O₈, riche en sodium. Entre ces deux pôles se trouvent traditionnellement l’oligoclase, l’andésine, la labradorite et la bytownite.
La composition des plagioclases est couramment exprimée par les abréviations Ab et An. Ab représente le pourcentage du composant albite et An celui du composant anorthite. Une composition An100 correspond théoriquement à l’anorthite pure.
Dans la nature, les plagioclases forment généralement une solution solide. Un cristal identifié comme anorthite peut donc contenir une faible proportion du composant albite plutôt que posséder exactement la formule CaAl₂Si₂O₈.
L’anorthite a été nommée en 1823 par le minéralogiste allemand Gustav Rose. Son nom dérive du grec et fait référence à la géométrie oblique de ses cristaux, conséquence de son système cristallin triclinique.
Sa localité type se trouve au mont Somma, dans le complexe volcanique Somma-Vésuve, en Italie.
Pourquoi l’anorthite peut-elle avoir différentes couleurs?
L’anorthite pure est normalement incolore ou blanche. Contrairement à plusieurs pierres gemmes fortement colorées, sa composition idéale ne contient pas d’élément produisant naturellement une coloration intense dans le domaine visible.
Les spécimens naturels peuvent néanmoins paraître grisâtres, rougeâtres ou présenter différentes nuances discrètes. Ces variations proviennent principalement des impuretés, des inclusions microscopiques, de l’altération et des défauts présents dans le cristal.
La couleur possède donc très peu de valeur diagnostique pour identifier l’anorthite. Une anorthite blanche peut ressembler à de nombreux autres feldspaths et même à plusieurs minéraux appartenant à des groupes complètement différents.
Anorthite blanche ou incolore
Le blanc et l’incolore correspondent aux apparences les plus caractéristiques de l’anorthite. Les cristaux suffisamment purs peuvent être transparents, tandis que les spécimens contenant davantage d’imperfections deviennent translucides ou blanchâtres.
Dans les roches, les grains peuvent présenter une apparence beaucoup moins spectaculaire. Ils sont souvent intégrés à une matrice et leur identification exacte demande alors une observation au microscope ou une analyse chimique.
Anorthite grise ou rougeâtre
Des teintes grises ou légèrement rougeâtres sont également documentées. Elles ne constituent toutefois pas des variétés minéralogiques particulières.
Des inclusions, des produits d’altération ou de très faibles concentrations d’éléments étrangers peuvent modifier l’apparence d’un cristal sans changer son identité fondamentale.
Pour cette raison, une couleur inhabituelle ne permet jamais à elle seule de confirmer qu’un feldspath est de l’anorthite.
Composition chimique et structure cristalline
La formule idéale de l’anorthite est CaAl₂Si₂O₈. Sa structure appartient à celle des tectosilicates, dans lesquels les tétraèdres contenant du silicium et de l’aluminium sont reliés entre eux pour former un réseau tridimensionnel.
Le calcium occupe des espaces plus importants dans cette structure et contribue à équilibrer les charges électriques produites par la substitution d’aluminium au silicium.
L’anorthite appartient au système cristallin triclinique. Ses cristaux ne possèdent donc pas trois axes perpendiculaires comme ceux d’un système cubique ou orthorhombique.
La relation entre l’anorthite et l’albite constitue l’un des exemples classiques de solution solide en minéralogie. Lorsque du sodium remplace progressivement le calcium, la structure doit également modifier sa proportion relative d’aluminium et de silicium afin de conserver son équilibre électrique.
La substitution peut être résumée de façon simplifiée par les deux composants :
Albite : NaAlSi₃O₈
Anorthite : CaAl₂Si₂O₈
Entre ces deux compositions se développe toute la série des plagioclases.
Différents états structuraux de l’anorthite peuvent également exister selon la température. Les feldspaths enregistrent ainsi une partie de leur histoire thermique dans l’organisation de leur structure cristalline.
Propriétés physiques et optiques
L’anorthite possède une dureté comprise entre 6 et 6,5 sur l’échelle de Mohs. Cette valeur est caractéristique des feldspaths : elle est supérieure à celle de la calcite ou de la fluorite, mais demeure inférieure à la dureté 7 du quartz.
Sa densité est généralement comprise entre environ 2,74 et 2,76. Elle est donc sensiblement plus élevée que celle de l’albite, située autour de 2,6. Cette augmentation de densité accompagne l’enrichissement en calcium le long de la série des plagioclases.
L’anorthite possède un éclat vitreux et peut être transparente à translucide. Son trait est blanc.
Son clivage est parfait selon {001}, moins marqué selon {010} et imparfait selon {110}. Comme les autres feldspaths, elle demeure fragile et peut se séparer relativement facilement suivant ses plans de clivage sous l’effet d’un choc.
Ses indices de réfraction se situent approximativement entre 1,573 et 1,590. Sa biréfringence maximale atteint environ 0,012 à 0,013 et son caractère optique est biaxe négatif.
Les macles sont fréquentes. L’anorthite peut notamment présenter des macles polysynthétiques selon la loi de l’albite ainsi que des macles suivant les lois de la péricline, de Carlsbad, de Manebach et de Baveno.
Comment se forme l’anorthite?
L’anorthite se forme principalement dans des environnements où les conditions chimiques favorisent des plagioclases particulièrement riches en calcium. Elle est notamment associée à certaines roches magmatiques mafiques et volcaniques, ainsi qu’à des roches ayant subi un métamorphisme à température élevée.
L’anorthite proche de sa composition idéale est beaucoup moins commune que les plagioclases de composition intermédiaire. Dans de nombreuses roches mafiques, le feldspath présent est plutôt une labradorite ou une bytownite riche en composant anorthite.
Formation dans les magmas mafiques
Les magmas mafiques sont relativement riches en calcium, en magnésium et en fer et plus pauvres en silice que les magmas granitiques.
Lorsque ces magmas commencent à refroidir, des plagioclases riches en calcium peuvent cristalliser relativement tôt. Leur composition peut se situer dans le domaine de la bytownite ou, dans certaines conditions, atteindre celui de l’anorthite.
Cette relation constitue l’un des principes classiques de la cristallisation magmatique. À mesure que le système évolue, les nouveaux plagioclases deviennent généralement plus riches en sodium.
Un cristal peut ainsi présenter un zonage dans lequel son cœur est plus riche en composant anorthite que sa bordure.
Formation dans les roches volcaniques
L’anorthite est également connue dans certaines roches volcaniques riches en calcium. Sa localité type du mont Somma, dans la région du Vésuve en Italie, constitue l’un des exemples classiques.
Les cristaux peuvent se former directement dans le magma ou dans des fragments de roches transformés par la chaleur et les fluides associés au système volcanique.
Dans certaines cavités ou enclaves, l’anorthite peut développer des cristaux suffisamment bien formés pour devenir intéressante comme spécimen minéralogique.
Formation métamorphique
L’anorthite peut également apparaître dans des roches métamorphiques formées à haute température.
Elle est notamment documentée dans certaines roches du faciès granulite ainsi que dans des roches carbonatées métamorphisées. Les réactions entre minéraux riches en calcium, en aluminium et en silice peuvent alors permettre la formation de plagioclases très calciques.
Elle peut être associée à des minéraux comme le pyroxène, l’olivine ou le corindon selon le contexte géologique.
Où trouve-t-on l’anorthite dans le monde?
L’anorthite est distribuée dans de nombreuses régions du monde, mais les cristaux proches de la composition idéale sont nettement moins communs que les plagioclases intermédiaires.
Plusieurs localités classiques sont associées à des terrains volcaniques, mafiques ou métamorphiques riches en calcium.
Italie
L’Italie possède une importance historique majeure pour l’anorthite puisque sa localité type se situe au mont Somma, dans la région volcanique du Vésuve, en Campanie.
Des occurrences classiques sont également connues au mont Monzoni, dans les Dolomites, ainsi qu’aux îles Cyclopes en Sicile.
Les environnements volcaniques italiens ont produit de nombreux minéraux formés dans des conditions de haute température, ce qui explique l’importance historique de cette région pour l’étude de l’anorthite.
Japon
Plusieurs occurrences d’anorthite sont documentées au Japon, notamment sur l’île de Miyake-jima, dans la préfecture de Tokyo, ainsi que dans différentes régions volcaniques de l’archipel.
Des occurrences sont également connues dans les préfectures de Tochigi, de Yamagata et à Hokkaido.
Cette distribution correspond au contexte volcanique actif du Japon, où les plagioclases riches en calcium constituent des composants fréquents de certaines roches magmatiques.
Scandinavie
Des occurrences historiques sont connues en Suède et en Finlande.
L’anorthite est notamment documentée à Tunaberg, en Suède, ainsi que près de Lohja en Finlande. Dans ces environnements, elle peut être associée à des roches métamorphiques ou magmatiques riches en calcium.
Amérique du Nord
Aux États-Unis, l’anorthite est notamment documentée sur l’île Great Sitkin dans les Aléoutiennes, en Alaska, ainsi qu’en Californie.
Au Canada, elle est connue dans plusieurs régions possédant des complexes mafiques, anorthositiques ou métamorphiques. Des occurrences sont notamment documentées au Labrador et au Québec.
L’anorthite au Québec
L’anorthite est bien documentée au Québec. Les occurrences répertoriées comprennent notamment le réservoir Cabonga en Abitibi-Témiscamingue, la structure d’impact de Manicouagan sur la Côte-Nord, la mine Parker dans les Laurentides, le secteur de Sainte-Agathe-des-Monts, le mont Saint-Hilaire, le mont Rougemont et certaines localités du Saguenay–Lac-Saint-Jean.
Le contexte géologique du Saguenay–Lac-Saint-Jean est particulièrement intéressant. La Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean comprend d’immenses volumes d’anorthosite et de roches associées dominées par les plagioclases.
Il faut toutefois distinguer deux termes qui se ressemblent : l’anorthite est un minéral, tandis que l’anorthosite est une roche composée à plus de 90 % de plagioclase dans ses formes typiques. Une anorthosite n’est donc pas nécessairement constituée d’anorthite pure.
Dans la Suite anorthositique de Lac-Saint-Jean, Géologie Québec décrit notamment des anorthosites contenant principalement de la labradorite. Certains plagioclases de l’unité à plagioclase mauve présentent cependant une composition variant de la labradorite jusqu’à l’anorthite.
Cela montre bien la nature continue de la série des plagioclases : au sein d’un même vaste complexe géologique, leur composition peut varier considérablement en fonction de l’histoire de cristallisation du magma.
Des occurrences précises d’anorthite sont également répertoriées à la mine Parker, à Notre-Dame-du-Laus, ainsi qu’au mont Rougemont et à la carrière Poudrette du mont Saint-Hilaire.
L’anorthite fait donc réellement partie de la minéralogie québécoise, même si les cristaux isolés spectaculaires sont beaucoup moins courants que les roches contenant des plagioclases riches en composant anorthite.
À quoi ressemble une anorthite naturelle?
Une anorthite naturelle est généralement incolore, blanche ou grisâtre. Certains spécimens peuvent également présenter une nuance rougeâtre.
Les cristaux bien développés sont habituellement courts et prismatiques, mais l’anorthite peut également se présenter sous forme lamellaire, grenue ou massive. Les cristaux parfaitement individualisés ne représentent qu’une partie des occurrences naturelles.
Son éclat est vitreux sur les surfaces fraîches. Les plans de clivage peuvent produire des surfaces relativement planes qui réfléchissent la lumière différemment des fractures irrégulières.
Dans une roche magmatique, l’anorthite peut être pratiquement impossible à reconnaître à l’œil nu. Un plagioclase blanc ou gris riche en calcium ressemble énormément à une albite, une oligoclase, une andésine ou une labradorite pâle.
Les macles peuvent produire de fines stries parallèles visibles sur certaines surfaces. Elles indiquent fortement qu’il s’agit d’un plagioclase, mais elles ne prouvent pas que sa composition correspond précisément à l’anorthite.
Une véritable détermination nécessite donc généralement davantage que l’apparence du spécimen.
Comment identifier une anorthite?
L’identification précise de l’anorthite est difficile à l’œil nu. Le principal problème vient du fait que les différents plagioclases possèdent des propriétés physiques extrêmement similaires et passent progressivement d’une composition à l’autre.
Un cristal blanc présentant une dureté d’environ 6 et des stries de macles peut être clairement reconnu comme un feldspath plagioclase sans qu’il soit possible de déterminer immédiatement s’il s’agit d’albite, d’oligoclase, d’andésine, de labradorite, de bytownite ou d’anorthite.
Dureté
L’anorthite possède une dureté de 6 à 6,5 sur l’échelle de Mohs.
Elle est donc plus dure que la calcite, la fluorite et l’apatite, mais moins dure que le quartz.
Cette propriété aide à reconnaître un feldspath, mais ne permet pratiquement pas de distinguer les différents plagioclases puisque leur dureté se situe dans une plage semblable.
Clivage
L’anorthite possède deux directions de clivage particulièrement importantes. Le clivage selon {001} est parfait et celui selon {010} est moins prononcé.
Ces plans expliquent l’apparence relativement anguleuse des fragments de feldspath cassés.
Le clivage constitue cependant, lui aussi, un caractère de famille plutôt qu’une preuve permettant d’identifier spécifiquement l’anorthite.
Macles polysynthétiques
Comme les autres plagioclases, l’anorthite peut présenter des macles polysynthétiques selon la loi de l’albite.
Sur certaines surfaces, ces macles prennent l’apparence de nombreuses stries parallèles extrêmement fines. Au microscope polarisant, elles deviennent beaucoup plus faciles à reconnaître grâce à l’alternance de bandes présentant des extinctions différentes.
Ces macles permettent notamment de distinguer efficacement de nombreux plagioclases des feldspaths potassiques.
Indice de réfraction et densité
L’anorthite possède des indices de réfraction plus élevés que ceux des plagioclases riches en sodium.
Ses indices se situent approximativement entre 1,573 et 1,590, alors que ceux de l’albite se trouvent beaucoup plus bas, autour de 1,53 à 1,54.
Sa densité est également plus élevée. Une anorthite proche de la composition idéale atteint environ 2,74 à 2,76, comparativement à environ 2,6 pour l’albite.
Ces variations progressives peuvent aider à estimer la composition d’un plagioclase.
Analyse chimique
Pour confirmer qu’un cristal correspond réellement à l’anorthite, l’analyse chimique demeure l’une des méthodes les plus fiables.
Une microsonde électronique peut mesurer les concentrations de calcium, de sodium, d’aluminium et de silicium et permettre de calculer directement les proportions des composants albite et anorthite.
Cette précision est particulièrement importante près des limites entre anorthite et bytownite, où deux cristaux visuellement identiques peuvent recevoir des noms différents uniquement en raison de leur composition.
La diffraction des rayons X et l’étude pétrographique peuvent également apporter des informations complémentaires sur la structure du feldspath.
Anorthite naturelle, synthétique et traitements
L’anorthite rencontrée dans les roches et dans les collections minéralogiques est presque toujours naturelle. Comme elle n’est pas une pierre gemme commerciale importante, il existe très peu d’intérêt économique à produire de l’anorthite synthétique destinée à imiter des cristaux naturels.
L’anorthite synthétique possède toutefois une grande importance scientifique. Elle peut être produite en laboratoire afin d’étudier les feldspaths à différentes températures et pressions, leur stabilité structurale, leur comportement thermodynamique et les mécanismes de cristallisation des plagioclases.
Ces expériences sont particulièrement utiles en pétrologie expérimentale puisqu’elles permettent de mieux comprendre la formation des roches magmatiques.
L’anorthite naturelle ne fait pas non plus l’objet de traitements gemmologiques courants comparables au chauffage du saphir ou aux traitements appliqués à certaines autres pierres précieuses.
Lorsqu’un matériau transparent est présenté commercialement comme de l’anorthite, l’enjeu principal consiste donc généralement à confirmer son identité et sa composition plutôt qu’à déterminer s’il a subi un traitement.
La distinction peut être importante puisque plusieurs autres feldspaths peuvent présenter exactement la même apparence.
Anorthite, bytownite, labradorite, andésine ou albite?
Les noms traditionnels des plagioclases correspondent à différentes portions de la série continue entre l’albite riche en sodium et l’anorthite riche en calcium.
| Propriété | Anorthite | Bytownite | Labradorite | Andésine | Albite |
|---|---|---|---|---|---|
| Groupe | Plagioclase | Plagioclase | Plagioclase | Plagioclase | Plagioclase |
| Pôle dominant | Calcium | Calcium | Calcium-sodium | Sodium-calcium | Sodium |
| Composant anorthite | Environ 90–100 % | Environ 70–90 % | Environ 50–70 % | Environ 30–50 % | Environ 0–10 % |
| Composant albite | Environ 0–10 % | Environ 10–30 % | Environ 30–50 % | Environ 50–70 % | Environ 90–100 % |
| Système cristallin | Triclinique | Triclinique | Triclinique | Triclinique | Triclinique |
| Dureté | 6–6,5 | 6–6,5 | 6–6,5 | 6–6,5 | 6–6,5 |
| Densité approximative | 2,74–2,76 | Environ 2,72–2,75 | Environ 2,68–2,72 | Environ 2,66–2,68 | Environ 2,60–2,65 |
| Couleur courante | Blanche, incolore, grise | Blanche à grise | Grise, blanche à sombre | Blanche, grise | Blanche, incolore |
| Macles polysynthétiques | Fréquentes | Fréquentes | Fréquentes | Fréquentes | Fréquentes |
| Caractéristique connue | Pôle calcique | Très riche en calcium | Labradorisation possible | Composition intermédiaire | Pôle sodique |
| Identification visuelle seule | Très difficile | Très difficile | Possible si labradorisation marquée | Très difficile | Très difficile |
L’albite et l’anorthite constituent les deux extrémités de la série. Entre les deux, la proportion de calcium augmente progressivement selon l’ordre albite, oligoclase, andésine, labradorite, bytownite puis anorthite.
Il n’existe toutefois aucune transformation visuelle nette permettant de voir précisément le passage d’un nom à l’autre. Les limites sont définies par la composition chimique.
Une labradorite sans labradorisation peut donc ressembler énormément à une anorthite ou à une bytownite. Inversement, la présence d’un spectaculaire reflet bleu ou vert permet de reconnaître un phénomène typique de certaines labradorites, mais ne constitue pas une propriété générale de tous les plagioclases.
Pour une identification précise, la composition chimique demeure donc beaucoup plus fiable que la couleur.
Qualité, rareté et valeur de l’anorthite
L’anorthite n’est pas considérée comme une grande pierre précieuse et sa valeur commerciale est généralement faible lorsqu’elle se présente sous forme massive ou comme simple constituant d’une roche.
Il faut toutefois distinguer l’abondance du composant anorthite de celle de cristaux proches de la composition idéale. Les plagioclases riches en calcium sont communs dans certaines roches, mais l’anorthite presque pure est nettement moins fréquente que plusieurs compositions intermédiaires.
La valeur d’un spécimen dépend principalement de sa qualité cristalline, de sa taille, de son état de conservation, de sa transparence, de son association avec d’autres minéraux et de sa provenance.
Cristallisation
Un cristal complètement formé présentant des faces nettes et des terminaisons intactes possède davantage d’intérêt pour un collectionneur qu’un simple fragment blanc massif.
Les macles visibles ou une morphologie particulièrement nette peuvent également renforcer l’intérêt minéralogique du spécimen.
Transparence
Une grande partie de l’anorthite naturelle est translucide ou intégrée directement à une roche.
Les cristaux transparents bien développés sont donc plus intéressants, particulièrement lorsqu’ils présentent peu de fractures et une bonne qualité de surface.
La transparence ne suffit néanmoins pas à créer une valeur importante si le spécimen demeure petit, endommagé ou sans provenance précise.
Association minérale
L’intérêt peut augmenter lorsque l’anorthite est associée à d’autres minéraux caractéristiques de son environnement de formation.
Des associations avec des pyroxènes, de l’olivine, du corindon ou d’autres minéraux de haute température peuvent rendre un spécimen beaucoup plus intéressant pour un collectionneur.
Dans ce contexte, la valeur provient souvent de l’ensemble minéralogique plutôt que de l’anorthite seule.
Provenance
Une provenance historique peut également augmenter l’intérêt scientifique et collectionnable.
Un cristal provenant du mont Somma, localité type de l’anorthite, possède par exemple une importance différente d’un fragment sans provenance connue.
Une étiquette ancienne ou une localisation précise de la découverte peut donc constituer une partie importante de la valeur d’un spécimen.
Utilisation en joaillerie et entretien
L’anorthite est rarement utilisée en joaillerie. Les cristaux transparents de qualité suffisante pour être facettés existent, mais ils sont beaucoup moins courants sur le marché que des feldspaths comme la labradorite, la pierre de lune ou la pierre de soleil.
Sa dureté de 6 à 6,5 offre une résistance modérée aux rayures, mais son clivage bien développé constitue une faiblesse importante. Une pierre peut se fracturer si elle reçoit un choc selon une orientation défavorable.
Une anorthite facettée convient donc davantage à un bijou relativement protégé, comme un pendentif ou des boucles d’oreilles, qu’à une bague portée quotidiennement.
L’anorthite possède surtout une valeur comme spécimen minéralogique et comme minéral d’étude. Ses cristaux permettent d’illustrer l’extrémité calcique de l’une des séries minérales les plus importantes de la croûte terrestre.
Pour le nettoyage d’un spécimen, de l’eau tiède, un savon doux et une brosse souple constituent généralement l’approche la plus prudente lorsque la matrice et les autres minéraux présents le permettent.
Les chocs doivent être évités en raison du clivage du feldspath. Les cristaux bien formés devraient également être manipulés avec précaution afin de préserver leurs arêtes et leurs terminaisons.
Au-delà de son utilisation limitée en joaillerie, l’anorthite possède surtout une importance fondamentale en géologie. Elle représente le pôle calcique des plagioclases et permet de comprendre comment la composition des feldspaths évolue avec la chimie, la température et l’histoire de cristallisation des roches.
