Tourmaline : le guide de référence
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Tourmaline : le guide de référence
La tourmaline est l’un des groupes minéraux présentant la plus grande diversité de couleurs dans le monde des gemmes. Rouge, rose, vert, bleu, jaune, brun, noir, presque incolore ou multicolore, elle peut même réunir plusieurs teintes parfaitement distinctes à l’intérieur d’un seul cristal.
Contrairement au quartz ou au corindon, le mot tourmaline ne correspond pas à une seule espèce minérale possédant une formule chimique fixe. Il désigne un groupe complexe de borosilicates comprenant de nombreuses espèces, dont l’elbaïte, le schorl, la dravite et l’uvite. L’elbaïte est particulièrement importante en joaillerie puisqu’elle peut produire les célèbres tourmalines roses, rouges, vertes, bleues et multicolores.
Cette diversité résulte de la capacité exceptionnelle de la structure de la tourmaline à incorporer de nombreux éléments chimiques. Le fer, le manganèse, le cuivre, le chrome et le vanadium peuvent notamment modifier sa couleur, parfois à des concentrations extrêmement faibles. Certaines tourmalines, comme les pierres cuprifères dites Paraíba, figurent aujourd’hui parmi les gemmes de couleur les plus rares et les plus recherchées.
La tourmaline en bref
| Propriété | Donnée |
|---|---|
| Nom | Tourmaline |
| Nature | Groupe complexe de minéraux |
| Classe minérale | Silicates, cyclosilicates |
| Structure générale | Borosilicates complexes |
| Formule générale simplifiée | XY₃Z₆(T₆O₁₈)(BO₃)₃V₃W |
| Principales espèces | Elbaïte, schorl, dravite, uvite et autres |
| Espèce la plus importante en joaillerie | Elbaïte |
| Système cristallin | Trigonal |
| Couleurs | Incolore, rose, rouge, orange, jaune, vert, bleu, violet, brun, noir et multicolore |
| Dureté | Environ 7 à 7,5 sur l’échelle de Mohs |
| Densité des tourmalines gemmes | Généralement autour de 3,0 à 3,3 selon la composition |
| Indice de réfraction des tourmalines gemmes | Généralement autour de 1,62 à 1,66 |
| Biréfringence | Généralement forte, environ 0,018 à 0,040 selon la composition |
| Caractère optique | Uniaxe négatif |
| Éclat | Vitreux à résineux |
| Transparence | Transparente à opaque |
| Clivage | Pauvre à indistinct |
| Fracture | Irrégulière à conchoïdale |
| Ténacité | Moyenne; pierre cassante |
| Pléochroïsme | Souvent marqué |
| Forme cristalline classique | Prismes allongés et fortement striés, souvent à section triangulaire arrondie |
| Propriétés particulières | Pyroélectrique et piézoélectrique |
| Variétés commerciales célèbres | Rubellite, indicolite, verdélite, melon d’eau, tourmaline Paraíba |
| Traitements | Chauffage, irradiation et plus rarement remplissage des fractures |
| Principales provenances gemmes | Brésil, Mozambique, Nigeria, Afghanistan, Pakistan, Madagascar, Namibie, Tanzanie |
| Présence au Québec | Oui, bien documentée |
Les propriétés physiques peuvent varier sensiblement d’une espèce de tourmaline à l’autre. Les valeurs utilisées en gemmologie correspondent principalement aux tourmalines transparentes destinées à la joaillerie, particulièrement aux compositions proches de l’elbaïte.
Qu’est-ce que la tourmaline?
La tourmaline n’est pas un seul minéral, mais un vaste groupe de borosilicates partageant une même architecture cristalline générale. Cette structure peut accueillir de nombreux éléments différents, ce qui produit plusieurs espèces minérales et une gamme exceptionnellement étendue de couleurs et de propriétés.
L’elbaïte représente la tourmaline la plus importante en joaillerie. Elle contient notamment du sodium, du lithium et de l’aluminium et se forme principalement dans des pegmatites granitiques évoluées. Elle peut être incolore, rose, rouge, verte, bleue, jaune ou multicolore.
Le schorl est une tourmaline riche en fer généralement noire ou brun très foncé. Il constitue l’une des espèces les plus communes du groupe et se rencontre dans de nombreuses pegmatites, granites, filons de quartz et roches métamorphiques.
La dravite est riche en magnésium et présente fréquemment des couleurs brunes, brun jaunâtre ou presque noires. Certaines compositions peuvent toutefois produire des pierres transparentes suffisamment attrayantes pour être utilisées en joaillerie.
L’uvite est une tourmaline calcique et magnésienne. Elle peut être verte, brune, rougeâtre ou noire et se rencontre notamment dans des environnements métamorphiques riches en calcium.
Les noms employés dans le commerce ne correspondent pas toujours à des espèces minérales. La rubellite désigne une tourmaline rose rouge à rouge, l’indicolite une tourmaline bleue et la verdélite une tourmaline verte. Ces termes décrivent essentiellement une apparence gemmologique.
La tourmaline melon d’eau est encore différente. Elle présente généralement un cœur rose entouré d’une zone verte, rappelant une tranche de melon d’eau. Cette structure peut se former naturellement lorsqu’une modification de la composition des fluides change la couleur du cristal pendant sa croissance.
La tourmaline Paraíba désigne quant à elle une catégorie de tourmalines riches en cuivre présentant certaines couleurs exceptionnellement vives allant du bleu électrique au bleu-vert et au vert. Les premières furent découvertes au Brésil, mais des matériaux cuprifères répondant à cette définition sont également connus dans d’autres pays.
Pourquoi la tourmaline présente-t-elle autant de couleurs?
La tourmaline possède l’une des structures cristallines les plus chimiquement flexibles parmi les grandes pierres gemmes. De nombreux éléments peuvent se remplacer les uns les autres à différents endroits du réseau cristallin sans détruire sa structure fondamentale.
Le fer, le manganèse, le cuivre, le chrome et le vanadium comptent parmi les principaux éléments capables de modifier la couleur. Des centres colorés produits par irradiation peuvent également jouer un rôle dans certaines tourmalines roses et jaunes.
Le bleu et le vert liés au fer
Le fer est responsable de nombreuses tourmalines vertes et bleues.
Différents états d’oxydation du fer ainsi que des interactions entre le fer et le titane peuvent absorber certaines portions de la lumière visible. Selon la concentration et les mécanismes présents, la pierre peut devenir vert olive, vert forêt, bleu verdâtre ou bleu profond.
Les tourmalines bleues riches en fer sont fréquemment commercialisées sous le nom d’indicolite. Leur teinte peut aller d’un bleu légèrement vert à un bleu beaucoup plus pur.
Une forte concentration de fer peut également assombrir considérablement la pierre. Certains cristaux verts deviennent presque noirs lorsqu’ils sont observés dans une direction particulière en raison du puissant pléochroïsme de la tourmaline.
Le rose et le rouge liés au manganèse
Le manganèse joue un rôle important dans plusieurs tourmalines roses et rouges.
Des ions de manganèse dans certains états électroniques absorbent une partie du spectre visible et laissent apparaître des teintes allant du rose pâle au rouge relativement saturé. Les concentrations et les autres éléments présents modifient considérablement le résultat.
Le terme rubellite est utilisé pour des tourmalines rose rouge à rouges conservant une couleur suffisamment soutenue sous différentes conditions d’éclairage. Il s’agit d’un nom de variété commerciale plutôt que d’une espèce minérale.
Certaines tourmalines roses relativement pâles peuvent également développer une couleur plus intense après irradiation. Dans ce cas, la couleur est liée à des centres colorés modifiés artificiellement plutôt qu’à une simple augmentation de la quantité de manganèse.
Le bleu électrique des tourmalines Paraíba
Les célèbres tourmalines Paraíba représentent l’un des cas les plus remarquables.
Le cuivre Cu²⁺ produit une absorption capable de créer des bleus et verts extrêmement vifs. Le manganèse peut simultanément ajouter une composante rose ou violette.
Certaines pierres brutes sont donc violettes ou bleu violet avant traitement.
Un chauffage relativement modéré peut modifier l’état du manganèse et réduire sa composante rouge. La couleur dominée par le cuivre devient alors beaucoup plus visible et le cristal peut prendre un bleu électrique ou un vert bleuâtre particulièrement intense.
Le terme Paraíba n’est aujourd’hui pas limité exclusivement aux pierres provenant de l’État brésilien du même nom. Dans la nomenclature gemmologique moderne, la composition cuprifère et l’apparence de la pierre sont déterminantes, tandis que la provenance géographique peut être indiquée séparément.
Les tourmalines vertes au chrome et au vanadium
Certaines tourmalines vertes provenant notamment d’Afrique orientale doivent leur couleur au chrome, au vanadium ou à une combinaison des deux.
Ces pierres appartiennent fréquemment à des compositions proches de la dravite et de l’uvite plutôt qu’à l’elbaïte classique des pegmatites.
Leur vert peut être extrêmement intense et rappeler visuellement l’émeraude ou la tsavorite. L’appellation commerciale chrome tourmaline est couramment utilisée, même si le vanadium peut également contribuer fortement à la couleur de certaines pierres.
La tourmaline noire
Le schorl est généralement noir en raison de sa forte teneur en fer.
L’absorption lumineuse est tellement importante qu’un cristal de plusieurs millimètres peut sembler complètement opaque. Une très fine section peut parfois révéler une teinte brunâtre, verdâtre ou bleuâtre extrêmement sombre.
La tourmaline noire est donc naturellement noire dans sa masse. Elle ne doit pas sa couleur à un traitement ou à une couche déposée en surface.
Les cristaux multicolores
La composition des fluides alimentant un cristal peut changer pendant sa croissance.
Une première génération peut ainsi produire une zone rose, suivie d’une croissance verte puis d’une nouvelle zone presque incolore. Ces changements peuvent se produire dans le sens de la longueur ou du centre vers l’extérieur.
Une tourmaline melon d’eau classique possède un cœur rose et une bordure verte. Lorsqu’elle est coupée perpendiculairement à son axe, la répartition des couleurs devient particulièrement évidente.
D’autres cristaux présentent des extrémités rouges, vertes ou noires très contrastées. Ces zonages naturels constituent l’une des caractéristiques les plus reconnaissables du groupe.
Composition chimique et structure cristalline
La chimie de la tourmaline est exceptionnellement complexe. Une formule générale permettant de représenter une grande partie du groupe peut être écrite sous la forme :
XY₃Z₆(T₆O₁₈)(BO₃)₃V₃W
Les lettres X, Y, Z, T, V et W représentent différents sites pouvant accueillir plusieurs éléments ou groupes chimiques. Le sodium, le calcium, le lithium, le magnésium, le fer, l’aluminium, le chrome et le manganèse peuvent notamment entrer dans différentes positions.
Le bore constitue une composante fondamentale du groupe. Il apparaît sous forme de groupes BO₃ associés à des anneaux de silicates Si₆O₁₈, ce qui explique le classement des tourmalines parmi les cyclosilicates.
L’elbaïte peut être représentée par une formule idéale proche de :
Na(Li₁,₅Al₁,₅)Al₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₄
Le schorl possède plutôt une composition idéale riche en fer, proche de :
NaFe²⁺₃Al₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₄
La dravite remplace essentiellement le fer du schorl par du magnésium :
NaMg₃Al₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₄
Dans les cristaux naturels, les compositions sont rarement aussi parfaitement idéales. Plusieurs éléments peuvent se substituer les uns aux autres et produire des compositions intermédiaires.
Cette complexité explique pourquoi deux pierres toutes deux vendues comme tourmalines peuvent posséder des densités et indices de réfraction légèrement différents. Une identification précise de l’espèce peut parfois nécessiter une analyse chimique avancée.
Toutes les tourmalines appartiennent néanmoins au système cristallin trigonal. Les cristaux sont fréquemment allongés suivant leur axe principal et présentent des stries longitudinales très marquées.
Lorsqu’on regarde un cristal par son extrémité, sa section est souvent triangulaire avec des côtés légèrement arrondis. Cette morphologie constitue l’un des meilleurs indices visuels pour reconnaître une tourmaline brute.
La structure ne possède pas exactement la même symétrie aux deux extrémités du cristal. Cette polarité contribue aux propriétés pyroélectriques et piézoélectriques caractéristiques de la tourmaline.
Propriétés physiques et optiques
La tourmaline possède généralement une dureté comprise entre 7 et 7,5 sur l’échelle de Mohs. Elle résiste donc relativement bien aux rayures et convient à la majorité des bijoux, même si elle reste moins dure que le spinelle, le saphir ou le diamant.
La ténacité est seulement moyenne. Les cristaux peuvent être cassants et les pierres contenant de nombreuses inclusions fluides ou fractures internes sont plus vulnérables aux chocs et aux variations brutales de température.
La densité dépend de la composition. Les tourmalines gemmes se situent généralement autour de 3,0 à 3,3, l’elbaïte étant fréquemment proche de 3,0 tandis que les compositions riches en fer peuvent être plus denses.
Les indices de réfraction varient eux aussi avec la chimie. Pour les tourmalines gemmes courantes, ils se situent généralement autour de 1,62 à 1,66.
La biréfringence est relativement importante et peut atteindre approximativement 0,018 à 0,040 selon la composition. La tourmaline est optiquement uniaxe négative.
Cette biréfringence peut provoquer un léger dédoublement des arêtes observées à travers certaines pierres facettées. Elle est toutefois moins spectaculaire à l’œil nu que celle du zircon de type élevé.
Le pléochroïsme constitue une caractéristique beaucoup plus visible.
Une tourmaline verte peut apparaître vert clair dans une direction et presque noire dans une autre. Une tourmaline bleue peut passer du bleu à un bleu vert beaucoup plus sombre, tandis qu’une pierre rose peut présenter deux saturations sensiblement différentes.
Ce phénomène influence directement la taille.
Les cristaux très foncés sont souvent orientés de manière à laisser la lumière traverser la direction la moins absorbante. À l’inverse, un matériau trop pâle peut être orienté pour renforcer la couleur.
L’éclat est vitreux à légèrement résineux.
Le clivage est pauvre ou indistinct, ce qui constitue un avantage en joaillerie, même si une fracture irrégulière ou conchoïdale peut apparaître lors d’un choc important.
La tourmaline possède également des propriétés pyroélectriques et piézoélectriques. Un changement de température peut créer des charges électriques aux extrémités du cristal, tandis qu’une pression mécanique peut produire une polarisation électrique.
Comment se forme la tourmaline?
La tourmaline se forme dans une vaste gamme d’environnements géologiques. Les tourmalines gemmes colorées riches en lithium sont principalement associées aux pegmatites granitiques évoluées, tandis que les espèces riches en fer ou magnésium peuvent se développer dans des granites, schistes, gneiss, marbres et différents systèmes hydrothermaux.
Le bore représente l’un des éléments essentiels. Sa présence dans les magmas et fluides favorise la cristallisation de tourmaline lorsque les autres éléments nécessaires sont disponibles.
Pegmatites granitiques
Les pegmatites constituent l’environnement classique de l’elbaïte gemme.
Lorsque les dernières portions d’un magma granitique restent liquides, elles deviennent progressivement enrichies en eau, bore, lithium, fluor, césium, manganèse et différents éléments incompatibles qui n’ont pas facilement intégré les premiers minéraux cristallisés.
Ces liquides résiduels permettent la croissance de cristaux exceptionnellement grands.
Le quartz, les feldspaths, la muscovite, la lépidolite, le spodumène, le béryl, le grenat et la tourmaline peuvent se développer ensemble.
À mesure que la composition du liquide évolue, la composition de la tourmaline change elle aussi. Cette évolution explique les zonages spectaculaires de certains cristaux.
Une tourmaline peut commencer à croître sous forme de schorl noir riche en fer puis évoluer progressivement vers une elbaïte verte, rose ou presque incolore lorsque le liquide devient plus riche en lithium et en éléments rares.
Tourmalines des granites
Le schorl peut se former directement dans différents granites riches en bore.
Les cristaux sont souvent noirs et associés au quartz, au feldspath et au mica. Ils peuvent être dispersés dans la roche ou concentrés dans des zones pegmatitiques plus grossières.
Dans certains granites, la tourmaline forme des agrégats ou des structures rayonnantes. Elle peut également se développer tardivement le long des fractures lorsque des fluides borés continuent à circuler après la cristallisation principale du magma.
Métamorphisme
La tourmaline peut aussi se développer pendant le métamorphisme.
La dravite et l’uvite sont notamment connues dans des roches riches en magnésium et calcium ayant subi des températures et pressions élevées.
Des marbres et roches carbonatées transformées peuvent contenir des tourmalines brunes, vertes ou noires.
Les schistes et gneiss riches en bore peuvent également développer de nouveaux cristaux pendant le métamorphisme.
La composition de ces tourmalines enregistre les conditions chimiques de leur environnement et peut être utilisée par les géologues pour reconstituer l’évolution des roches.
Systèmes hydrothermaux
Des fluides chauds riches en bore peuvent produire de la tourmaline dans des veines et zones d’altération hydrothermale.
Le schorl est notamment associé à certains systèmes minéralisés et peut accompagner du quartz et différents sulfures.
La résistance chimique de la tourmaline lui permet de conserver une partie de l’information enregistrée pendant sa croissance.
Pour cette raison, sa composition est aujourd’hui étudiée comme indicateur de certains processus magmatiques, hydrothermaux et métallogéniques.
Dépôts secondaires
Une fois libérés par l’érosion, les cristaux peuvent survivre longtemps dans les sédiments grâce à leur dureté et à leur résistance chimique.
Ils peuvent s’accumuler dans les graviers de rivières avec le grenat, le corindon, le zircon et d’autres minéraux lourds.
Certaines tourmalines gemmes sont donc extraites de dépôts alluviaux plutôt que directement de leur pegmatite d’origine. Le transport arrondit alors progressivement les faces du cristal et peut donner au matériau brut une forme de galet.
Où trouve-t-on la tourmaline dans le monde?
La tourmaline existe sur tous les continents, mais les principales gemmes colorées proviennent d’un nombre plus restreint de districts pegmatitiques et métamorphiques. Le Brésil possède une place historique majeure, tandis que le Mozambique, le Nigeria, l’Afghanistan, le Pakistan et Madagascar comptent parmi les grandes sources modernes.
Brésil
Le Brésil constitue l’une des plus célèbres provenances mondiales de tourmaline gemme.
Le Minas Gerais possède d’innombrables pegmatites ayant produit des elbaïtes vertes, bleues, roses, rouges et multicolores. Certaines mines ont livré des cristaux parfaitement terminés de plusieurs dizaines de centimètres.
Les districts d’Araçuaí, São José da Safira et Governador Valadares comptent notamment parmi les régions historiques les plus importantes.
Les célèbres tourmalines Paraíba furent découvertes à la fin des années 1980 dans l’État de Paraíba, dans le nord-est du pays.
Leur bleu et leur vert d’une saturation inhabituelle étaient liés à la présence de cuivre, un élément colorant qui n’avait auparavant pratiquement jamais été associé aux couleurs classiques de la tourmaline gemme.
Mozambique
Le Mozambique constitue aujourd’hui l’une des grandes sources de tourmaline.
Le district pegmatitique d’Alto Ligonha est historiquement célèbre pour les béryls, tourmalines et nombreux autres minéraux de pegmatite.
Des tourmalines cuprifères furent également découvertes dans la région de Mavuco. Leur composition et leurs couleurs peuvent répondre à la définition gemmologique de la tourmaline Paraíba.
Les matériaux peuvent être roses, violets, bleus, bleu-vert ou verts.
Une partie importante des pierres violettes ou bleu violet est chauffée afin de réduire la composante liée au manganèse et de faire ressortir le bleu ou le vert lié au cuivre.
Nigeria
Le Nigeria produit une grande variété de tourmalines issues de pegmatites granitiques.
Des pierres vertes, roses, rouges et multicolores y sont connues, ainsi que des tourmalines cuprifères capables de présenter des couleurs bleu-vert particulièrement vives.
Comme pour le Mozambique, la détermination de l’origine géographique des tourmalines cuprifères peut nécessiter une analyse chimique très précise des éléments traces.
Le Nigeria constitue également une source importante de matériaux commerciaux aux couleurs plus classiques.
Afghanistan
L’Afghanistan possède plusieurs districts pegmatitiques célèbres dans les régions montagneuses du Nuristan et du Kunar.
Les cristaux peuvent être roses, verts, bleus et multicolores, souvent associés à l’albite, au quartz, à la lépidolite et au béryl.
Les spécimens peuvent être remarquablement bien formés et présenter des terminaisons intactes.
Certaines associations naturelles de tourmaline rose sur albite blanche figurent parmi les spécimens les plus reconnaissables provenant d’Afghanistan.
Pakistan
Le Pakistan possède lui aussi de nombreuses pegmatites dans les grandes chaînes montagneuses du nord.
Des elbaïtes vertes, roses et bicolores peuvent être rencontrées avec le quartz, le feldspath, le mica et différents minéraux rares.
La taille des cristaux peut être importante, mais les fractures internes rendent une partie du matériau impropre au facettage.
Les meilleurs cristaux parfaitement formés peuvent être davantage recherchés comme spécimens minéralogiques que comme matière brute destinée à la taille.
Madagascar
Madagascar est célèbre pour la diversité exceptionnelle de ses tourmalines.
L’elbaïte et les tourmalines calciques peuvent produire des cristaux présentant plusieurs zones de couleur spectaculaires.
Des roses, rouges, verts, bleus, jaunes et combinaisons multicolores sont connus.
La liddicoatite a historiquement été particulièrement associée à Madagascar. Ses cristaux peuvent présenter des zonages concentriques extrêmement complexes qui deviennent spectaculaires lorsqu’ils sont coupés perpendiculairement à leur axe.
Namibie
La Namibie possède plusieurs occurrences célèbres de tourmaline gemme.
Des tourmalines vertes et bleues peuvent notamment provenir de pegmatites du pays.
La région d’Erongo est également connue pour une grande diversité de minéraux de pegmatite, dont des tourmalines associées au quartz, aux feldspaths et à différents minéraux rares.
La provenance précise est particulièrement importante pour les spécimens de collection, puisque chaque pegmatite peut produire un style de cristallisation différent.
Tanzanie
La Tanzanie est particulièrement importante pour certaines tourmalines vertes riches en chrome ou en vanadium.
Ces pierres peuvent présenter un vert intense rappelant celui de la tsavorite ou de certaines émeraudes.
Plusieurs appartiennent à des compositions proches de la dravite et de l’uvite plutôt qu’à l’elbaïte.
La Tanzanie produit également d’autres couleurs de tourmalines et possède une géologie particulièrement riche en gemmes, comprenant le grenat, le spinelle, le rubis, le saphir et la tanzanite.
La tourmaline au Québec
La tourmaline est bien documentée au Québec et se rencontre dans de nombreux contextes géologiques. Le schorl noir est particulièrement répandu dans les pegmatites granitiques, tandis que des tourmalines de compositions différentes sont également présentes dans des terrains métamorphiques et dans certains systèmes associés aux gisements de lithium.
Le gouvernement du Québec reconnaît la présence de sites contenant de la tourmaline dans la province. Il n’existe toutefois pas actuellement de production commerciale importante de tourmaline gemme comparable aux grands districts du Brésil, d’Afrique ou d’Asie.
Les pegmatites représentent l’un des contextes les plus importants.
Dans le Batholite du Réservoir Decelles, plusieurs pegmatites contiennent de la tourmaline avec le quartz, le microcline, l’albite, le mica, le grenat, l’apatite et le béryl.
Des cristaux de tourmaline atteignant localement environ 12 à 20 cm ont été décrits dans certaines pegmatites de cette région.
Ces dimensions démontrent que les terrains granitiques québécois peuvent produire des cristaux relativement importants, même lorsque le matériau n’est pas transparent ou de qualité gemme.
Dans plusieurs régions du Nord-du-Québec, des pegmatites contiennent également de la tourmaline noire sous forme de baguettes ou d’amas.
La Suite de Senay, par exemple, comprend des pegmatites dans lesquelles la tourmaline représente généralement quelques pour cent de la roche et peut localement atteindre des concentrations plus importantes. Certains cristaux noirs atteignent plusieurs centimètres.
Les travaux modernes consacrés aux pegmatites lithinifères du Québec accordent aussi une attention particulière à la tourmaline.
Deux grands types sont notamment rencontrés dans ces environnements : le schorl noir, riche en fer, et l’elbaïte, qui peut présenter des couleurs roses ou vertes et dont la composition est davantage associée aux systèmes riches en lithium.
Cette distinction est importante pour l’exploration. La composition chimique d’une tourmaline peut fournir des indices sur l’évolution des fluides et des magmas ayant produit une pegmatite.
L’Abitibi contient également de nombreuses tourmalines associées aux systèmes hydrothermaux et aux gisements d’or. Le schorl peut se développer dans des veines ou des zones d’altération et sa composition permet d’étudier l’origine des fluides ayant circulé dans les grandes structures tectoniques de la région.
En Montérégie, le mont Saint-Hilaire possède également une occurrence confirmée de schorl. Des cristaux brun foncé prismatiques ont notamment été identifiés au contact entre une pegmatite et une cornéenne.
Des documents minéralogiques historiques signalent également de petites quantités de tourmaline relativement claire dans l’ancien canton de Wakefield, en Outaouais. La tourmaline ordinaire était déjà signalée dans plusieurs anciennes divisions territoriales du Pontiac, de Labelle, d’Argenteuil, de Terrebonne, de Portneuf et du Saguenay.
Le Québec est donc incontestablement une région à tourmaline sur le plan minéralogique. Le matériau le plus courant demeure cependant le schorl noir et les tourmalines accessoires des pegmatites et roches métamorphiques.
Les elbaïtes transparentes roses, vertes ou bleues de qualité joaillerie sont beaucoup moins communes. Une pierre présentée comme tourmaline gemme du Québec possède donc davantage d’intérêt lorsqu’elle est accompagnée d’une localité précise et d’une identification minéralogique fiable.
À quoi ressemble une tourmaline naturelle?
Une tourmaline naturelle brute possède souvent une forme particulièrement reconnaissable. Les cristaux sont généralement prismatiques et allongés, avec de nombreuses stries parallèles suivant toute leur longueur.
Lorsqu’un cristal est observé depuis son extrémité, sa section possède fréquemment une forme triangulaire dont les côtés sont légèrement arrondis. Cette morphologie est suffisamment caractéristique pour constituer l’un des meilleurs indices permettant d’identifier une tourmaline sur le terrain.
Les extrémités ne sont pas nécessairement identiques. La structure polaire de la tourmaline permet aux deux terminaisons d’un cristal de développer des formes différentes.
La couleur peut être extrêmement uniforme ou fortement zonée.
Un cristal de schorl peut être noir de la base jusqu’à la terminaison. Une elbaïte peut au contraire commencer presque incolore, devenir rose, passer au vert puis terminer par une zone bleu-vert.
Dans une tourmaline melon d’eau, le zonage se développe du centre vers l’extérieur.
Une tranche transversale montre alors un cœur rose entouré d’une bordure verte. Entre les deux, une fine zone claire ou blanche peut parfois être présente.
Les cristaux peuvent être parfaitement transparents ou remplis d’inclusions.
Les tourmalines roses et rouges possèdent fréquemment davantage de fractures et inclusions visibles que plusieurs tourmalines vertes ou bleues. Des tubes allongés parallèles à l’axe du cristal sont particulièrement fréquents.
Des inclusions fluides peuvent former des structures filamenteuses ou irrégulières. Des fractures cicatrisées et de petits cristaux de feldspath, de mica, de zircon ou d’autres minéraux peuvent également être présents selon l’environnement de croissance.
À l’état roulé ou alluvial, la morphologie cristalline peut disparaître presque entièrement.
Une tourmaline brute devient alors un galet arrondi dont la couleur et le pléochroïsme constituent les principaux indices visibles.
Comment identifier une tourmaline?
La tourmaline peut être identifiée grâce à une combinaison de dureté, densité, indices de réfraction, biréfringence, pléochroïsme et morphologie cristalline. L’identification précise de l’espèce à l’intérieur du groupe demande parfois une analyse chimique beaucoup plus poussée.
Forme du cristal
Les cristaux prismatiques fortement striés représentent l’un des premiers critères.
La section transversale souvent triangulaire à côtés courbes est particulièrement caractéristique. Peu d’autres grandes gemmes possèdent simultanément cette forme et ces profondes stries longitudinales.
Une pierre facettée ne conserve évidemment plus cette morphologie. Les propriétés gemmologiques deviennent alors beaucoup plus importantes.
Dureté
La dureté se situe généralement entre 7 et 7,5.
La tourmaline résiste donc à de nombreuses rayures courantes mais reste moins dure que le spinelle, le saphir ou le diamant.
Un test de rayure est destructif et ne devrait jamais être utilisé sur une pierre polie ou un spécimen de valeur.
Densité
La densité des tourmalines gemmes se situe généralement autour de 3,0 à 3,3.
L’elbaïte est fréquemment proche de 3,0 à 3,1, tandis que des espèces plus riches en fer peuvent atteindre des valeurs supérieures.
Cette variation reflète directement la complexité chimique du groupe.
Une mesure de densité peut donc confirmer qu’une pierre correspond à la gamme générale de la tourmaline, mais elle ne suffit pas nécessairement à déterminer l’espèce exacte.
Indices de réfraction
Les tourmalines gemmes possèdent généralement des indices de réfraction autour de 1,62 à 1,66.
La différence entre les deux indices peut être relativement importante.
Le réfractomètre permet ainsi de distinguer facilement une tourmaline de plusieurs pierres de couleur similaire.
Une émeraude possède généralement des indices plus faibles, tandis qu’un saphir se situe beaucoup plus haut.
Biréfringence
La tourmaline possède une biréfringence relativement forte.
Une valeur comprise approximativement entre 0,018 et 0,040 peut être observée selon la composition.
Cette caractéristique permet de la différencier du spinelle et du grenat, qui sont normalement isotropes.
Une légère duplication des arêtes du pavillon peut parfois devenir visible à la loupe dans certaines pierres correctement orientées.
Pléochroïsme
Le pléochroïsme constitue l’un des meilleurs critères.
À l’aide d’un dichroscope, une tourmaline peut montrer deux couleurs ou deux intensités très différentes.
Une tourmaline verte peut présenter simultanément un vert lumineux et un vert presque noir. Une bleue peut montrer du bleu et du bleu verdâtre.
Ce pléochroïsme est souvent suffisamment prononcé pour être visible simplement en tournant une pierre transparente devant une lumière.
Inclusions
Des tubes parallèles à l’axe du cristal sont particulièrement courants.
Des inclusions fluides filamenteuses, fractures cicatrisées et petits cristaux peuvent également être visibles au microscope.
La nature exacte des inclusions varie selon l’environnement géologique. Une elbaïte de pegmatite peut notamment contenir du feldspath, de la lépidolite, du zircon ou différents minéraux accessoires.
Les inclusions peuvent confirmer l’origine naturelle, mais aucune structure unique n’est présente dans toutes les tourmalines.
Spectroscopie et analyse chimique
La spectroscopie UV-visible permet d’étudier les mécanismes responsables de la couleur.
Le cuivre, le manganèse, le fer, le chrome et le vanadium produisent des signatures différentes qui permettent de mieux comprendre la pierre.
Pour confirmer qu’une tourmaline bleu-vert appartient à la catégorie Paraíba, une analyse chimique devient particulièrement importante afin de démontrer la présence de cuivre et d’étudier les autres éléments traces.
Des techniques comme la fluorescence X, la microsonde électronique et la spectrométrie de masse permettent également de déterminer plus précisément l’espèce minérale et parfois d’apporter des renseignements sur la provenance géographique.
Tourmaline naturelle, synthétique et traitements
La majorité des tourmalines utilisées en joaillerie sont naturelles, et plusieurs couleurs sont commercialisées sans traitement. Le chauffage, l’irradiation et le remplissage de fractures existent néanmoins et peuvent modifier sensiblement l’apparence de certains matériaux.
La situation concernant les synthèses est particulièrement simple : il n’existe pas actuellement de véritable tourmaline synthétique gemme produite commercialement de façon comparable au rubis, au saphir, au quartz ou à l’émeraude synthétiques.
Tourmaline naturelle non traitée
De nombreuses tourmalines vertes, bleues, roses et multicolores sont simplement taillées et polies.
Leur couleur correspond alors à celle acquise pendant leur croissance géologique.
Cette situation est particulièrement fréquente pour les pierres dont la couleur est déjà suffisamment attractive pour ne nécessiter aucune amélioration.
Une couleur très vive ne signifie donc pas automatiquement qu’une tourmaline a été traitée. Certaines tourmalines naturelles produisent spontanément des saturations extrêmement fortes.
Chauffage
Le chauffage est utilisé pour améliorer ou modifier certaines couleurs.
Des tourmalines vertes ou bleues trop foncées peuvent être éclaircies. Des pierres violettes ou rosées riches en cuivre peuvent également devenir bleu vif ou bleu-vert lorsque la composante liée au manganèse est réduite par la chaleur.
Le traitement de nombreuses tourmalines Paraíba repose précisément sur ce mécanisme.
Une pierre violet bleuâtre contenant du cuivre peut devenir bleu électrique après chauffage sans que le cuivre lui-même soit ajouté artificiellement.
Les températures utilisées sont généralement beaucoup plus faibles que celles nécessaires pour traiter le rubis ou le saphir.
La détection du chauffage peut être extrêmement difficile et, dans certains cas, impossible avec les méthodes gemmologiques courantes.
Irradiation
L’irradiation peut augmenter la saturation de certaines tourmalines roses ou produire des modifications dans les couleurs jaunes et rouges.
Des centres colorés sont créés ou modifiés par le rayonnement.
Le principe ressemble à certains processus naturels puisque les minéraux présents dans la croûte terrestre sont eux aussi exposés à de faibles niveaux de radiation pendant des millions d’années.
Certaines couleurs produites par irradiation peuvent être sensibles à une chaleur importante ou à une lumière très intense. La stabilité dépend du matériau et du type de centre coloré créé.
Remplissage des fractures
Certaines tourmalines présentent des fissures atteignant la surface.
Des huiles ou résines peuvent être introduites pour réduire leur visibilité.
Ce traitement est particulièrement intéressant économiquement pour les variétés de grande valeur comme certaines rubellites ou tourmalines Paraíba, puisque l’amélioration de transparence peut être significative.
La fracture reste physiquement présente.
Le remplissage modifie seulement son contraste optique et peut rendre la pierre plus agréable à observer.
Une tourmaline remplie doit être protégée de la chaleur et de certains solvants susceptibles d’endommager la substance introduite.
Tourmaline synthétique
La synthèse expérimentale de matériaux possédant une structure de tourmaline est possible dans un contexte scientifique, mais aucune tourmaline synthétique gemme n’est couramment disponible sur le marché.
Cette situation contraste fortement avec le corindon ou le quartz, dont les équivalents synthétiques sont produits en très grandes quantités.
Une pierre vendue comme « tourmaline synthétique » devrait donc être considérée avec prudence.
Dans la pratique commerciale, les fausses tourmalines sont généralement des imitations en verre ou d’autres gemmes plutôt qu’une véritable tourmaline cultivée en laboratoire.
Verre et autres imitations
Le verre peut reproduire pratiquement toutes les couleurs de tourmaline.
Une imitation rose, verte ou bleu électrique peut sembler convaincante à l’œil nu.
Les bulles, lignes d’écoulement, l’absence de biréfringence et l’indice de réfraction permettent toutefois de reconnaître facilement la majorité des verres.
Des pierres naturelles peuvent également être utilisées comme substituts.
Le spinelle, le béryl, le topaze, le saphir et plusieurs autres gemmes peuvent présenter certaines couleurs proches de celles des tourmalines.
Une identification gemmologique reste donc préférable à une simple détermination fondée sur la couleur.
Tourmaline, émeraude, topaze, spinelle ou saphir?
La grande diversité de couleurs de la tourmaline signifie qu’elle peut être confondue avec de nombreuses gemmes. Ses propriétés optiques, sa densité et son pléochroïsme permettent cependant de la distinguer avec une grande fiabilité.
| Propriété | Tourmaline | Émeraude | Topaze | Spinelle | Saphir |
|---|---|---|---|---|---|
| Nature | Groupe de borosilicates | Variété verte du béryl | Espèce minérale | Espèce minérale | Variété gemme du corindon |
| Composition | Complexe et variable | Be₃Al₂Si₆O₁₈ | Al₂SiO₄(F,OH)₂ | MgAl₂O₄ | Al₂O₃ |
| Couleurs | Presque toutes | Vert | Nombreuses couleurs | Nombreuses couleurs | Toutes sauf rouge |
| Dureté Mohs | 7–7,5 | 7,5–8 | 8 | 8 | 9 |
| Densité approximative | 3,0–3,3 | 2,72 | 3,4–3,6 | 3,6 | 4,0 |
| Indice de réfraction | Environ 1,62–1,66 | Environ 1,577–1,583 | Environ 1,61–1,64 | Environ 1,718 | Environ 1,762–1,770 |
| Biréfringence | Forte | Faible | Faible à modérée | Aucune normalement | Faible |
| Caractère optique | Uniaxe négatif | Uniaxe négatif | Biaxe | Isotrope | Uniaxe négatif |
| Pléochroïsme | Souvent fort | Présent | Variable | Absent normalement | Présent |
| Clivage | Pauvre à indistinct | Imparfait | Parfait basal | Aucun net | Aucun véritable |
| Principal critère | Fort pléochroïsme et chimie très variable | Densité et RI plus faibles | Clivage parfait | Isotrope | Beaucoup plus dure et dense |
Une tourmaline verte peut ressembler fortement à une émeraude. La tourmaline possède toutefois généralement des indices de réfraction plus élevés et un pléochroïsme souvent plus marqué.
Les tourmalines vertes au chrome ou au vanadium peuvent présenter une saturation exceptionnellement forte. Leur densité et leurs propriétés optiques permettent néanmoins une séparation relativement facile.
La topaze peut prendre des couleurs bleues, roses ou jaunes rappelant certaines tourmalines. Sa densité est nettement supérieure et son clivage basal parfait constitue une différence fondamentale.
Le spinelle peut lui aussi couvrir une immense gamme de couleurs. Il est cependant cubique et normalement isotrope, tandis que la tourmaline est biréfringente et fortement pléochroïque.
Le saphir bleu, rose, jaune, vert ou violet peut parfois ressembler à une tourmaline de couleur équivalente. Sa dureté de 9, sa densité proche de 4 et ses indices de réfraction nettement plus élevés permettent toutefois de l’identifier rapidement.
Qualité, rareté et valeur de la tourmaline
Il n’existe pas une seule échelle de valeur applicable à toutes les tourmalines. Une elbaïte verte courante, une rubellite rouge, une tourmaline melon d’eau et une tourmaline Paraíba appartiennent à des marchés très différents malgré leur appartenance au même groupe minéral.
Il n’existe également aucun système gemmologique universel attribuant officiellement des grades A, AA ou AAA à la tourmaline. Ces appellations sont commerciales et peuvent varier considérablement d’un vendeur à l’autre.
Couleur
La couleur constitue généralement le principal facteur de qualité.
Les teintes très saturées doivent conserver suffisamment de luminosité. Une tourmaline verte extrêmement sombre peut sembler presque noire et possède généralement moins d’attrait qu’une pierre laissant mieux circuler la lumière.
Les rouges et roses fortement saturés sont particulièrement recherchés dans les rubellites.
Les bleus purs sont généralement plus rares que les verts ordinaires. Une belle indicolite peut donc présenter une valeur supérieure à celle d’une tourmaline verte de qualité comparable.
Les couleurs cuprifères de type Paraíba constituent une catégorie à part.
Un bleu électrique ou un vert bleuâtre extrêmement saturé peut atteindre des valeurs très supérieures aux autres tourmalines, particulièrement lorsque la pierre combine belle couleur, transparence et dimensions importantes.
Pureté
Les attentes en matière de pureté varient selon la couleur.
Les tourmalines vertes et bleues peuvent souvent être relativement propres. Des inclusions visibles ont donc davantage d’impact lorsqu’un matériau comparable propre est facilement disponible.
Les tourmalines roses et rouges sont fréquemment plus incluses.
Une certaine quantité de fractures et inclusions est donc davantage acceptée dans la rubellite, particulièrement lorsque la couleur est excellente.
Les tourmalines Paraíba sont elles aussi souvent incluses.
La rareté de leur couleur permet à certaines pierres contenant des défauts visibles de conserver une valeur importante.
Zonage
Le zonage peut représenter un défaut ou un avantage selon le type de pierre.
Dans une tourmaline verte classique destinée à être facettée, une zone pâle et une zone sombre très distinctes peuvent compliquer la taille et réduire l’uniformité.
Dans une tourmaline melon d’eau, le zonage constitue au contraire la principale caractéristique recherchée.
Les sections transversales présentant un cœur rose bien centré et une bordure verte uniforme peuvent être particulièrement esthétiques.
Des cristaux montrant plusieurs zones de couleurs successives possèdent également une grande valeur pour les collectionneurs lorsqu’ils sont parfaitement formés.
Taille
La forme naturellement allongée des cristaux influence fortement la manière dont les tourmalines sont taillées.
Les rectangles allongés, baguettes et ovales permettent souvent de conserver une grande proportion du cristal brut.
Le pléochroïsme doit également être pris en compte.
Une tourmaline très foncée peut nécessiter une orientation réduisant l’absorption, alors qu’une pierre trop pâle peut être taillée de manière à renforcer sa saturation.
Une mauvaise orientation peut transformer une belle pierre brute en gemme presque noire ou insuffisamment colorée.
Dimensions
Certaines tourmalines peuvent atteindre de très grandes dimensions.
Les elbaïtes vertes relativement communes peuvent produire des pierres facettées de plusieurs dizaines de carats.
La rareté augmente beaucoup plus rapidement pour certaines couleurs.
Une rubellite propre de grande taille est déjà sensiblement moins fréquente. Une tourmaline Paraíba de plusieurs carats réunissant une couleur électrique et une excellente transparence devient exceptionnellement rare.
Le poids ne doit donc jamais être évalué indépendamment de la variété.
Paraíba
Les tourmalines Paraíba possèdent une importance particulière dans l’évaluation moderne.
Le terme est lié à la présence de cuivre et de manganèse ainsi qu’à une gamme définie de couleurs bleues à vertes suffisamment saturées.
Des pierres répondant à cette définition proviennent aujourd’hui de plusieurs pays.
La provenance géographique peut néanmoins créer des différences de marché.
Une tourmaline dont l’origine brésilienne classique est confirmée peut recevoir une prime importante lorsqu’elle possède également une excellente qualité.
Un rapport de laboratoire devient essentiel pour les pierres de grande valeur puisque l’apparence seule ne permet ni de confirmer la présence de cuivre ni de déterminer la provenance.
Traitements
Le chauffage et l’irradiation peuvent influencer l’évaluation, particulièrement dans les catégories les plus rares.
Le problème est que certains traitements de couleur sont difficiles ou impossibles à détecter avec certitude après leur application.
L’apparence et la qualité réelle de la pierre conservent donc une importance majeure sur le marché.
Le remplissage des fractures est différent puisqu’il modifie directement la clarté apparente.
Une pierre présentant un remplissage significatif doit être distinguée d’une tourmaline naturellement plus propre.
Cristaux de collection
Les critères changent complètement pour une tourmaline conservée sous forme de cristal naturel.
La perfection de la terminaison, la couleur, la transparence, le zonage, les dimensions, la matrice et l’absence de réparations deviennent essentiels.
Un cristal multicolore parfaitement terminé sur une matrice d’albite peut posséder une valeur très supérieure à celle de la gemme qui pourrait être taillée à partir du même matériau.
Les cristaux provenant de pegmatites célèbres et accompagnés d’une provenance précise possèdent également un intérêt supplémentaire.
Utilisation en joaillerie et entretien
Avec une dureté de 7 à 7,5, la tourmaline convient à la majorité des types de bijoux. Elle est utilisée pour les bagues, pendentifs, colliers, bracelets, boucles d’oreilles, broches et différentes créations de haute joaillerie.
Les tourmalines transparentes sont principalement facettées.
Les cristaux allongés se prêtent particulièrement bien aux tailles rectangulaires, baguettes et émeraude. Les tailles ovales, coussins, poires et rondes sont également courantes.
La taille doit tenir compte du pléochroïsme.
Dans certaines pierres, la direction parallèle à l’axe du cristal est tellement foncée qu’une pierre orientée incorrectement pourrait sembler presque noire. Le lapidaire cherche donc à équilibrer la couleur et la luminosité.
Les tourmalines melon d’eau sont souvent découpées en fines tranches perpendiculaires à l’axe du cristal.
Cette orientation révèle directement le cœur rose et la bordure verte.
Les tranches peuvent être polies puis montées dans des pendentifs ou conservées comme spécimens.
Les tourmalines présentant un effet œil-de-chat sont généralement taillées en cabochons.
De longs tubes ou inclusions parallèles réfléchissent alors la lumière et produisent une bande brillante mobile à la surface de la pierre.
Malgré sa bonne dureté, la tourmaline possède seulement une ténacité moyenne.
Les chocs violents doivent être évités, particulièrement pour les pierres fortement incluses. Les extrémités et arêtes des tailles allongées sont également plus vulnérables.
La chaleur représente un autre risque important.
Une température élevée peut modifier la couleur de certaines tourmalines. Un changement brutal de température peut également provoquer une fracture, surtout lorsque des inclusions fluides sont présentes.
Pour cette raison, le nettoyage à la vapeur n’est pas recommandé.
Les appareils à ultrasons devraient eux aussi être évités. Les vibrations peuvent provoquer des problèmes dans les pierres contenant des fractures ou de nombreuses inclusions fluides.
La méthode la plus sûre consiste à utiliser de l’eau tiède, une petite quantité de savon doux et une brosse souple. La pierre doit ensuite être rincée et séchée avec un chiffon propre.
Les tourmalines irradiées demandent une attention particulière. Certaines couleurs produites ou renforcées par irradiation peuvent perdre une partie de leur saturation sous une chaleur élevée ou une lumière extrêmement intense.
Une utilisation normale en bijouterie ne pose généralement pas de difficulté, mais une pierre de collection ne devrait pas être laissée inutilement pendant de longues périodes sous un soleil très intense.
Les tourmalines remplies de résine ou d’huile doivent également être nettoyées doucement. Les solvants, la chaleur et certaines opérations de réparation peuvent affecter le remplissage même si le cristal lui-même reste intact.
Pour le rangement, la tourmaline devrait être séparée des pierres plus dures comme la topaze, le spinelle, le saphir, le rubis et le diamant. Elle peut elle-même rayer des matériaux plus tendres comme l’opale, la fluorite ou certains feldspaths.
Une pochette individuelle ou une boîte compartimentée offre donc la meilleure protection.
La tourmaline demeure ainsi l’un des groupes minéraux les plus diversifiés de la gemmologie. Sa structure peut intégrer suffisamment d’éléments différents pour produire presque toutes les couleurs, depuis le schorl noir jusqu’aux elbaïtes roses et vertes, aux indicolites bleues et aux rares tourmalines cuprifères dont le bleu électrique compte parmi les couleurs les plus spectaculaires observées dans une pierre naturelle.
