La diversité des formations géologiques particulière de Madagascar souligne sa richesse en différentes espèces minérales. La récente découverte des gisements minéraux fort prisés comme le saphir et le rubis a fait de Madagascar l’un des pays producteurs et fournisseurs de gemmes du monde entier. La qualité et les caractéristiques de ces pierres permettent d’identifier leur origine. L’observation des défauts internes est l’une des caractéristiques par laquelle on peut reconnaître que le rubis provient de Madagascar.
L’abondance des réserves dans le sous-sol oriente les exploitants à transformer les pierres brutes. Bien que cette transformation ait causé beaucoup de problèmes au sein de l’administration minière au niveau du marché national et international, les pierres précieuses taillées occupent une place importante dans l’économie nationale.
LES CARACTERISTIQUES DISTINCTIVES DE SAPHIR ET RUBIS
GENERALITES
Le saphir et le rubis sont des pierres précieuses de la famille de corindon. Le corindon est un minéral symptomatique des roches magmatiques. Il ne se forme qu’à haute température. Le corindon est un oxyde d’alumine de formule Al2 O3 , de système cristallin rhomboidrique. Les oxydes sont très répandus et formés avec des cations plus petites que l’anion 0²⁻ , d’où leur structure très compacte donnant des cristaux de dureté très élevée D = 9. La densité varie entre 3,90 à 4,10. En utilisant un réfractomètre, son indice de réfraction est déterminé entre 1,766 et 1,774. Le corindon rouge porte le nom de « rubis » et sa variété bleu celui de «saphir ». Mais il n’y a pas de limite précise entre les deux variétés : saphir et rubis. Le corindon se présente sous différentes couleurs suivant leurs éléments chimiques :
– le corindon rouge est appelé rubis,
– le corindon coloré en bleu est appelé saphir,
– le corindon de couleur orange rosâtre s’appelle padpa-radscha qui signifie « fleur de lotus »,
– le saphir jaune s’appelle topaze orientale,
– le corindon rose, saphir rose,
– le corindon vert s’appelle péridot oriental,
– le corindon incolore est appelé leucosaphir,
– et le corindon à plusieurs couleurs est appelé saphir polychrome.
LE SAPHIR
Nom : CORINDON
Variété : saphir .
L’origine du nom vient de l’hébreu « sappir » qui veut dire pierre bleue. Vers 1800, on découvrit que le saphir et le rubis étaient des pierres précieuses de la famille de corindon. Par la suite, seule la variété « bleu » reçoit le nom de saphir.
Sa couleur « bleu »peut être associée avec différentes nuances : incolore, rose, orange, jaune, vert, violet et noir. Les corindons rouge clair, rose et violet sont en général classés parmi les saphirs. Ce sont les fer et le titane (Fe, Ti) qui donnent au saphir sa couleur « bleu », le Fe qui colore les pierres en violet. Une teneur moindre en Fe produit les jaunes et les verts. Le chrome donne la couleur rose. Mais la couleur la plus recherchée est le bleu, bleuet pur.
– Sa cassure est de conchoïdale, inégale et esquilleuse.
– Système cristallin rhomboïdrique, cristaux pointus aux deux bouts, forme de tonneau.
– Le saphir est transparent, translucide ou opaque.
– Son éclat est vitreux mais brillant.
– La fluorescence n’est pas identique pour tous les saphirs. Ella varie suivant la couleur et le lieu d’origine :
• le saphir bleu : violet à nul
• le saphir jaune : faible orange
• le saphir incolore : jaune orangé
– sa densité est de 3,94 à 4
– clivage : aucun
– axes optiques et signe : anisotropique
– birefringence : 0,008
– polariscopie : rétabli tous les 90° (sauf dans l’axe optique)
– la dispersion : 0,018 (0,011)
– pléochroïsme : net (rouge violacé et rouge brunâtre à rouge orangé).
– Résistance à la chaleur : commence à fondre à 2050°C (il est infusible s’il est chimiquement pur)
– Résistance aux acides : inattaquable.
– Inclusion : des aiguilles de ritules donnent à la pierre un éclat soyeux. En plus, en grande quantité, elles produisent l’effet dit « œil de chat » ou bien une étoile à 6 branches : le saphir est alors étoilé.
– Le saphir bleu : Le véritable saphir est le corindon bleu de joaillerie. Les nuances dues aux impuretés de fer et de titane sont nombreuses mais la plus estimée est le bleu clair et profond.
– Le saphir rose : Le saphir rose pur est coloré par l’infime trace de chrome. En qualité plus importante, elles forment une gamme continue de couleur jusqu’au rubis.
– Le leucosaphir : Les différences de couleur entre corindons sont dues à des traces d’oxydes métalliques. Le corindon sans impureté, donc sans couleur est rare, on l’appelle saphir incolore ou leucosaphir.
– Le padparadscha : Saphir orange rosâtre, très rare. Seul corindon avec le rubis à porter un nom distinct du terme de saphir éventuellement associé à une couleur. Ce nom vient du cinghalais et signifie « fleur de lotus ». Les traces de fer produisent la pierre rose-orange ; le fer et le titane donnent une pierre pourpre.
– Le saphir jaune : On appelle le saphir jaune « topaze orientale ».
– Le saphir vert : Beaucoup de saphirs qui semblent verts se composent en réalité d’une alternance de très fines bandes bleues et jaunes, visibles au microscope.
LE RUBIS
Nom : CORINDON
Variété : Rubis .
L’origine du nom vient du latin « rubus » qui veut dire rouge. La substance colorante est le chrome (Cr), parfois additionné du fer lorsque la couleur de la pierre tire sur le bois. Le rubis est de couleur rouge, rouge rosâtre, rouge légèrement brunâtre. C’est un minéral transparent ou opaque qui a un éclat vitreux mais brillant. La fluorescence est forte (rouge carmin) et sa cassure est conchoïdale), inégale et esquilleuse. Il a de pléochoïsme net : rouge violacé et rouge brunâtre au rouge orangé. Bien que le rubis n’est pas clivable, cependant il peut être fragmenté selon certaine direction. La nature des inclusions , canaux peut être déterminée par l’inclusion liquide formée de nombreuses indications des lieux d’origine de la pierre. Les inclusions de rutile donnent à la pierre un reflet doux appelé « soie ». Au « rubis », il peut arriver que des canaux se recoupent dans 3 directions qui causent l’astérisme d’une pierre.
ETUDE DES FORMATIONS GEOLOGIQUES
Le corindon ne se forme qu’à haute température, lorsque le milieu est déficitaire en silice et ne peut plus créer des cristaux feldspathiques ou feldspathoïdiques. Il se rencontre dans certaines roches éruptives pauvres en silice mais aussi dans les calcaires cristallins, micachistes, gneiss issus du métamorphisme des roches alumineuses, ainsi que dans les pegmatites qui les recoupent. En raison de sa dureté élevée D = 9, le corindon se rencontre dans les alluvions (la plupart des gemmes de qualité sont recueillis en placers) (cours 4ème année géologie).
ORIGINE DU CORINDON : Saphir et rubis
On peut à priori envisager plusieurs roches mères possibles pour le corindon gemme : roche sédimentaire, roche métamorphique ou roche magmatique.
Les roches à corindon d’origine sédimentaire
Le corindon se rencontre dans les alluvions et la plupart des gemmes de qualité sont recueillis en placers ou dans les éluvions. Les gisements alluvionnaires résultent de l’altération météorique des gîtes primaires et de la reconcentration du corindon par les eaux de surface. Cette altération conduit à la transformation en latérite des roches encaissantes. Une partie du corindon dans les gîtes primaires libérés migre vers le bas et peut former des concentrations d’intérêt économique. On distingue :
– les gîtes éluvionnaires,
– les gîtes alluvionnaires anciens,
– les gîtes alluvionnaires actuels.
Les roches à corindon d’origine métamorphique
La roche mère du rubis est principalement un marbre dolomitisé dû au métamorphisme de contact d’un calcaire par un granite. Les roches à corindon d’origine de métamorphisme de contact ne sont pas très intéressantes.
Ex : Au Sri-Lanka, l’origine des corindons est très liée au métamorphisme de contact, les conditions de pression et température sont de 7 à 8 kb, 700 à 800°C (comme faciès granulaire) .
Les roches à corindon d’origine magmatique
Les roches à corindon d’origine pegmatique
Le corindon se présente comme un minéral d’endomorphisme au contact de syénites néphelitiques ; la nepheline est un feldspathoïde hexagonal. L’abondance d’aluminium donne un syénite à corindon. La désilicification progressive d’un magma granitique au contact d’une péridotite ou un climat catazonal forme le corindon cristallisé dans des pigmatoïdes réactionnelles (plumasites).
Les roches à corindon d’origine volcanique
Les corindons existent en xénocristaux dans des basaltes. Ils se présentent sous forme de prismes corrodés et sont emballés dans des basaltes qui les ont arrachés à la base de la croûte terrestre fondue.
Ex : Les saphir d’Ankaratra ou de Diégo sont des saphirs d’origine basaltique.
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Table des matières
INTRODUCTION
Première partie : GENERALITE ET ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I – LES CARACTERISTIQUES DISTINCTIVES DES SAPHIRS ET RUBIS
I.1 – GENERALITES SUR LE CORINDON
I.2 – LE SAPHIR
I.3 – LE RUBIS
Chapitre II – ETUDE DES FORMATIONS GEOLOGIQUES
II.1 – INTRODUCTION
II.2 – ORIGINE DU CORINDON
2.1 – Les roches à corindon d’origine sédimentaire
2.2 – Les roches à corindon d’origine métamorphique
2.3 – Les roches à corindon d’origine magmatique
2.3.1 – Les roches à corindon d’origine pegmatique
2.3.2 – Les roches à corindon d’origine volcanique
II.3 – MONOGRAPHIE DES GISEMENTS DE CORINDON
3.1 – Historiques de corindon de Madagascar
3.2 – Gisement de la région d’Andranondambo
3.3 – Gisement de la région de Vatomandry
3.4 – Gisement des régions d’Ambilobe et d’Anivorano
3.5 – Gisement de la région d’Ilakaka
CHAP III – LES DEFAUTS RENCONTRES DANS LE SAPHIR ET LE RUBIS
III.1 – GENERALITES
III.2 – LES INCLUSIONS
2.1 – Inclusions protogénétiques
2.2 – Inclusions syngénétiques
• Solides
• Liquides
• Gazeuses
• Biphases
III.3 – LES FRACTURES, FELURES ET DECOLLEMENT
III.4 – CLASSIFICATION DES INCLUSIONS
• Solides
• Solidifiées
• Fluides
III.5 – LE MATERIEL UTILISE
5.1 – Méthode de détermination des inclusions
a- Méthode optique
b- Méthode spectroscope
5.2 – Appareillage
5.3 – Description de l’étude
Deuxième partie : ETUDE EXPERIMENTALE
Chapitre I : ANALYSE ET DETERMINATION DES INCLUSIONS SUR LE RUBIS ET SAPHIR DE MADAGASCAR
I.1– OBSERVATION ET ANALYSE SUR LAME MINCE
I.2 – INCLUSIONS RENCONTREES DANS LE SAPHIR
2.1 – Le saphir dans la région d’Ilakaka
a- Etude macroscopique
b- Etude microscopique
2.2 – Le saphir bleu dans la région de Diégo et d’Andranondambo
a- Etude macroscopique
b- Etude microscopique
2.3 – Le saphir de la région d’Ambondromifehy
I.3 – INCLUSIONS RENCONTREES DANS LE RUBIS
3.1 – Le rubis dans la région de Vatomandry
a- Etude macroscopique
b- Etude microscopique
3.2 – Le rubis dans la région de Beforona
a- Etude macroscopique
b- Etude microscopique
3.3 – Le rubis dans la région d’Andilamena
a- Etude macroscopique
b- Etude microscopique
Chapitre II : INTERPRETATION ET ANALYSE DES RESULTATS
Chapitre III : LES IMPACTS SUR LA TAILLE
III.1 – LE BUT DE LA TECHNIQUE DE LA TAILLE
1.1 – Généralités
1.2 – Les principales tailles des pierres
a – Taille à facette
b – Taille à cabochon
III.2 – IMPACTS SUR LA TAILLE
2.1 – La grandeur des inclusions
2.2 – Le contraste
2.3 – La pureté
2.4 – La position des inclusions
III.3 – AUTRES IMPACTS
3.1 – Le coût
1.1 – Sur le marché local
1.2 – Sur le marché international
3.2 – Les traitements des pierres
3.3 – Les pierres synthétiques
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE
