Les Grenats Proprietes

J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011

Les Grenats Nature, Structure et Proprits

Dr. @l[in @BRE@L

Les grenats sont connus comme pierre fine depuis lantiquit. De part leur clat et leurs couleurs qui couvrent la quasi-totalit de larc en ciel, les grenats offrent une palette de nuances et de beaut quasi incomparable. De surcrot, ils sont abondants partout dans le monde. En France, ils sont rpertoris sur la quasi-totalit du territoire, hormis les grands domaines sdimentaires : dans les zones dobduction et de rodingites alpines et corses, dans les roches mtamorphiques du Finistre ou des Maures, dans les skarns pyrnens, dans les clogites dArmorique, ou encore dans les pegmatites limousines.... Ils offrent au minralogiste amateur que je suis, des perspectives de sorties sur le terrain trs nombreuses et dincomparables sources de plaisir. Minraux aux proprits souvent bien tablies, de compositions chimiques relativement simples, ils sont utiliss comme gothermobaromtres, car ils sont les indices, mieux, les tmoins, des conditions gologiques sous lesquelles leurs roches environnantes se sont formes. Cest ainsi quils sont parmi les principaux minraux indicateurs de la prsence de diamants (pyropes et majorites) Alors, que dire, quand partir des tudes bibliographiques et des observations des grenats rcolts sur site, lhistoire gologique des 500 derniers millions dannes de la France se dvoile. Les grenats sont des minraux qui devraient rassembler davantage de personnes autour des centres dintrts quils procurent, comme lments fdrateurs entre les passionns de minralogie, plus attirs par la beaut dune pice et le plaisir de la dcouverte, et les gologues, plus puristes, scientifiques, dont le but est davantage la comprhension de mcanismes, bref entre ceux qui prennent plaisir dcouvrir ce quest notre Terre et ceux qui prennent plaisir dcouvrir do vient notre Terre.

Alain Abreal, le 21 septembre 2010

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Livre 1 - Nature, Structure et Proprits

1.

HISTORIQUE

Les grenats sont connus depuis trs longtemps puisque Thophraste (v372 v287 av JC) lavait dj dnomm anthrax=charbon. Puis, il fut dcrit par Pline lancien, naturaliste du dbut de notre re (23-79 aprs JC) qui dnomma le grenat almandin carbunculus = charbon ardent, en corrlation avec sa couleur la plus rpandue. Le nom grenat est quant lui plus rcent puisquil date de 1270. Il fut utilis pour la premire fois par le thologien et philosophe allemand Albert le Grand (1193-1280) qui laurait ainsi nomm soit partir du nom latin malum granatum= pomme grains= grenade, pour sa couleur, soit partir de granum = grain pour sa forme. Pierre fine, le grenat est connu pour sa couleur rouge-brun. Toutefois, le grenat ou plus exactement les grenats sont en fait toute une famille de minraux silicats, dont la structure cubique de la classe 4/m32/m est bien dfinie, mais dont les lments chimiques peuvent varier et ainsi influencer la couleur des grenats. Certains sont jaunes, verts, ou noirs. Seule la couleur bleue na pas t rpertorie.

2.

DEFINITIONS STRUCTURE

2.1 DfinitionLes grenats sont des solutions solides de ples limites dfinis par leur composition X3Y2 [SiO4]3 du groupe cristallographique 4/m32/m du systme cubique.

2.2 CompositionLes grenats purs ou ples limites sont dfinis par leur composition chimique X3Y2 [SiO4]3 avec : X : lment de degr doxydation +II, en site octadrique de coordinence 6 : Mg, Fe2+ ou Ca Y : lment de degr doxydation +III, en site pseudo-cubique de coordinence 8 : Fe3+, Al, Cr voire Zr (grenat kimzeyite) ou V (grenat goldmanite). [SiO4] : avec Si en site ttradrique de coordinence 4 Tous les sommets de ces volumes gomtriques tant occups par des atomes doxygne. On dfinit ainsi toute une famille de minraux que lon dcompose en fonction de ces lments. Les Anglosaxons, depuis Winchell en 1933, prfrent dcomposer la famille des grenats partir des lments bivalents. Ils parlent ainsi de grenats du groupe Ugrandite, pour uvarovite (u), grossulaire (gr) et andradite (and) dont llment bivalent est le calcium, et du groupe Pyralspite, pour pyrope (pyr), almandin (al) et spessartine (sp) dont llment bivalent nest pas le calcium. En France, la distinction seffectue plutt sur llment trivalent Al, Fe3+, V ou Cr. Al PYROPE ALMANDIN SPESSARTINE GROSSULAIRE DEMANTODE HESSONITE Mg3Al2 [SiO4]3 Fe3Al2 [SiO4]3 Mn3Al2 [SiO4]3 Ca3Al2 [SiO4]3 Ca3Al2 [SiO4]3 Ca3Al2 [SiO4]3Page 152 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011Fe ANDRADITE CALDERITE MAJORITE SCIAGITE UVAROVITE KNORRINGITE GOLDMANITE KIMZEYITE Ca3Fe2 [SiO4]3 Mn3Fe2 [SiO4]3 Mg3(Fe, Si) 2[SiO4]3 (dcouverte dans une mtorite) Fe3Fe2 [SiO4]3 Ca3Cr2 [SiO4]3 (Ca,Mg)3Cr2 [SiO4]3 Ca3V2 [SiO4]3 Ca3Zr2 [Al2SiO12]

Cr

V Zr

On peut galement citer quelques grenats hydrats qui ne rpondent pas exactement la formule des grenats bien que voisins : des groupements hydroxyles OH viennent partiellement remplacer les groupements SiO4 dans la structure du grenat grossulaire. Hydrogrossulaire: dont Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x Hibschite : Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x (avec x entre 0,2 et 1,5) Katoite : Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x (avec x > 1,5) Ca3Ti4+Fe2+(SiO4)3 Ca3(Ti4+,Fe3+)2[(Si,Ti)O4]3

Et aussi Morimotoite : Schorlomite :

2.3 Des silicatesLes silicates sont les lments principaux de lcorce terrestre. Pour les distinguer, trois catgories ont t cres : les silicates des roches acides (feldspaths, micas, sphnes, tourmaline, bryl, zircon), les silicates des roches basiques (pyroxnes, amphiboles, pridots, zolites) et les silicates de mtamorphisme dont font parties les grenats (mme si on trouve des grenats dans certaines pegmatites). Les silicates de transformation mtamorphique se distinguent galement en fonction de leur teneur en aluminium et en eau ou hydroxyles : silicates dalumine : anhydres ou peu hydrats : hydrats : andalousite, disthne argile grenats, chlorites, serpentine

silicates non exclusivement alumineux : - anhydres ou peu hydrats : - hydrats :

Les grenats sont donc des silicates et plus prcisment, des nsosilicates, du grec (le), car ils sont forms de ttradres [SiO4] isols, non relis entre eux.

2.4 StructureCest MENZER en 1926, qui dfinit le premier la structure du grossulaire. Trois ans plus tard, il tablit que les deux groupes de grenats, les pyralspites et les ugrandites sont isostructuraux du grossulaire.

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Figure 1 : Structure des grenats en 3D et selon la projection selon un axe A4

2.5 MorphologieLes grenats sont des minraux isomorphes, du groupe 4/m32/m du systme cubique, avec des formes drives en dodcadre rhombodal (ou rhombododcadre) (surtout dans les roches mtamorphiques) et trapzodre : Ttragonotrioctadre (plutt dans les pegmatites). Aucun clivage na t observ.

Z

1-12

Z

112

101

0112-11 1-21 211X

121Y

1-10

X

110

Y

1-2-1 2-1-1

21-1

12-1

10-1

01-11-1-2 11-2

Rhombododcadre {110} dit grenatodre

Ttragonotrioctadre {211}

1-12 101 1-21 2-11 1-10 1-2-12-1-1X

Z

112 011 121 110Y

1-12 101 1-21 2-11 1-10 1-2-1 2-1-1 10-1 1-1-2X

Z

112 011

211

211 110 21-1

121Y

21-1 10-1

12-1 01-1

12-1

1-1-2

11-2

01-1 11-2

Combinaisons de {110} et {211} Figure 2 : Principales formes des cristaux de grenats (logiciel faces) Page 154 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011La structure des grenats est donc constitue par des octadres et des ttradres dans une structure cubique dans laquelle, tous les oxygnes sont identiques, chacun tant la fois un sommet dun octadre et dun ttradre. La maille est de dimension trs importante puisque chaque maille contient pas moins de 96 oxygnes. Il est amusant de rappeler que Hay a dmontr par le calcul que la forme dodcadre du grenat tait la mme que l'alvole des abeilles et que le grand angle de chaque rhombe tait de 109,28'16" ce qui, a capacit gale, donne la plus petite surface possible.

3.

PHENOMENES DE SUBSTITUTION

3.1 Les grenats : un groupe plutt quun minralLes minraux sont des composs chimiques plus ou moins complexes qui se prsentent selon des structures cristallines prcises. La complexit des compositions chimiques provient notamment de lexistence de substitutions dlments par dautres, dans la maille du cristal. En raison de ces variations de composition, les minraux sont souvent dsigns, sous le nom de groupe, reprsentatifs des solutions solides cristallines entre minraux limites : on parle donc de groupe des amphiboles, des pyroxnes, des tourmalines ou encore des grenats.

Figure 3 : Grenatodre : briques lmentaires La cristallisation des grenats est due lassemblage de micro rhombodres. Ttragonotrioctadre compos de micro rhombodres - Hessonite du Pakistan (1,5 mm) Page 155 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 3.2 DfinitionDans tout cet expos, nous entendrons par minral limite, ou ple minral, un minral pur qui reprsente un ple du diagramme binaire, ternaire, ou quaternaire, dune famille de composs. Ainsi les pyrope, almandin et spessartine sont les ples ou minraux limites des grenats Pyralspites ; hdenbergite et diopside sont les minraux limites o ples des pyroxnes de compositions (Fe, Mg) SiO3. Les grenats sont dfinis partir de la formule X3Y2 [SiO4]3 et de la structure qui lui est associe. Toutefois, les cations X et Y peuvent reprsenter diffrents lments. De surcrot, ces lments peuvent se substituer les uns aux autres. La composition dun minral naturel grenat nest quasiment jamais pure ; trs souvent, il sagit en fait dun mlange local de plusieurs grenats. Ainsi par exemple un grenat de la famille pyralspite aura en fait la composition x % dalmandin + y% de pyrope + z% de spessartine, avec x+y+z=100. La formule des grenats peut tre crite sous la forme X3A Y2M Z3T O12 avec X = (Ca, Fe2+), Y =(Al, Fe3+) et Z = Si ; les exposants dcrivant les sites dans la maille, les indices indiquant le nombre d'atomes sur ces emplacements respectifs. Dans ce systme, il y a quatre ples ou minraux limites : Minral limite almandin grossulaire skiagite andradite Site A Fe32+ Ca3 Fe32+ Ca3 Site M Al2 Al2 Fe23+ Fe23+ Site T Si3 Si3 Si3 Si3 O12 O12 O12 O12

3.3 Rgles des substitutions dans les solutions solides - Lois de GoldsmithUn lment en faible concentration dans la source primitive (magma, fluide hydrothermal) ne pourra pas donner un minral en propre du fait de sa forte dilution ou dispersion. Selon ses affinits avec le milieu, soit il donnera des inclusions, soit il prendra place dans le rseau dun minral majeur, en tant qulment de substitution. Cette affinit est directement corrle la taille des ions et leur charge lectronique. GOLDSCHMIDT a mis quatre lois empiriques qui dcrivent la possibilit de substitution dun lment par un autre, celles-ci remises jour donnent comme indications : Loi 1 : Loi 2 : un lment mineur peut se substituer un lment majeur si leurs rayons ioniques ne diffrent pas de plus de 15% par rapport au plus petit. des ions dont les charges lectriques diffrent dune unit peuvent se substituer si leurs rayons sont quivalents. Si la diffrence de charge est suprieure 1, la substitution est alors peu frquente. Si deux ions sont susceptibles doccuper la mme position dans une structure cristalline, le plus petit et/ou celui qui a la charge la plus leve lemportera, car les forces de Van de Walls seront alors plus importantes. En revanche, si les liaisons sont de nature covalente, certaines substitutions autorises par les lois prcdentes peuvent ne pas tre vrifies (sil ny a pas concordance des orbitales atomiques).

Loi 3 :

Loi 4 :

Ainsi, daprs les lois de GOLDSCHMIT, il y a possibilit de remplacement ou de substitution isomorphe (ou diadochique) dun ion par un autre si leurs valences lectrostatiques sont identiques et si les rayons ioniques de ces ions ne diffrent pas de plus de 15%. Par exemple, en ce qui concerne le fer et le magnsium, la forstrite Mg2SiO4 et la fayolite Fe2SiO4 sont isomorphes.Page 156 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011De mme, nous pouvons rencontrer dans de nombreux minraux, en particulier dans les amphiboles, les symboles (Mg, Fe) et (Al, Fe), qui signifient quil y a substitution du magnsium Mg2+ par le fer ferreux Fe2+ dans le premier cas et de laluminium Al3+ par le fer ferrique Fe3+ dans le second.NOTA :

Le magnsium Mg2+ et le fer Fe3+ peuvent galement se substituer, en accord avec la deuxime loi de Goldschmidt. Du fait de leurs tailles trs voisines, et ce malgr leur diffrence de charge qui est neutralise par ailleurs, par la prsence dautres lments ou de dfauts. Une pidote sera plutt verte si le magnsium est remplac par du fer ferreux Fe2+ et plutt brune si il est remplac par du fer ferrique, Fe3+. Dans le cas des grenats, cette substitution peut intervenir sur les deux types de cations X2+ et Y3+. Conformment la loi de Goldschmidt, cette substitution est corrle aux rayons des ions prsents dans les grenats.

3.4 Substitutions : Quelques Remarques Gnrales3.4.1. Influence de la temprature La gamme de composition dans laquelle un minral est stable peut tre considre comme une fonction de la gomtrie et de la taille des sites atomiques (ou ioniques) dans la structure du cristal. Alternativement, ces facteurs dpendent fortement des interactions nergtiques entre les charges des cations et des atomes impliqus. Ces interactions nergtiques dirigent les forces de liaison et peuvent varier avec la pression et la temprature. Par exemple, une augmentation de temprature peut conduire une expansion significative du volume de sites o des cations mtalliques sont lis par des liaisons mtal-oxygne-mtal (M-O-M) ; des cations de grande dimension peuvent alors pntrer dans ces emplacements et, aux tempratures leves, former ainsi des solutions solides totales. Les liaisons Si-O-Si, comme il en existe beaucoup dans les roches constitues de minraux silicats, sont nergiquement plus fortes que les liaisons M-O-M (Putnis 1992). Par consquent, la taille du ttradre SiO4 ne varie gure lorsque la temprature augmente. Or, dans beaucoup de minraux silicats, l'aluminium peut remplacer le silicium dans les sites ttradriques, formant alors des liaisons Al-O-Al. Comme ces liaisons ont une nergie encore plus leve que les liaisons Al-O-Si (Putnis 1992), lexistence de ttradres [AlO4] est donc nergiquement dfavorise, avec comme consquence, la formation de liaisons -Al-O-Si-O-Al-O-Si- comme par exemple dans lanorthite (Laves et Orfvre 1955). Ce comportement est connu sous le nom "dviction de l'aluminium" ou principe dviction de l'Al (Loewenstein 1954), parce quil dcrit limpossibilit nergtique dexistence de ttradre [AlO4] voisin, et car il est la cause du comportement dagencement Si-Al dans nombre de silicates.

3.4.2. Influence de la pression Dans de nombreux cristaux de coordinence polydrique, il y a corrlation entre la pression et la temprature dune part, et la taille des sites dans la maille dautre part, ceci prs quune augmentation de temprature a un effet similaire une diminution de pression, et vice versa. Ainsi pour une solution solide entre le grossulaire et le pyrope, sous de faibles pressions, les sites A de coordinence 8 sont lgrement trop larges pour accueillir les cations Mg2+ (0.97 en coordinence 8) et sont donc principalement occups par des cations Ca2+ de dimension suprieure (1,2 ). Sous des pressions plus leves, ces sites rtrcissent de sorte quil y a alors occupation prfrentielle par Mg2+, expliquant ainsi la prsance du pyrope comme phase haute pression des grenats.

3.4.3. Influence de la taille des cations Les tailles des cations peuvent galement avoir une implication profonde sur le domaine de stabilit de la solution solide. La substitution d'un grand cation comme Ca2+ par de plus petits cations tels Fe2+ ou Mg2+ cause une modification des longueurs de liaisons entre les atomes voisins, pouvant aller jusqu un affaiblissement des liaisons M-O-M et une dformation ou une expansion des sites dans le rseau. Dans ce contexte, Putnis (1992) a prcis qu'une substitution de Ca2+ (1,20 ) par Ni2+ (0,77 ) dans l'olivine a le mme effet structural quune augmentation de la temprature de 20 1000C. Toutefois, des substitutions impliquant des cations avec dePage 157 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011telles diffrences de tailles ne peuvent se produire que si la structure du cristal peut compenser les efforts de contrainte associs une substitution si "difficile". Gnralement, une lvation de la temprature facilite l'incorporation de cations de plus large rayon dans le rseau cristallin, augmentant de ce fait le domaine de stabilit dune solution solide : conclusion confirme par les observations qui ont dmontr que les solutions solides totales pouvaient intervenir haute temprature, mme si des dfauts de miscibilit apparaissent dans ces minraux plus basses tempratures, comme par exemple dans les pyroxnes, les feldspaths, les micas, etc... Il convient de noter que lexpression de solut est rserve pour des phases coexistantes de mme groupe de symtrie spatiale.

3.4.4. Influence de la structure cristalline La gomtrie globale d'une structure cristalline peut galement diriger des substitutions de cations. Prenons une solution solide de grenats avec Mg2+ (0,97 ), Fe2+ (0.86 ), Ca2+ (1,20 ) et Mn2+ (1,01 ) en sites octadriques A, et Al3+ (0,61 ), Fe3+ (0,73 ) et Cr3+(0,70 ) en substitutions sur les sites ttradriques M. La structure du grenat est une succession de ttradres [SiO4] et doctadres [MO6], relis par des sommets communs et formant des pseudo-cubes dforms [AO8] de coordinence 8. L'arrangement spatial des diffrents types de polydres forme une structure tridimensionnelle complexe. En raison des faibles diffrences de taille des cations bivalents, il doit y avoir une trs bonne miscibilit entre les grenats pyralspites ; de mme pour les grenats du groupe ugrandite par la similitude de taille entre les cations trivalents. Les observations sur les grenats naturels confirment ces prvisions. En outre, il tait prvu que des substitutions entre le grossulaire et les pyralspites (almandin et pyrope), soient trs limites ; ce qui nest toutefois pas confirm par les observations. Cette anomalie entre la prvision et l'observation sexplique en considrant la complexit de la structure des grenats. Dans cette structure, le ttradre [SiO4] peut pivoter dans l'espace dans une certaine mesure, accroissant ainsi la taille des sites A et compensant les efforts de contrainte occasionns par la substitution (Fe, Mg) Ca-1 (Putnis 1992). Aussi peut-on trouver trs aisment dans les conditions PT de facis des amphibolites, des solutions solides totales entre grossulaire, almandin et pyrope. Nous pouvons dduire de cet exemple quen plus de la temprature de la pression dune part, et de la taille des cations dautre part, la gomtrie de la structure cristalline a galement un impact important sur le phnomne de substitutions dans un minral. Les structures cristallines les plus complexes sont gnralement plus flexibles que les arrangements gomtriques simples pour compenser les contraintes lies une substitution "difficile". Par exemple, limportance de la substitution Cam-1 entre la chaux CaO, et le priclase MgO, est trs limite, mais est plus importante entre la calcite et la magnsite et est, temprature leve, presque totale entre le grossulaire et le pyrope. En gnral, des tempratures leves et/ou des structures cristallines complexes augmentent sensiblement la possibilit de former des solutions solides totales. Rciproquement, basse temprature, les minraux prsentent des domaines de non-miscibilit ou non solution qui conduisent la coexistence de plusieurs phases basses tempratures. Ces processus dpendent de l'interaction nergtique entre les atomes et les cations dans la structure cristalline.

3.5 Existence de deux groupes de grenatsReprenons la loi de Goldschmidt et appliquons-la aux ions prsents dans les grenats : Les rayons ioniques des principaux ions prsents dans les silicates sont : - Rayons ioniques des cations : - Rayons ioniques des anions : O2- : K+ : Ca2+ : Mg2+ : Al3+ : Si4+ : 1,40 (1 = 10-10 m) 1,33 0,99 , Na+ : 0,95 0,65 Fe2+ : 0,74 0,50 Fe3+ : 0,67 0,41

Mn2+ : 0,80

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A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011A partir des valeurs des rayons ioniques des principaux lments des grenats, il apparat 2 groupes distincts de cations dont les rayons ioniques et par consquent les volumes sont voisins et infrieurs aux 15% limites de la loi de Goldschmidt : Ca-Na, Fe-Mg puis Al et Si. Il convient dimaginer comment ces anions oxygne peuvent sorganiser en coordinence autour de ces cations en fonction de leur volume et de leur charge lectrostatique : - Mg2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Al3+ et Ti4+ sont prfrentiellement en coordinence octadrique, relis 6 anions oxygne O2-. - En outre, de par sa petite taille, Al3+, peut galement tre en position ttradrique. - Si4+ nest prsent que dans des sites ttradriques. - Les cations Ca2+ et Na+, nettement plus volumineux, sont plutt prsents dans des sites cubiques, entours par 8 atomes doxygne. Ainsi, on retrouve la description des silicates et des grenats en particulier. A savoir quils sont forms de ttradres SiO4, doctadres XO6 avec X=Mg2+ou Fe2+ pour les grenats pyralspite et Ca2+ pour les grenats ugrandite, et de ttradres YO4 avec Y=Al3+, Fe3+ ou Cr3

K

Ca Na

Mg FeO K Ca Na Fe++ Mg Al Si

Al

Si

O

Figure 4 : Reprsentation schmatique des dimensions respectives des principaux ions prsents dans les silicates.

Mais le passage continue entre un grenat pyralspite et un grenat ugrandite est difficile car la dformation locale engendre par la prsence dans des sites quivalents de deux ions de dimensions trop diffrentes ( Ca dune part et, Mg ou Fe2+ dautre part) saccompagne de contraintes trop importantes, sauf dans le cas des grenats malais (solution solide de spessartine et de pyrope, qui renferme un peu de grossulaire). Le nom donn au grenat, qui nest donc en fait quune solution solide de plusieurs grenats appartenant un mme groupe, est celui du grenat limite du domaine de substitution dont la concentration dans le grenat naturel est la plus importante. Voici quelques exemples de grenats naturels particuliers : le grenat rhodolite dont la couleur varie du rose rouge au pourpre a une composition moyenne de 2 :1 entre le pyrope et lalmandin. De mme, le grenat malais dont la couleur varie du jaune, lorange et au rouge, a une composition intermdiaire entre le spessartine et le pyrope, et la particularit de renfermer galement un peu de grossulaire. Cest ainsi que la distinction groupe pyralspite - groupe ugrandite prend toute sa signification. Un grenat naturel de type pyralspite par exemple, aura presque toujours une composition ternaire entre les trois ples pyrope,Page 159 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 s. ,almandin et spessartine, avec des proportions de Fe et Mg non nulles et possibilit davoir galement du manganse Mn. On parle de solution solide des composs limites du diagramme ternaire. De mme, un grenat appartenant au groupe ugrandite aura une composition intermdiaire entre le grossulaire et groupe landradite avec un mlange de Fe3+ et Al3+. La prsence de chrome Cr3+ nintervient que dans les grenats fortement colors en vert, car le pouvoir couvrant du pigment chrome est trs important.

Figure 5 : Prsentation des deux groupes de substitution des grenats

3.6 Stabilit des grenats naturelsLes solutions solides de grenats sont thermodynamiquement instables. Il y a naturellement rquilibrage des concentrations en les diffrents lments chimiques par diffusion ltat solide. Nanmoins, comme cette diffusion nest que trs lente aux basse stempratures (T < 400 C), il ny a pas vraiment dhomognisation, mme pour des grenats de plusieurs milli millions dannes. Ainsi trouvons-nous de nos joursdes grenats zons dont les ananlyses, rvlant les modifications de composition nous ou de conditions physiques de pression et de temprature P de leur roche mre. P-T Ce nest quaux hautes tempratures, du facis des granulites ou des clogites que les grenats tendent vers des des compositions homognes.

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Photo 1 : Hessonite, val di ala, Pimont Photo 2 : Uvarovite, Russie Photo 3 : Grossulaire, Namibie Photo 4 : grossulaire

Photo 5 : Hessonite, val di ala, Pimont Photo 6 : Hessonite, Asbestos, Canada Photo 7 : Tsavorite, Afghanistan Photo 8 : Grossulaire, Mali

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4.

PROPRIETES MINERALOGIQUES6,5-7,5 3,4 4,3 nsosilicates cubique 4/m ba3 2/m habituellement rhombododcadres, Ttragonotrioctadre, ou combinaison de ces deux formes. Plus rarement hexaoctadres. galement massive ou en grains fins 1,72-1,94 0,000-0,005 non toutes sauf le bleu, selon les varits. vitreux rsineux, possibilit de chatoiement d la prsence de fines inclusions de pyroxnes ou damphibole. existence de grenats toils, essentiellement 4 branches. transparent opaque aucun conchodale, parfois fragile blanc

4.1 GnralitsDuret : Densit : Classe : Systme cristallin : Habitus :

Indice de rfraction : Birfringence : Plochrosme : Couleur : Eclat :

Transparence : Clivage : Fracture : Trait :

Figure 6 : Densit de diffrents grenats et un exemple dhydrogrenat

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A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 4.2 Paramtres de mailleIl existe plusieurs relations empiriques qui permettent de calculer le paramtre de maille a dun grenat en fonction des lments qui le constituent : Voici celle de Mac Cornell : a () = 9,9 + 1,212 r(X) + 1,464 r(Y) o r(X) et r(Y) sont les rayons ioniques des cations X et Y ; Toutefois, ces formules ne sont valables que pour des grenats purs, limites des domaines de substitution, et ne peuvent donc tre quindicatives.

Figure 7 : Paramtre de maille du systme cubique pour diffrents grenats

4.3 Indices de rfractionLes grenats ont des indices de rfraction levs qui leur confrent un clat trs chatoyant les faisant souvent utiliss en joaillerie

Figure 8 : Indices de rfraction des principales varits de grenats.

4.4 IdentificationPendant de longues annes, la reconnaissance des diffrents spcimens dcouverts a t effectue par des mthodes de mesure de masse spcifique, puisque le volume de la maille et sa masse dpendent de la composition du type de grenat. Cependant, ces mthodes taient entaches derreurs dues, dune part aux faibles diffrences de densits entre les grenats, mais surtout au fait que les grenats naturels ne sont pas purs et parce quils possdent souvent des inclusions qui viennent fausser les mesures. Aujourdhui, hormis les analyses chimiques, les meilleures mthodes didentification effectues sur les grenats gemmes sont dorigine optique : par tude des spectres dabsorption, des mesures dindices de rfraction et la comparaison des couleurs.Page 163 -


Photo 9 : Fluorine sur spessartine, Tonghein, Chine

Photo 10 : Spessartine, tourmaline et albite, Pakistan

Photo 11 : Uvarovite, Russie

5.

PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES DOMAINES DE STABILITE

5.1 IntroductionLes grenats sont trs souvent associs dans lesprit des gens au mtamorphisme d un accroissement de pression. Il est vrai que les mcanismes de collision, en particulier dans les squences plitiques, sont une source de micaschistes grenat trs frquentes en France. Cependant, il est trs restrictif de se limiter la seule influence de la pression sur la formation des grenats. Pour sen persuader, il suffit de considrer les diffrents types de gense des grenats, pour se persuader de la complexit des mcanismes et des facteurs qui peuvent les influencer. Ainsi, le mtamorphisme rgional, avec augmentation de pression, nest pas la seule cause de formation des grenats. Ceux-ci peuvent apparatre sous des pressions faibles modrs, par augmentation de temprature (mtamorphisme de contact et mtasomatose dans des skarns), par cristallisation de roches magmatiques, granites et pegmatites o ce sont les concentrations qui sont les moteurs essentielles de la cristallisation des grenats, ou bien mme par dpt de fumerolles, sous la pression atmosphrique. Par consquent, ce paragraphe ne va prsenter que des gnralits, et je vous renvoie dans les descriptifs de la ptrologie de chacun des sites dtaills dans mon livre, pour avoir plus de prcision sur les paramtres physicochimiques de la gense des grenats.Page 164 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 5.2 Diffrentes genses des grenatsIl apparat dans ce rcapitulatif des diffrentes genses des grenats que ces derniers peuvent avoir des origines trs varies ; on a mme identifi de landradite dans la mtorite Allende, une chondrite carbonate qui serait lune des roches les plus anciennes du systme solaire, son ge tant estim 4,5 milliards dannes. Toutefois, ils ne peuvent se former que si certaines conditions de composition chimique de la roche mre et autre conditions thermodynamiques sont bien remplis [A. MIASHIRO] (temprature, pression, fugacit de loxygne), pour promouvoir leur formation. Compte tenue de la grande diversit de leurs types de genses, ses diffrentes conditions ne sont gure restrictives, de sorte que les grenats peuvent se former sous des domaines de conditions PT trs larges. Ainsi, les grenats ont t identifis sous des conditions de pression allant de la pression atmosphrique pour les fumeroles de Menet, des pressions de plusieurs GPa (1,8 GPa = 65 km pour les clogites de lile de Groix). Le domaine de temprature dexistence des grenats est aussi trs large, mais il est toutefois corrl la pression. Sous de faibles pressions les grenats almandins vont se transformer en staurotide si la temprature dpasse 500C (squence mtaplitique). En revanche, pour des pressions plus leves, les grenats vont tre stabiliss sur un trs large domaine de temprature, couvrant la quasi totalit du domaine de temprature de 300C lanatexie. Pour les tempratures les plus basses, il ne semble y avoir quune limite informelle due aux cintiques. En de de 300C, il ny a plus de phnomnes hydrothermaux capables de dissoudre les mtaux formateurs des grenats pour aller les concentrer dans une zone o les grenats pourraient cristalliser, et les mcanismes de diffusion et de cristallisation tant acclrs par lnergie thermique, ou plus simplement par la temprature, ils sont fortement ralentis, voire stopps si la temprature est trop basse. En ce qui concerne la limite haute du domaine dexistence des grenats, elle semble ntre autre que la courbe des solidus des roches mres. En revanche, la composition du grenat, ou plus exactement sa zonation, cest--dire sa composition en fonction de la position entre le cur et la surface dun cristal, ont tendance voluer lorsque les conditions, de pression notamment, voluent pendant la cristallisation du grenat. Ainsi, si les conditions de fugacit de loxygne ne viennent pas influencer les mcanismes de cristallisation des grenats, ceux-ci ont tendance avoir des compositions locales qui voluent du cur vers la surface dune composition riche en ple spessartine, puis en ple almandin, et enfin en ple pyrope, si la pression sest accentu au cours de la cristallisation. Ainsi, dans les grenatites de Bournac, extraites dun ancien volcan, on trouve des grenats de haute pression, pyropes, partiellement fondus.

Figure 9 : Menet (15) : Grenats de fumerolles daprs Pierre Thomas Ces grenats se sont dvelopps le long de fissures parcourant le dme trachytique de Menet. De la vapeur d'eau surchauffe, charge de CO2 et autres gaz, contenait des ions SiO4 4-, Ca2+, Mn2+, Fe2+ ... La baisse de temprature prs de la surface a entrain le dpt d'oxydes et de silicates divers le long des fractures, dont ces grenats mangansifres (spessartine, hanleite). Habituellement, les grenats (magmatiques ou mtamorphiques) cristallisent dans les 3 dimensions de l'espace. Ces grenats hydrothermaux de Menet n'ont pu se dvelopper que dans 2 dimensions (celles de la fracture) et ont donc la forme de plaquette hexagonale (la plus grande section d'un rhombododcadre est un hexagone). Page 165 -


ProcessusMagmatiques

Groupe de rocheultrabasiques acides Alcalines pridotite Granodiorite granite Kimberlite granite

Grenatuvarovite almandin pyrope Spessartine mlanite

ExempleRussie St Jacut (22) Caladroi (64) Afrique du sud Madagascar, Brsil, Chine Mali Menet (15)

Pegmatitiques hydrothermaux Post volcaniques Mtamorphisme de contact, Mtasomatose post magmatiques MT-BP Mtasomatose post obduction MT-BP

acide Basiques ultrabasiques Fumerolles sur trachytes Calco-magnsiens Schiste, grs Basiques ultra basiques

skarn cornennes

Grossulaire, andradite Almandin, andradite, sciagite

Costabonne (65) Flamanville (50) Asbestos (Canada), Val dAla (Italie) Le Conquet (29) Massif des Maures (83), Bas limousin (86), Deux -Svres (79)

amphibolites

Mtamorphisme rgional Mtamorphisme de collision

Acide, plitiques

Micaschistes

Almandin, pyrope, rhodolite Spessartine, almandin Almandin, grossulaire Almandin Spessartine, Almandin Spessartine, Almandin, pyrope Almandin

Facis des schistes bleus BT-MP Facis des amphibolites MT-MP Facis des granulites HT-MP Mafiques Facis des ultramafiques schistes bleus MT-MP Mafiques Facis des ultramafiques clogites HT-HP Acides, plitiques micaschistes

Ile de Groix(56), rgion nantaise Ile de Groix(56), rgion nantaise (44-85) Ile de Groix(56)

Mtamorphisme de subduction

Table 1 : Principales genses de grenats. Les conditions PT ont t prcises pour les grenats dorigine mtamorphique. Pour les pegmatites, celles de Madagascar ont t formes entre 0 et 30 km. Il est donc difficile voir impossible de corrler quelque effet de la pression et la cristallisation des grenats. Celle-ci est principalement due une variation des concentrations en Mn dans la phase liquide. Pour les mtasomatoses, la cristallisation des grenats est principalement due la diffusion dlments mtalliques dans un milieu carbonat

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A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 s. ,

Figure 10 : Domaine dexistence simplifi des grenats dorigine mtamorphique en fonction des conditions PT et donc des facis mtamorphiques Des cornennes de Flamanville (mtamorphisme de contact) aux clogites vendennes (mtamorphisme de subduction), les domaines dexistence des grenats couvrent la majeure partie des conditions PT de la lithosphre 1 : grenat dans glaucophanite, ile de Groix 2 : grenat dans cornennes, Flamanville 3 : grenat dans granulites 4 : grenat et staurotide, Cavallaire 5 : grenat et omphacite dans clogite, St Philbert de Bouaine Page 167 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 5.3 Domaine de stabilit par grenat5.3.1. Gnral Lorsque la temprature augmente, la structure du grenat peut accepter les cations Fe et Mg de faible rayon ionique, au dtriment de Ca et Mn dont le rayon ionique est plus grand. A pression constante, laugmentation progressive de la temprature enrichit un grenat en almandin et en pyrope. La substitution Ca,Mn -> Fe,Mg tend diminuer le volume molculaire du grenat : une forte pression tend donc stabiliser un grenat riche en almandin ou en pyrope. En consquence, une aggravation des conditions, que ce soit pour la pression ou pour la temprature, dplacera la composition des grenats vers les pyralspite, une raisonalisation des conditions favorisera la formation dugrandites. Bien que mtastables sous la pression atmosphriques, les grenats sont assez durs (utiliss comme abrasifs) et stables chimiquement. On peut ainsi trouver des gisements de grenats de type secondaire, sous formes de galets, et dans des sables dtritiques. 5.3.2. Grenats Rhodolite Les grenats sont une solution solide de composition intermdiaire entre plusieurs ples minraux limites. Les rhodolites, sont des grenats intermdiaires entre almandin et pyrope, de composition gnrique (Fe,Mg)3Al2[SiO4]3. Compte tenu de la substitution quasi gnralise en minralogie entre les cations Fe2+ et Mg2+, que lon rencontre dans les pyroxnes ou dans les pidotes par exemples, et frquemment exploite en gothermobaromtrie, il est commun que les grenats dnomms logiquement et minralogiquement almandin ou pyrope, soient en fait des rhodolites . Plus la couleur des rhodolites tend vers le rouge-brun, plus la teneur en Fe, et donc en almandin, est leve, alors quun surplus de teneur en Mg donne aux rhodolites, une couleur rose pourpre, qui est lorigine tymologique de leur nom (du grec rhodon = rose).ALMANDIN

Lalmandin est sans contexte le grenat le plus rpandue, car form partir des lments chimiques les mieux rpartis dans la lithosphre (Fe, Al, SiO2). On peut le rencontrer dans les roches magmatiques (en solution avec le spessartine), ou dans des roches mtamorphiques basiques telles les clogites. Nanmoins, sa zone de prdilection est le mtamorphisme rgional de sdiments plitiques, o il peut tre trs abondant dans les roches schisteuses (micaschistes ou gneiss). Son domaine dexistence recoupe donc la quasi-totalit du domaine PT de la zone de pression atmosphrique aux hautes pressions, des tempratures moyennes lanatexie. Seule la zone moyenne haute temprature sous trs basse pression dans les roches plitiques, ne permet pas de former des grenats, mais des staurotides.

5 4 3 2 1

P (hPa)

5 4 3

P (hPa)

almandin

2 1

spessartine

400 600 800 1000 1200

T (C)

400 600 800 1000 1200 T (C)

Figure 11 : Domaine PT dexistence des grenats almandin Figure 12 : Domaine dexistence des grenats spessartine [Miashiro]

Au cours du mtamorphisme rgional, lalmandin est un minral frquent, spcialement dans les micaschistes et les gneiss alumineux. Sous des conditions mtamorphismes correspondant un intervalle de temprature donn,Page 168 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011son dveloppement est influenc par la pression, cette dernire tendant stabiliser le minral pour des compositions globales de roches de plus en plus tendues. Ainsi, dans les micaschistes mzonaux, le grenat almandin se forme en gnral par raction entre les chlorites et la muscovites. Dans les gneiss alumineux catazonaux, lalmandin est un minral frquent associ au feldspath potassique et la sillimanite. Bien que les pressions mises en jeu lors de collisions de plaques et dorogenses, nous paraissent colossales, nous, pauvres humains, elles ne sont en terme gologique que dintensit moyenne. Les fractures, chevauchement et autres plissements absorbent en ralit, une quantit importante de lnergie et finalement les pressions subies par les roches natteignent gnralement pas le GPa (1 giga Pascal = 10 kbar). Ainsi, lors de mtamorphisme rgional de roches plitiques, si la pression est suffisante pour que le silicate daluminium stable soit le disthne, le grenat est largement reprsent dans les micaschistes qui semblent souvent tapisss de petits almandins la couleur brune caractristique. Dans le mtamorphisme andalousite, de plus basse pression, son dveloppement dans les micaschistes est plus limit, et il peut ne pas apparatre pour des pressions trop faibles. Cette influence de la pression explique la raret de lalmandin dans les cornennes alumineuses de laurole de contact des granitodes supercrustaux.

Figure 13 : Domaine PT, dexistence des grenats dans les squences plitiques de mtamorphisme rgional

PYROPE

Le pyrope nest gure stable qu trs haute pression (P > 1,5 GPa en prsence deau). Il se forme sous HT-HP dans les roches mtamorphises ultrabasiques, dont les serpentinites et les pridotites. Cest donc un minral rare qui nexiste gure que dans les pridotites pyrope, les arigites, certaines clogites et roches incluses sous forme de xnolithes dans les kimberlites. On le trouve galement dans les kimberlites des pipes diamantifres bien que sa formation intervienne pour des pressions infrieures celle des diamants.Page 169 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011ALMANDIN

et/ou PYROPE

Dans les roches catazonales de haut degr, appartenant au facis des granulites, lalmandin senrichit en constituant pyrope, dont la concentration atteint couramment 30%, principalement sous leffet dune augmentation de la temprature (650-750C). Dans les clogites, formes des pressions leves (P > 1 GPa), le grenat devient lun des constituants principaux avec la jadite et renferme aussi une forte concentration de pyrope. Une faible pression doxygne, condition gnralement ralise dans les micaschistes et les paragneiss, favorise lalmandin, qui peut senrichir en spessartine et en pyrope dans les conditions contraires. Lalmandin plutt rare dans les granites, nest pas exceptionnel dans les roches volcaniques acides.

5.3.3. Spessartine A partir des tudes de diffrents gisements, Miashiro a montr que la spessartine et le grossulaire devaient avoir des domaines de stabilit trs tendus. La spessartine se forme davantage dans les pegmatites. On en trouve galement dans les roches mtamorphises par contact, associs dautres minraux de manganse.

6.

UTILISATIONS

6.1 Joaillerie6.1.1. Gnralits Les grenats sont utiliss en joaillerie depuis plusieurs milliers dannes. En ces temps anciens, ils taient connus comme escarboucle ou comme gemme rouge. Il y en avait dans le plastron du jugement dAaron, dcrit dans la bible (Exodus: xxviii, 15-30). Le Coran prtend que le 4me ciel est compos descarboucles. Dans lastrologie vdique, qui est de 1000 ans antrieure lastrologie occidentale, et toujours pratique par des millions dadeptes, le grenat hessonite de couleur brun orang rouge est le talisman qui protge des influences dmoniaque du corps cleste nomm Rahu. Le grenat est galement considr comme pierre sacre par nombre de tribus indiennes dAmrique du nord, du centre et du sud. En 1892, les Hunzas ont utilis des projectiles faits de grenats contre les troupes britanniques au Kashmir, pensant que leur action meurtrire tait suprieure aux balles de plomb. Historiquement, les grenats sont censs protger des blessures et du poison, arrter les saignements et symboliser la vrit et la fidlit, et apporter prosprit. En tant que gemme, les grenats sont aujourdhui plus populaires que jamais. Dailleurs de nouvelles varits ne trouvent un essor que depuis ces dernires annes. Certaines formes de grenats almandins renferment des inclusions minrales dasbeste, typiquement de pyroxne ou damphibole, qui leur donne un effet chatoyant sous la forme dune toile quatre branche dans la gemme taille en cabochon. 6.1.2. Proprits mtaphysiques Le grenat est la pierre de naissance du mois de janvier (capricorne) Il est la pierre des 18 ans de mariage. Il est en accord avec les signes astrologiques du lion, de la vierge, du capricorne et du verseau. Le grenat est dit accrotre la crativit et lintelligence et il aide au succs dans les affaires . Il serait aussi capable dapporter de lnergie bnfique et de renforcer lestime personnelle et la popularit ceux qui en porte.Page 170 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011De surcrot, on attribue dautres bnfices aux diffrentes varits de grenat : - Lalmandin est utile pour renforcer le cur, inspirer lamour et aide percevoir la vrit. - Landradite donne vitalit, aide prvenir les craintes, linscurit et le sentiment de solitude. - Le pyrope amliore lintelligence et la sagesse. - La rhodolite facilite la mditation, amliore lintuition et inspire lamour. - La tsavorite facilite la mditation, amliore la sensibilit spirituelle et les aptitudes tlpathiques.

6.1.3. Les grenats de Perpignan Dans le Roussillon, l'utilisation de grenats en joaillerie se perptue depuis le XVIIIe sicle. D'aprs la littrature, on apprend qu' l'poque les pierres taient extraites des reliefs pyrnens (Estagel, Caladroi, Costabonne, Espira de l'Agly, Latour-de-France et plus vraisemblablement des alluvions de l'Agly et de ses affluents). D'ailleurs, une association d'artisans bijoutiers de la rgion, "Le grenat de Perpignan", revendique l'origine catalane de ces pierres, les premires avoir t tailles trs probablement dans le dpartement (voir encadr). Comme on le voit, le Costabonne n'a pas t forcment le seul site grenats et d'autres, plus proximit de Perpignan, ont srement t plus productifs en matire de pierres gemmes dignes d'tre travailles (et connus plus tt). Malheureusement, ces gisements ont t bien vite puiss en pierres de bonne qualit pour la joaillerie. Difficile de dire d'o prcisment et combien il en a t extrait dans la mesure o les archives, contrairement l'or, ne conservent pas en mmoire ce genre d'informations.

Figure 14 : Premires lignes de la prsentation de la plaquette ralise par les artisans bijoutiers-joailliers Le grenat de Perpignan.

Ce que l'on retrouve par contre est la trace d'une importante activit dans le domaine de la taille des pierres Perpignan. On apprend galement l'existence d'une entreprise spcialise dans la taille de fausses pierres, pour pallier peut tre la pnurie de grenats gemmes catalans (?) et avant de trouver la filire allemande. Actuellement, les grenats proviennent trs vraisemblablement du massif de bohme d'o elles transitent par Idar Oberstein (Allemagne) o elles sont tailles en forme "rose", c'est dire sans culasse (la partie normalement bombe sous les pierres tailles). Les pierres sont ensuite montes en respectant une tradition bien ancre en territoire catalan. Les grenats ont donc progressivement perdu leur origine d'extraction catalane pour ne garder, finalement, plus que la faon, catalane, d'tre monts. Nanmoins, il y a bien eu une vraie production catalane une certaine poque et l'association "Le grenat de Perpignan" qui compte une douzaine de bijoutiers parmi ses membres tente de promouvoir et de prenniser l'activit autour de l'utilisation du grenat en joaillerie.Page 171 -


Grenat Rhodolite Coussin 1.15ct prix 27

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Grenat Hessonite

Grenat Almandin

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A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 20116.1.4. Le Grenat de Sailor Pluto Le grenat est le minral associ Setsuna. Avant tout li la fidlit et la sincrit, et par consquent l'amiti, pour les Anciens le grenat rend son propritaire invulnrable. Il protge les femmes italiennes de la tristesse et de la douleur durant un veuvage. Il est donc dj associ la mort, comme l'attaque de Pluton, le Dead Scream (traduisez "hurlement de mort"). Le grenat convient aux gens constants, honntes, francs et intellectuels, mais souvent sensibles et rservs. (On ne peut pas dire que Setsuna soit le type mme de l'extravertie...) Elle est, par ailleurs, particulirement recherche par ceux qui dsirent affirmer leur individualit et leur diffrence par rapport aux autres. La pierre assombrirait sa teinte naturelle par sa propre volont en cas de danger et la reprendrait immdiatement une fois le danger cart. Souvenez-vous de cet pisode 121 de SailorMoon S o le grenat de la baguette de Setsuna la protge spontanment des manations nocives d'une plante malfique. Effectivement, cette pierre est connue pour prserver des empoisonnements et des piges. Son nergie magntique fortifie le cur et le cerveau, acclre et quilibre toute rgnration de tissus (qui s'effectuerait donc en moins de temps que la normale). Sailor Pluto n'a-t-elle pas toujours eu une faon diffrente d'apprhender le temps ? La couleur bordeaux du grenat de Setsuna se rattache une symbolique nocturne, fminine et secrte, reprsentant le mystre de vie et, de ce fait, incitant la vigilance et parfois la crainte. Enfin, selon ses nuances de couleurs, un grenat aperu chez une autre personne peut symboliser un lien commun qui remonterait une vie antrieure et, selon une coutume ancienne, en garder un dans sa main c'est avoir son propre avenir en main. Deux derniers points dont Sailor Pluto est trs proche, tant par le lien qu'elle reprsente entre le XX sicle et le Silver Millenium, que par sa connaissance de l'avenir et sa complte mise au service de celui-ci.

6.2 IndustrieLes grenats artificiels ont dautres applications que lutilisation comme gemme en joaillerie. Par exemple, les grenats fer-yttrium (YIG) ont des proprits magntiques et sont utiliss comme capteurs, servo-commandes et comme substrat de micro-ondes. Ces grenats peuvent tre soit homocrs (mme composition que les grenats naturels) ou artificiels, mais qui nont pas de contrepartie dans la nature. Ces grenats sont relativement difficiles fabriquer et surtout, les grenats naturels sont en gnral assez bon march et nengagent donc pas la fabrication de gemmes artificielles. Les tsavorites, particulirement rares dans la nature, sont quelques fois artificielles. La plupart des grenats artificiels sont dops par du YAG (yttrium aluminum garnet) et sont fortement fluorescents. Au cours de ma thse, jai pas mal utilis loxyde dyttrium pour former in situ de lyttrogrenat ou YAG par raction avec lalumine. La prsence dyttrium cre en surface des grains dalumine des lacunes qui peuvent migrer au cur de lalumine et faciliter son frittage. Le frittage est une raction de recombinaison physique haute temprature qui a pour but de souder les grains les uns aux autres et de rsorber la porosit, pour amliorer les proprits mcaniques et la rsistance la corrosion des cramiques. Ils sont aussi largement employs en tant quabrasifs.

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Livre 2 - Une structure, Deux groupes, De nombreuses possibilits

1.

GROUPE PYRALSPITE

ALMANDINEtymologie

Fe3Al2[SiO4]3

Son nom provient de la cit d'Alabanda, de l'vch de Carie en Asie Mineure, rpute il y a 2 000 ans pour ses gisements et ses ateliers de polissage. Pline voqua le carbunculus alabandicus , grenat taill prs d'Alabanda ; qui fut par la suite repris par Agricola. D'autres noms suivirent : almandite (genre fminin), almandine, alamadine, alabandine, et alabandite par dformation. Il fut aussi dnomm le grenat noble par les Anciens, s'agissant trs probablement de l'escarboucle moyengeuse, qui brillait comme un morceau de charbon ardent la lumire des torches, ou encore du grenat oriental ou du grenat syrien ou grenat styrien , bien que Rom de l'Isle prtendait que cette gemme ne provenait pas de Syrie, mais de Syrian, la capitale du Pgou, un ancien tat indpendant d'Indochine.

CompositionIl contient 36 38% de SiO2, 20 22% d'Al2O3, 30 36% de FeO, l 5% de MgO, l 7% de MnO. L'almandin peut contenir en solution solide, plus de 50% pyrope et de spessartite.

PropritsDensit : 3.95-4.32 Duret : 7-7,5 Indice de rfraction : 1,75-1,83 diminuant avec la teneur en magnsium, isotrope, mais avec des anomalies de polarisation courantes, dispersion de 0,024 ; clivage absent, ou trs faible sur {110} ; constante dilectrique de 4,3 - 6,25 ; ni fluorescent, ni plochroque. Renferme souvent des inclusions liquides et/ou solides gnralement constitues de cristaux microscopiques de quartz, de feldspath, d'hmatite, de zircon, ou de rutile. Sa couleur varie du ros violac au rouge trs fonc, tirant sur le noir en passant par le brun; il est parfois recouvert dhmatite rouille. Les gemmes les plus recherches sont d'un beau rouge profond. Il est peu ou pas attaqu par les acides, se dcompose par fusion avec les carbonates alcalins et s'altre en chlorite, pidote, hmatite, limonite... Il cristallise en rhombododcadres rguliers (douze faces en losange) dans les roches mtamorphiques et en ttragonotrioctadres dans les pegmatites, ces deux formes pouvant se combiner. Des cristaux de plus de 20 centimtres de diamtre, bien que souvent fissurs, ont permis la ralisation de tasses, de godets de 5 6 centimtres d'ouverture.

Gisements :- page 174 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011Cest le plus rpandu des grenats: Autriche (massif du Tyrol : Otztal, Zillertal avec des cristaux atteignant 6 8 centimtres de diamtre), Norvge (Selvik), Tchquie, Roumanie, Grce, Sude (Fahlun), Etats-Unis (Alaska Fort Wrangell; New York montagne de Gore et Barton Mine dans le comt de Warren, dans les Adirondacks, North Creek ; Colorado Salida), Brsil (Minas Grais), Madagascar ( Ampadramaika, rgion de Mongoky trs gros cristaux), Npal, Inde (rgion de Jaipur, de Delhi, d'Hyderabad Khammamet), Australie (Territoires du Nord)...

France :clogites de Saint Philbert de Grand lieu (44) micaschiste de lle de Groix (56) Collobrires (83), rput pour les collectionneurs, cristaux jusqu 7 cm dartes.

Gemmologie-CollectionEn tant que gemme on recense quantit d'almandins, d'une grosseur importante et d'une coloration parfaite. L'un des plus volumineux, provenant de l'ldaho, actuellement conserv dans la collection de la Smithsonian Institution de Washington, taill en forme de rose plate, pse 175 carats. Cest un grenat toil quatre branches. Un autre almandin toile fameux, le two pounds star pesant 5 737,50 carats, proprit d'un collectionneur, M. Pascal Entremont, fut l'un des joyaux de l'exposition consacre Ren Just Hay au Muse de minralogie de l'Ecole des Mines de Paris en 1994. D'une couleur rouge violac trs profond, translucide mais non transparent, il s'en dgage une toile blanche quatre branches la fois trs fines et trs lumineuses. C'est ce jour le plus gros grenat toil connu. Ramass dans des alluvions au Sri Lanka, l'almandin fut confondu avec le rubis, et ngoci fort cher, mais les nombreuses socits commerciales exploitant les gtes firent faillite quand on dcouvrit la vritable nature de ce qu'elles vendaient. Utilis depuis l'Antiquit, les Sassanides de Perse ont grav le profil de l'un de leurs souverains, Chosros (ou Khosr) dans un almandin et une coupe excute pour l'un de ces rois est conserve au Cabinet des mdailles de la Bibliothque nationale de Paris, orne de vingt-six grenats ronds, les huit plus gros en fleurons de 3 centimtres de diamtre. Le Louvre dtient lui aussi une coupe taille dans un seul grenat. Les Francs le montaient plat sur l'or, comme de la marqueterie.

Photo 12 : almandin, Madagascar

Photo 13 : almandin, Madagascar

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SPESSARTINE (ou SPESSARTITE)Etymologie

Mn3Al2[SiO4]3

Il doit son nom au massif montagneux et forestier de Spessart, en bordure nord-ouest du bassin de SouabeFranconie, contourn par le Main (Bavire).

CompositionElle fut analyse pour la premire fois par Klaproth. Elle contient 36 37% de SiO2, 20 21% Al2O3, 30 40% de MnO, 2 14% de FeO, l 4% de CaO. Elle peut galement inclure jusqu' 2% dY2O3. Gnralement, la spessartine est pure 97% ; les 3% manquants tant de l'almandin et du grossulaire. Si elle est riche en almandin, il est dlicat de la diffrencier de ce dernier riche en pyrope en ne se basant que sur l'indice de rfraction et sur la densit. L'emploi du spectroscope savre alors indispensable.

PropritsDensit : 4,12-4,25 Duret : 7- 7,5 Indice de rfraction : 1,79-1,81 ; dispersion de 0,027 avec quelques anomalies de polarisation cassure ingale ; non plochroque ; isotrope constante dilectrique de 7,6 ; non fluorescente transparente translucide, Inattaquable aux acides ; mlange en poudre avec du borax elle fond lors de l'essai au chalumeau ; s'altre en biotite. Elle contient presque toujours des inclusions. Couleur jaune si est elle pure, elle adopte le plus souvent une nuance rouge-orange, rougetre, brun-jauntre, parfois violette dcoulant de la prsence d'almandin. Cristaux dodcadriques ou trapzoiques pouvant atteindre 10 centimtres.

Gisements :Trs rare, la spessartine se forme surtout dans des pegmatites riches en manganse, plus rarement rencontre dans des roches mtamorphises par contact, elle est alors rencontre avec dautres minraux de manganse. Dans les dpts de montagne Aschaffenburg, dans le Spessart, bien que difficilement exploitables, mais aussi en Italie (Saint-Marcel au val d'Aoste), en Sude (Finbo, Brodho), en ex-U.R.S.S. (Mias et Tokovaia dans l'Oural), Importants gisements de pegmatites aux Etats-Unis (Amalia en Virginie ; Ramona en Californie); au Colorado dans les rhyolites de Silver Cliff ; en Utah prs de Nathrop ; au Connecticut, au Mexique (cristaux de 7 cm), Madagascar (Antsirabe), au Kenya (Taita HiIls), en Namibie (prs de la frontire avec lAngola cristaux orangs, appels spessartite-mandarine ), au Pakistan (Dosso), en Australie (Broken Hill)... France : Un seul gisement intressant, dans les pegmatites de Chanteloube, 30 km de Limoges, cristaux de 1 cm associs de la wolframite tantalifre.

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A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 Gemmologie-CollectionLes gemmes sont essentiellement dorigine alluvionnaire et proviennent du Sri Lanka, de Birmanie, du Brsil et de Madagascar, et sont tailles facettes. Actuellement, gisement important dans des pegmatites au nord du Pakistan. En 1993, fut prsente une pierre exceptionnelle, provenant de Namibie, d'une couleur orange flamboyant, d'une luminosit inconnue ; dans l'obscurit, elle semblait tre une source de lumire !

Photo 14 : Spessartine et muscovite, Californie

Photo 15: Spessartine etched , Minas Gerais, Brsil

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PYROPEEtymologie

Mg3Al2[SiO4]3

Lorigine probable de son nom serait le grec pyrops, qui a donn en latin pyropus = couleur de feu , un alliage de cuivre et d'or qui a l'clat du feu.

CompositionIl contient 40% de SiO2, 21 24% Al203, 12 20% de MgO, 6 20% de FeO, 5 8% de CaO Le terme de grenat magnsien est impropre ainsi que la formule [Mg3A12(SiO4)3] car le pyrope ne contient jamais plus de 80% du grenat magnsien pur, car il renferme une importante quantit de solution solide dalmandin par substitution du magnsium Mg2+ par le fer Fe2+. Il est frquent quil renferme de 3 8% de Cr2O3 qui confrent au pyrope son incomparable couleur rouge sang (tel le rubis), plus intense que par la seule prsence dalmandin. Il peut galement contenir du calcium, il est alors plus orang.

PropritsDuret : proche de 7,5, cest le plus dur (abrasif) Densit: 3,53-3,87 en fonction de sa teneur en fer, Indice de rfraction: 1,73-1,77 Dispersion de 0,022. Transparent translucide, Eclat vitreux, Absence de clivage Fracture conchodale ; Isotrope Ni plochrosme, ni fluorescence Inattaquable aux acides, son altration donne de la chlorite ou de la kphylite. Sa couleur est incolore l'tat pur, mais il est color par la prsence d'almandin. Il vire au rouge intense quand la prsence d'almandin augmente, pouvant tendre vers le noir. Il peut tre color par le chrome (rouge sang) ou par le calcium (orang). Cristaux dodcadriques ou trapzodriques rares, plutt des grains xnomorphes plus ou moins arrondis.

Gisements :Il accompagne, avec le diopside chromifre, les kimberlites des gtes de diamant. Abondant dans les alluvions, on le connat en Allemagne (Zoblitz), en Suisse ( Gorduno, prs de Bellinzona), en ex-Tchcoslovaquie (Trbnice, Mrunice, Podsedice), en ex-U.R.S.S. (dans les pipes diamantifres de Sibrie), en Afrique du Sud (dans les mines de diamant), en Tanzanie, Madagascar, en Australie, au Sri Lanka, aux tats-Unis (Utah, Nouveau - Mexique, Arizona... ), au Brsil France : Prs de chez nous, Bournac 43 En Haute Garonne, prs dArgunos, et en Arige, aux environs de Prades, prs de ltang de Lherz Egalement dans les pridotites des Vosges Dans la serpentinite du Pertuis : cristaux de 2 cm Dans la rgion de Gerardmer, ils sont souvent altrs.- page 178 -

A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 Gemmologie-CollectionEn tant que gemme, c'est une pierre remarquable, du fait de sa couleur rouge sang ; on la taille facettes, en cabochon, on la polit au tonneau. Werner l'a dcrit en 1800. Il se nommait aussi belle des lapidaires , mais surtout grenat de Bohme rgion o il fut exploit ds le XIVe sicle sur le versant mridional des Cesk, prs de Trbnice ; des crits de la priode de l'empereur Charles IV l'attestent. On retrouve ces pyropes d'un rouge intense dans les bijoux gothiques du XVe sicle. L'empereur Rodolphe II les admirait, ainsi que l'artiste Albrecht de Waldstein. C'est d'ailleurs cette poque que l'on a extrait le plus gros grenat bohmien, qui orne l'ordre de la Toison d'Or conserv dans le trsor des anciens lecteurs de Saxe Dresde, taill en cabochon ovale, de la grosseur d'un uf de pigeon (35x27x8 mm, pesant 9,6 g). Un autre, au Muse des grenats de Trbnice, mesure 12,3 x 8,6 millimtres et pse 2,6 grammes. dimensions exceptionnelles pour un pyrope. Anselmus Botius de Boot, dans son livre Gemmarum et lapidum Historia qui traite de la dcouverte des grenats la fin du XVIe sicle le mentionne, ainsi que d'autres gros pyropes, qui, de la taille d'une noisette, valaient aussi cher que des rubis. Durant la priode baroque, on enchssait ces grenats dans des objets liturgiques (calices, ostensoirs, croix...), tel l'ostensoir des Lobkovitz, dat de 1673, aujourd'hui dans le trsor de la Lorette de Prague, orn de cent quatre vingt-douze grenats. L'amie de Goethe, Ulrke von Levetzow fit raliser, en 1820, une parure reste clbre, comportant quatre cent quarante huit pierres, expose au Muse des grenats de Trbnice. La vogue de ces pyropes connut son apoge dans la seconde moiti du XIXe sicle quand on les exportait partout, ornant la couronne des reines d'Angleterre, des impratrices de Russie, obtenant un grand succs l'Exposition universelle de 1878 Paris. A Turnov, au XIXe sicle, fut fonde la premire cole de taille.

IndustrieII sert fabriquer des instruments de coupe, de polissage, et de forage, grce sa grande tnacit et sa duret assez leve.

Photo 16: Pyrope, Madagascar

Photo 17: Pyrope et sphalrite sur calcdoine, Chine

Photo 18 : Pyropes, Chine (2cm) - page 179 -


RHODOLITEEtymologieDu grec rhodon = ros, cause de sa couleur

(Mg1-x Fex)3Al2[SiO4]3

PropritsDans la srie continue s'tendant du pyrope l'almandin, certains scientifiques intercalent parfois quelques varits de grenats telle la pyraldine ou la rhodolite , celle-ci contenant de 10 25% d'almandin. Ce sont en fait des solutions solides, mais comme tout grenat est une solution solide des ples limites de leur groupe. Par consquent, et selon les rgles en vigueur, ils sont censs tre appels du nom du ple grenat majoritaire, pyrope en loccurrence pour les rhodolites. couleur ros mais elle est aussi rouge, violet-rouge clair.

Gemmologie-CollectionCe nom de rhodolite est surtout employ en gemmologie car les minralogistes rprouvent plus ou moins sa propagation.

GisementGtes aux U.S.A. (surtout en Gorgie), Madagascar, au Brsil, en Zambie, en Tanzanie.

CALDERITEGisement

Mn3Fe2[SiO4]3

En 1979, P. J. Dunn confirme la validit de la calderite en tant que grenat (Canadian minralogist - 17 : 569-571) espce ne semblant stable que sous une pression suprieure 30 kbars (3 GPa).

CompositionUne microanalyse d'un chantillon provenant d'Otjosundu, en Afrique du Sud-ouest, conduite par Vermaas (1952) a fourni comme composition 35,16% de SiO2, 0,28% de TiO2, 9,04% d'AI203, 16,27% de Fe203 (fer total), 0,50% de Mg0, 12,12 de CaO, 27,38% de MnO (soit 100,75%) On a pu dterminer qu'il contenait en fait 51 parties de calderite, 36 de grossulaire, 13 de spessartite. Cette analyse et celle d'un grenat du Labrador publie par Klein en 1966 confirmrent dfinitivement la validit du grenat ple manganifre, nomm calderite.

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MAJORITEEtymologie

Mg3(Fe,Si)2[SiO4]3

Son nom est en honneur dAlan Major qui collabora avec Ringwood la synthse des grenats de hautes pressions.

PropritsCubique, avec a = 11,524 .

Gisement Grenat pyroxne (type d'appellation qui devrait tre vit puisque n'ayant rien d'officiel) dcouvert et dcrit en 1968 par J. V. Smith, Brian Mason, Nelsen et White sur des chantillons de quelques grammes de la mtorite de Coorara dcouverte en 1967 Nullarbor Plaine (Australie) et compos d'assemblages minralogiques particulirement complexes, provenant de synthses dans les hautes pressions extraterrestres.

SCIAGITE ou SKIAGITECe grenat est si complexe que son existence mme a t mise en doute.

Fe3Fe2[SiO4]3

En effet, il est dj difficile de lidentifier dans la nature car frquemment pour ne pas dire toujours, en solution solide dans lalmandin. De plus, il existe une transition de phase entre le grenat et la solution solide de spinelle Fe2SiO4-Fe3O4,ainsi que des transferts de charge VIIIFe2+ + VIFe3+ VIIIFe3+ + VIFe2+.

PropritsCubique, avec a = 11,667 th , 11.728 exp.

Photo 19 : Sciagite ? : Flamanville - page 181 -


2.

GROUPE UGRANDITE

GROSSULAIREEtymologie

Ca3Al2[SiO4]3

Cest Werner (1811) qui leur a attribu ce nom cause de la similitude des premiers chantillons avec le fruit du groseillier maquereaux Ribes grossularia, de couleur vert pale. Diffrentes varits colores de grossulaire ont reu dautres appellations : grenat jaune, romanzowite (couleur bruntre), wilnite de Sibrie (blanc verdtre), succinite, jaune de miel , essonite (si jaune orang), jade sudafricain, jade du Transvaal...

CompositionII se compose de 40% de SiO2, 18 23% d'Al2O3, 32 37% de CaO, et 3 4% de FeO.

PropritsDuret de 7 7,5 densit de 3,60 3,68, (3,42 3,55 pour la varit verte massive) indice de rfraction fonction de la couleur : de 1,730 1,736 pour les pierres ples, de 1,734 1,738 pour les pierres vert clair, de 1,739 1,734 pour les pierres vert profond fonc, et 1,720 pour la pierre massive, globalement il augmente avec la teneur en fer ; dispersion de 0,027 ; Isotrope Souvent faiblement birfringent et biaxe ngatif, sans doute par distorsion de sa structure par les ions Ca Transparent presque opaque Parfois fluorescent sous U.V. en rouge orang Constante dilectrique de 7,64. Inattaquable aux acides, il s'altre en pidote, en chlorite, en calcite. Incolore l'tat pur, il est d'une grande diversit de couleur (jaune, jaune verdtre, orange, brun-rouge, noir), celle-ci dpendant des ions prsents en substitution de Ca et Al. La varit tsavorite (ou jade du Transvaal) est color en vert par du chrome li aux atomes doxygne de manire covalente. Les rhombododcadres se rencontrent surtout dans les roches mtamorphiques, les trapzodres dans les pegmatites, bien que ces deux formes soient souvent combines.

Gisements :Les grenats calciques, tel le grossulaire, se forment principalement par mtasomatose de roches calciques impures, surtout lors de mtamorphismes de contact, dans des granulites (roches calcaires en contact avec le granite ) ou de roches basiques. Le grossulaire a galement t rencontr dans des pegmatites et dans des veines hydrothermales. Ses gisements sont communs, dvelopps dans des formations gologiques trs diverses serpentinites, calcaires mtamorphiques ... : Allemagne, Grande-Bretagne (Ecosse le de Mull), Italie (val d'Ala, le d'Elbe, dans des blocs calcaires enclavs dans les laves du Vsuve), Pologne (Jordanow), Roumanie (Oravicza, Dignacska, Ciclova), Suisse (Zermatt), ex-U.R.S.S. (Kyssinks en Oural, Yakoutsk et Achmatovsk en Sibrie), Mexique (Morelos, Xalastoc, Concepcion del Oro), Etats-Unis (Ramona en Californie, Colorado, Maine, Eden Mills au

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A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011Vermont), Canada (Asbestos), Tanzanie, Kenya, Afrique du Sud (Woliriitterskop), Birmanie, Chine (o il est sculpt), Pakistan, Core... En 1994, un nouveau gisement a t dcouvert au Mali (rgion de Kayes), qui livre des pierres jaune - vert et vert - brun affectes d'une certaine birfringence. Leur indice de rfraction varie de 1,758 1,785, leur densit de 3,63 3,72 ; elles contiennent de 17 29% en poids d'andradite. A titre documentaire, mentionnons la prsence de grossulaire dans la mtorite d'Allende, dans des fissures, au travers de grains de mlilite. La grossularite est une roche forme par mtamorphisme de contact pour donner un skarn se composant essentiellement de grossulaire. France : Relativement frquent dans des skarns : Pic dEreslids, au sud de Barges (65), sous la forme de placages de cristaux noirs dans les fissures Gorge dEscoubous Pic dEspade clbre pour ses axinites Le pic de Pgures, prs de Cauteret, fournit des cristaux de 1 cm associs de la vsuvianite Dans le massif de Costabonne (66) rput pour ses indices de scheelite dans les granulites : Aux environs de Nantes, prs de Barbin, o les cristaux sont trs colors : jaunes, roses, rouges, parfois bruntres cause dune altration due la prsence doxydes de fer dans les fractures. En Haute Garonne, Port Vieux, le grossulaire associ la vsuvianite est abondant dans les pegmatites : En haute valle de lArige, beaux cristaux roses accompagns de tourmaline et de bryl. dans les synites nphliniques : Dans la rgion de Pouzac, prs de Bagnres de Bigorre (65), associ lpidote, o de couleur jaune-rougetre, il est une transition entre le grossulaire et la mlanite.

Gemmologie-CollectionIl est considr comme pierre fine depuis 1960 seulement.

Quelques varits secondaires LeucogrenatVarit incolore, originaire du Canada, du Mexique.

HydrogrenatsCe terme s'applique diffrents types de grenats dans lesquels fut mis en vidence, l'intrieur des ttradres ZO4 , un taux lev de remplacement du silicium par de l'eau, les deux hydrogrenats les plus communs se nommant l'hydrogrossulaire et l'hydroandradite . Leur formule gnrale s'crit : X3Y2(Z04)3-m(OH)4m En particulier les grenats verts dAsbestos, au Qubec sont parfois les fantmes dhydrogrenats incolores.

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Photo 20 : Grossulaire Photo 21 : Grossulaire et diopside, Asbestos, Qubec Photo 22 : Dmantode, San Benito, Californie

Photo 23 : Grossulaire, Mali Photo 24 : Topazolite, Arizona Photo 25 : Grossulaire, Asbestos, Qubec

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DEMANTODEEtymologie

Ca3Al2[SiO4]3

Son nom vient d'un vieux mot allemand demant = diamant, cause de sa proprit de dcomposer la lumire en un grand nombre de couleurs On a crit d'ailleurs longtemps diamantode . On l'appelait aussi, mais tort, topazolite , cause de sa couleur.

PropritsDensit de 3,82 3,85 ; Duret de 6,5 7; indice de rfraction de 1,888 1,889 ; dispersion de 0,057. D'un magnifique vert intense, vert d'herbe, avec un fort clat adamantin, il est transparent, contenant frquemment des inclusions de fibres d'amiante, byssolite, de couleur brun orange, faisant penser une queue de cheval.

Gisements :Dcouvert par des chercheurs d'or, vers les annes 1860, dans des alluvions aurifres, Nijni Taghil, dans l'Oural, Nordenskid le dcrit en 1878. Ce n'est que vingt ans plus tard qu'est repre la roche-mre, le long de la rivire Bobrovka, sur le versant occidental de l'Oural, riche en nodules de 5 centimtres de diamtre, et l'on crut alors 'un nouveau gisement d'meraudes, d'o le nom inappropri d'meraude de l'Oural. Gisements en ex-U.R.S.S. ( Syssert en Oural), en Tchquie, en Allemagne (Saxe), en Italie (carrire de Sferlun dans le val Malenco, 130 km au nord de Milan, plus exactement entre Campo Franscia et l'Alpe Acquanera), en Suisse (Geisspfadsee dans le Valais), au Congo, en Tanzanie, au Zare.

Gemmologie-CollectionLe gisement de lOural tant puis, le dmantode reste pris des collectionneurs. Il s'avre l'un des plus prcieux grenats car trs rare, surtout de qualit gemme et dpassant 0,2 carat, exceptionnel au-dessus de 3 4 carats, bien que l'on en rpertorie de 7 8 carats de l'ex-U.R.S.S. et de 1,5 centimtre de diamtre du val Malenco (Italie). Pierre fine se taillant facettes, en brillant rond ou ovale, apparue il y a une centaine d'anne chez les lapidaires russes qui l'achetaient en Oural, alors l'unique rgion fournissant des cristaux de qualit gemme, il figurait parmi les plus chers, sans doute cause de sa rputation de pierre similaire au diamant . En vogue chez les tsars au XVIIe sicle, c'tait le seul grenat transparent connu antrieurement 1970, avant la dcouverte de la tsavorite. France : Arendal, en Normandie

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HESSONITEEtymologie

Ca3Al2[SiO4]3

Vient du grec hesson = moindre, (allusion sa faible densit), pour certains, au fait qu'elle tait moins prcieuse que la hyacinthe pour d'autres, ou encore parce que ses cristaux sont gnralement plus petits que ceux de l'almandin, elle fut dcrite par Hay ds 1822. C'tait l'ancienne hyacinthe antique (alors mal diffrencie du zircon), ou la pierre de Canelle, le vermeil, le grenat hyacinthe, voire le grossulaire massif du Transvaal.

Propritsdensit 3,65 duret 7,25 indice de rfraction 1,742 1,748 Isotrope, avec quelques anomalies de polarisation dues diverses inclusions, translucide transparente, avec clat plutt rsineux. Couleur rouge, orange brun orange, due des mlanges d'almandin et d'andradite.

Gisements :Lhessonite, la diffrence des autres grossulaires, est surtout rencontre dans des roches serpentineuses et basiques mtamorphises, ou dans des rodingites dont elle est le principal composant. Gisements assez rares : Tchquie (o l'on a trouv de grands cristaux), Italie (val d'Ala, au Pimont, groupes d'excellents cristaux), Allemagne (Auerbach), Roumanie (Baita), Brsil, Tanzanie... Plus frquente au Sri Lanka, et plus particulirement l'le Canelle.

Gemmologie-CollectionLe Cabinet des mdailles de la Bibliothque nationale conserve un cristal de 5,5 sur 2,5 centimtres sculpt par des Allemands, reprsentant Mose.

Photo 26: Hessonite, Asbestos, Qubec

Photo 27: Hessonite, Val dAla, Italie

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ANDRADITEEtymologie

Ca3Fe2[SiO4]3

Son nom, du genre fminin, lui a t attribu au XIXe sicle par J. D. Dana en l'honneur du minralogiste portugais Jos Bonifacio de Andrada de Silva (1763 - 1838) qui se consacra l'tude des grenats. Il semble donc que ce soit tort que des ouvrages anciens affirment qu'il viendrait du grec andras , employ pour la premire fois par le philosophe, mdecin et naturaliste Thophraste (372 - 278 av. J.-C.) qui dsignait ainsi tous les grenats.

CompositionLes analyses donnent 35 36% de SiO2, 30 33% de CaO, 25 30% de Fe203 Son analyse met souvent en vidence une petite quantit de titane, de l 5%. Le ple extrme contenant plus de 90% de molcules pures est peu commun. Il s'agit le plus habituellement d'une solution solide d'andradite et de grossulaire. Beaucoup d'andradites extraites de skarns accusent une composition et une couleur zone, l'alternance de ces zones marquant l'andradite pure et le mlange 50% d'andradite - 50% de grossulaire.

PropritsDensit: 3,70-4,18 Indice de rfraction: 1,86-1,94 Sa constante dilectrique varie de 6,35 8,2 ; Elle est en gnral optiquement isotrope, bien qu'une lgre birfringence s'y observe l'occasion ; fluorescence alatoire en rouge orang sous les U.V. Cristaux forme dodcadrique dominante mais pouvant possder de nombreuses troncatures (huit formes habituellement reconnues) leur confrant souvent un aspect subsphrique. Il s'ensuit que sa couleur dpend de sa composition chimique. Elle est attaque lentement par les acides et s'altre en un mlange d'pidote, de limonite, et de feldspaths.

Gemmologie-CollectionSeules deux varits sont aujourd'hui reconnues par les lapidaires : la mlanite (noire, ou presque) et le dmantode (vert vert fonc). L'ancienne topazolite (jaune-vert si pure), ou vermeille des lapidaires , tant une appellation synonyme du dmantode et de la mlanite est inutile et proscrire.

Gisementprsence dandradite dans la clbre mtorite dAllende, une chondrite carbone considre comme lune des roches les plus anciennes du systme solaire avec ses quelques 4,5 milliards dannes. Les grenats calciques, comme landradite, se forment principalement par mtasomatose de roches calciques impures, surtout lors de mtamorphismes de contact, dans des granulites (roches calcaires en contact avec le granite ) ou de roches basiques. Landradite, dont la formation implique un milieu fort potentiel doxygne, est un minral constituant important des skarns, ces derniers renferment souvent des gisements mtallifres.

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A.ABREAL, Les Grenats - Nature, Structure et Proprits J. of Pers. Mineralogist, vol. 11, pages 151-199, 2011 s. ,Landradite est galement connue en tant que produit de fumerolles dans certaines roches volcaniques ( fissures des laves acides de Menet (Cantal)). La topazolite et le dmantode, varits colors de landradite, se forment principalement dans des serpentinites , et dans des schistes chloriteux France : Les plus beaux cristaux proviennent de Costabonne (66), associe de la scheelite et des minraux rares comme lhelvite. Dans les Vosges, elle a t abondante Framont, associe lpidote, la pyrite et la magntite. Framont, Egalement, Collobrires (Var) dans les lentilles de magntite des micaschistes amphibolites. Dans les schistes cristallins de Loire Atlantique dans les gneiss des environs de Crossay En Arige prs de St Barthlmy. En tant que fumerolles et micros dans les fissures des laves acides de Menet (cantal)

Photo 28: Calcite dans Andradite :

Photo 29: Andradite iridescente, Japon

Photo 30: Menet : Andradite de fumerolles,

Photo 31: Menet : Andradite microhttp://cantalou.blog4ever.com/blog/photos-cat-128953-1948341397http://cantalou.blog4ever.com/blog/photos micro_mineraux_de_menet__15_.html

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MELANITEEtymologieDu grec mlas = noir, elle apparat gnralement en cristaux idiomorphes.

Ca3(Fe,Ti)2[SiO4]3

CompositionSa formule s'nonce [Ca3Fe2(Si04)3]3, le magnsium ou le manganse remplaant parfois le calcium.

Propritsduret de 6,5 7 densit de 3,86 isotrope, avec un indice de rfraction de 1,887 augmentant avec la teneur en titane, De couleur brune noirtre,

GisementLa mlanite et la schorlomite se rencontre plutt dans des roches alcalines ignes telles les synites nphlitiques et les phonolites. Citons galement que la mlanite peut se former dans des grenatites associes des roches vertes . Varit rare, ses gisements se situent en Allemagne (Rieden-am-Laacher See, Kaiserstuhl), en Italie (Fracasti, prs de Rome ; au Vsuve), en Roumanie (Moravicza), en Russie (pninsule de Kola), en Norvge, au Canada (Ice River), aux tats-Unis (cavits des roches mtamorphiques du comt de York en Pennsylvanie ; Magnet Cove en Arkansas), en Tasmanie...

Gemmologie-CollectionSon association dans les roches volcaniques en pitaxie la surface des trapzodres de leucite (minral que Rome de 1'lsle appelait le grenat blanc ), en fait une curiosit recherche par les collectionneurs. Le contraste entre le blanc nacr de l'une et le noir trs brillant de l'autre est extraordinaire. Les collections toffes abritent de magnifiques associations propres au Vsuve. Apprcie avant la dcouverte du dmantode, elle est encore taille facettes ou en cabochons pour orner des bijoux de deuil.

Photo 32: Mlanite, Chili

Photo 33: Mlanite et pidote, Kayes, Mali

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UVAROVITEEtymologie

Ca3Cr2[SiO4]3

C'est au comte russe S. S. Ouvarov (1785-1855), prsident de l'Acadmie des sciences de Saint-Ptersbourg que G. H. Hess l'a ddie en 1832. Du genre fminin, elle fut confirme en 1837. Elle entre dans le dictionnaire de l'Acadmie franaise en 1842 qui a cart l'orthographe anglo-saxonne ouwarowite car la bonne traduction du russe impose ouvarovite, et mme, en toute rigueur, uvarovite dans notre langue. Le Littr (page 1203) confirme cette manire d'crire

PropritsDuret de 7,5 Densit: 3,40-3,90 Indice de rfraction: 1,74-1,87 dispersion nulle ; toujours birfringente ; cassure ingale conchodale. Elle est verte vert meraude fonc, transparente translucide et cristallise en rhombododcadres de quelques millimtres, ses cristaux tant en gnral plus petits que ceux de l'almandin.

GisementLuvarovite se rencontre associe la chromite dans les roches pridotites et serpentineuses, skarns riches en chrome, dans des roches mtamorphiques riches en Fe, en Mg et en minraux mtalliques et dans les calcaire mtamorphiss condition de disposer de chrome en grande quantit. Luvarovite est donc trs rare. Cantonn presque exclusivement dans les gisements de chrome : ex - U.R.S.S. (Saranovskaya et Zlakoust dans l'Oural), Finlande (Pitkaranta au bord du lac Lagoda), Norvge (Roros), Suisse, Pologne.(en Silsie, Jordanow), Turquie (Makri), Ethiopie, Afrique du Sud (massif de Bushveld au Transvaal), Canada (Oxford au Qubec), tats-Unis (comt de Lancaster au Texas ; Wood's chromite mine, Oregon ; New ldria dans le comt de San Benito en Californie), Nouvelle-Caldonie...

Gemmologie-CollectionL'un des grenats les plus rares, trs recherch par les collectionneurs. Notons qu' Outokumpu (Finlande) furent dcouvert en 1896, dans un bloc de quartz de douze kilos, extrait d'un puits de 300 mtres de profondeur, les plus beaux cristaux connus jusqu'alors : l'un d'eux mesurait 4,6 x 2,7 centimtres, plus un dodcadre de deux centimtres, sept autres dpassant le centimtre. Il fallut trois mois pour les dgager de la gangue quartzeuse.

Photo 34: Uvarovite, Russie

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KNORRINGITEEtymologie

(Ca,Mg)3Cr2[SiO4]3

Baptise en l'honneur d'OIeg von Knorring, du dpartement des sciences de la Terre de l'universit de Leeds (G.B.), elle remplace la hanlite , tudie par Fennor en 1952, dsormais discrdite, car c'est une uvarovite, selon Sastri (1963). Grenat magnsium et chrome, elle portait le nom du monastre de Hanle, au Cachemire, o elle fut trouve en 1864.

Propritsduret estime autour de 7 densit de 3,70 3,85 indice de rfraction de 1,803, birfringence nulle. Systme cubique, avec a = 11,65 ; isotrope Elle contient 17,4% de Cr2O3, le chrome remplaant l'aluminium du pyrope dans la maille du cristal de ce dernier. Elle a les proprits du pyrope chromifre, le pyrope type contenant environ 2 3% de Cr2O3>3 et 5 8% de molcules d'uvarovite.

GisementTrs rare, c'est un constituant important de quelques kimberlites. Cette espce chromifre, distincte du pyrope, o le chrome l'emporte sur l'aluminium, de couleur rouge tirant vers le violet, et le vert, cause du chrome, fut trouve dans le pipe de kimberlite de Kao, Liqhobong au nordest du Lesotho et dcrite en 1968 par Pter H. Nixon et George Homung.

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GOLDMANITEEtymologie

Ca3V2[SiO4]3

baptise en l'honneur du ptrographe amricain Marcus L. Goldman qui travailla trente sept ans au service gologique et tudia plus spcialement les grs d'Entrada, la roche-mre o elle fut dcouverte.

CompositionL'analyse chimique donne 33,3% de CaO, 0,3% de MnO, 0,7% de MgO, 18,3% de V203, 5,4% de Fe203, 4,9% d'Al2O3, et 36,6% de SiO2.

Propritsduret non mesure densit de 3,737 3,91 Dimension de la maille, 12,011 ; isotrope ; indice de rfraction de 1,821 1,855 ; birfringence nulle ou trs, trs faible. Couleur vert jaune vert, vert - brun.

GisementTrs rare, on ne l'a encore extraite que de gisements d'uranium et de vanadium de la rgion d'Albuquerque aux Etats-Unis, o elle fut dcouverte en 1963. Nouveau gisement en Slovaquie, souvent associe la pyrite.

varit Yamatote Grenat hypothtique, dont le nom n'est pas reconnu par la commission internationale et qui serait une goldmanite dans laquelle le manganse l'emporterait sur le calcium.

Photo 35 : Goldmanite et pyrite Rybncek, Pezinok, Mal Karpaty Mts, Bratislava Region, Slovakia, 2 mm et 8 mm

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SCHORLOMITEEtymologieA cause de sa couleur noire

Ca3Ti2 (Fe2Si)3O4

CompositionIl s'agit d'une andradite, contenant 17% au moins de titane Le titane vient en substitution du Fe .

Propritsduret d'environ 6,5. densit de 3,8 ; indice de rfraction d'environ 1,86 2,01 ; birfringence nulle ou trs faible ; Isotrope ; Couleur brune tendant vers le noir. Ses cristaux, en rhombodre ou en trapzodre prsentent ventuellement sur leurs faces des striures suivant plusieurs directions incompatibles avec une structure cubique normale.

Gisementprovient de Pologne (Podzamek), d'ex-U.R.S.S. (Kovdor), des Etats-Unis.

Photo 36: Schorlomite, Tamazeght, Maroc

Photo 37: Kimzeyite, magnetite et baddeleyte Magnet Cove, Arkansas

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KIMZEYITEEtymologie

Ca3(Zr,Ti)2[(Si,Al,Fe)3O12]

nomme en l'honneur de la famille Kimzey qui pendant des gnrations a facilit les travaux et les tudes sur le clbre site minier de Magnet Cove (Arkansas, U.S.A.).

CompositionL'analyse a donn 29,8% de CaO, 29,9% de Zr02, 5% de Ti2O3, 0,5% de MgO, 0,8% de FeO, 1% de Nb2O5, 11% d'Al2O3, 13,4% de Fe203, 9,6% de SiO2. Le titane remplace le zirconium ; le fer (Fe3+) et l'aluminium remplace le silicium.

PropritsDensit 4 Duret 7 environ indice de rfraction de 1,94 isotrope possde souvent une microstructure pcilitique c'est--dire contenant de nombreux petits cristaux d'autres minraux ; insoluble dans les acides. Couleur brun jaune brun fonc. il se prsente en cristaux combinant les faces du rhombododcadre et du trapzodre avec a = 12,46 ,

GisementDcouverte dans une carbonatite, dcrite en 1961, et Appele grenat-zircon cause de sa teneur notable en zirconium aussi connu dans la schorlomite de Magnet Cove et dans la mlanite du Kaiserstuhl.

Photo 38 : Tsavorite, Afghanistan

Photo 39 : Tsavorite, Tsavo, Kenya

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TSAVORITEEtymologieNom donn en raison du site de Tsavo au Kenya

Ca3Al2[SiO4]3

CompositionElle est compose de 36,50 40,48% de SiO2, de 34,50 36,60% de CaO, de 20,50 22,50% d'Al2O3, avec des traces

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Les Grenats Proprietes