COULEUR DES MINÉRAUX

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Quelques exemples

Voyons maintenant quelques exemples qui montrent l'importance des impuretés.

Commençons par le diamant, une des gemmes les plus prestigieuses, qui est du carbone pur. En l'absence d'atomes étrangers, il est incolore. La présence de bore, à la concentration de quelques millionièmes, lui confère une délicate teinte bleue qui peut aller jusqu'au bleu-noir pour des concentrations de l'ordre du millième. L'azote le colore en jaune (le diamant jonquille) pour 10—5 N/C, ou en vert pour 10—3 N/C. Les carbonados ou diamants noirs sont des variétés impures et mal cristallisées.

Dans le corindon, Al2O3, incolore à l'état pur, des ions Cr3+ viennent prendre la place d'atomes d'aluminium. Apparaît alors une magnifique couleur rouge, c'est le rubis de Birmanie. Si du fer, sous forme d'ions Fe3+, vient s'ajouter, se substituant aussi à des atomes d'aluminium, comme dans le rubis de Siam, la couleur devient plus sombre. Avec le titane, et selon la proportion de fer, le corindon donne des saphirs dont la couleur va du bleu au mauve. Ces gemmes peuvent être reproduites artificiellement. Il suffit d'ajouter au corindon 2,5 p. 100 en poids d'oxyde de chrome pour avoir du rubis et 1,5 p. 100 d'oxyde de fer avec 0,5 p. 100 d'oxyde de titane pour avoir un saphir. D'autres couleurs sont connues : l'améthyste orientale, qui doit sa couleur violette à des ions vanadium V3+ ; l'émeraude et la topaze orientales, respectivement verte et jaune, mais dont l'origine de la couleur n'a pas encore été éclaircie.

Le béryl, Al2Be3(Si6O18), est rarement incolore. Des ions Cr3+, se substituant aux atomes d'aluminium, lui donnent une couleur d'un beau vert : c'est l'émeraude. Avec des ions Fe3+ en ces mêmes sites, on a l'aigue-marine, qui est bleue. Le remplacement d'atomes de béryllium par du fer donne au cristal une couleur jaune-or, c'est l'héliodore. Avec du scandium, la couleur est bleu-gris (bazzite de Baveno) et avec le manganèse, rose (morganite) ou rouge (bixbite).

L'ion Cr3+ joue un grand rôle dans les spinelles. Par exemple, dans le rubis de Ceylan, MgAl2O4, la couleur rouge-pourpre provient du remplacement d'atomes d'aluminium par du chrome. Citons aussi l'alexandrite, variété impure de chrysobéryl (BeAl2O4), qui contient en plus des ions V3+. Cette gemme possède la particularité d'être verte à la lumière du jour et rouge à celle des lustres électriques. Cela est dû au fait que la lumière par incandescence ne provoque pas de transitions dans le bleu.

Parmi les silico-aluminates utilisés comme gemmes, les grenats sont les plus courants. Le pyrope, Mg3Al2(SiO4)3, doit sa couleur à des ions Cr3+. En revanche, l'almandin (l'escarboucle des croisés), Fe3Al2(SiO4)3, est coloré par nature par les ions Fe2+ de constitution, ce qui ne l'empêche pas de contenir des ions étrangers, comme Gd3+ ou Y3+ en petite quantité qui modifient agréablement sa teinte. L'amazonite est une variété de microcline, Si3AlO8K, où des ions potassium ont été remplacés par des ions Pb+ ou Pb3+. En revanche, la spessartite, Mn3Al2(SiO4)3, est rouge orangé à cause des ions Mn2+. L'ouvarovite, Ca3Cr2(SiO4)3, est verte par suite de la présence normale de chrome.

Le zircon, ZrSiO4, contient toujours des éléments des terres rares (Nb, Hf, Y, Gd) qui le colorent souvent en rouge.

Le disthène est bleu et la topaze (la vraie) : Al(F,OH)2SiO4 est jaune, en raison de la présence d'ions Cr3+, Fe3+, et V4+ en plus dans la seconde.

Les tourmalines doivent leurs couleurs chatoyantes à des ions fer, chrome, manganèse et titane.

En règle générale, le fer (Fe2+ ou Fe3 [...]

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  • : professeur émérite à l'université de Provence

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André JULG, « COULEUR DES MINÉRAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 juillet 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/couleur-des-mineraux/