Post on 28-Nov-2015
UNIVERSITÉ PAUL CEZANNE - UNIVERSITÉ DE PROVENCE .
ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES DE L'ENVIRONNEMENT d'AIX-MARSEILLE
Spécialité : Géosystèmes
Parcours : GÉOSCIENCES DE L'ENVIRONNEMENT
CARACTERISATION PETROGRAPHIQUE ET
MINERALOGIQUE DU GISEMENT A SAPHIR DE
SAHAMBANO (MADAGASCAR)
Par
OFFANT Yohann
Soutenu le 23 juin 2005
Accepté avec mention Assez Bien
Responsable de Stage : GIULIANI Gaston (IRD et CRPG/CNRS) Année : 2004 – 2005.
OHNENSTETTER Daniel (CRPG/CNRS)
MARSHALL Dan (Simon Fraser University, Canada)
1
Résumé
Le gisement à corindon de Sahambano est unique à Madagascar. Il est situé au sud de l’île,
dans la zone de cisaillement de Ranotsara. L’origine des corindons de Sahambano est due a une
circulation de fluide métasomatique dans des gneiss d’âge panafricain (550 Ma). Ils sont
généralement accompagnés de grenat, spinelle, feldspath potassique et surtout de biotite, qui
constitue parfois de véritables roches monominérales appelées biotitites, au sein des gneiss
feldspathiques. La présence d’un minéral rare « la musgravite » a été identifiée dans des cipolins.
Le géothermomètre grenat-biotite et la stabilité de la sillimanite, définissent un domaine de
cristallisation des corindons d’environ 700°C et 4-5 kbar.
Les saphirs de la mine présentent une grande diversité de couleurs. Cette gamme de couleur
est due à une variation importante de la concentration en chrome avec fer constant, lors de la
circulation des fluides. Ce chrome provient en majeur partie du fluide lui-même, contrairement à
d’autres éléments chimiques comme le fer ou l’aluminium qui proviennent vraisemblablement de
l’encaissant gneissique. Les saphirs rose-orangés de Sahambano présentent en grande partie, les
caractéristiques des padparadschas Sri Lankais. La réglementation au sujet de cette appellation est
assez drastique car leur rareté et donc leur prix, dépassent largement ceux des saphirs du
Cachemire ou des rubis de Mogok. Notre étude propose un nouveau critère chimique pour la
classification de ces saphirs rose-orangés.
Mots-clés : Madagascar, saphir coloré, gneiss, biotitite, métasomatose-K, padparadscha
Abstract
The Sahambano corundum mine is unique to Madagascar. It is located at the south end of
the island, in the shear zone of Ranotsara. The origin of the corundum is related to metasomatic
fluids circulating within the Proterozoic Panafrican gneiss. The composition of the gneiss varies
locally but in general is comprised of garnet, spinel, potassic feldspar and biotite. It also contains
monomineralic layers such as biotitites and calcitic marbles where the musgravite, a rare Be-Al-
Mg oxide, has been identified. Garnet-biotite geothermometry and the stability of sillimanite are
consistent with corundum precipitation at approximatey 700°C and 4 to 5 kbars.
The sapphires at Sahambano display a large variation in colour. The colour is due mostly to
variations in Chromium with constant Iron, during the metasomatic fluids circulating. The
chromium is interpreted to be sourced from the metasomatic fluid while the Alumimum and Iron
appear to be sourced from the gneissic host rocks. The pinkish-orange sapphires from Sahambano
display characteristics similar to the “padparadschas” of Sri Lanka. The rarity of the pinkish-
orange sapphire makes them prized throughout the world and hence they relatively highly priced,
with their values sometimes surpassing that of the Kashmiri sapphires and the Mogok rubies. Our
study proposes new chemical criteria for this pink-oranges sapphire.
Keys words: Madagascar, colored sapphire, gneiss, biotitite, K-metasomatism, padparadscha
2
I- INTRODUCTION
Le corindon est un oxyde d’alumine de formule chimique Al2O3 (Annexe A). A
Madagascar, les gisements de corindon ont été découverts et décrits par Lacroix au début du
XXème (Annexe A). Depuis quelques années, de nouveaux gisements sont exploités comme ceux
d’Ilakaka ou d’Andranondambo dans le sud de l’Ile (Annexe A). Le gisement de Sahambano
compte aussi parmi les gisements récemment découverts. Il est situé dans la province de
Fianarantsoa (Sud de Madagascar), à environ 20 km au Sud Est de la ville d’Ihosy (figure 1). Les
premiers indices à corindon ont été découverts en 1988 et le gisement est aujourd’hui exploité par
la société « Mines Tany Hafa ». L’exploitation principale (numéroté 1 sur la figure 1), se trouve à
environ 5 km au Nord-Est du petit village de Sahambano, mais d’autres zones minéralisées sont
répertoriées notamment dans les secteurs 2 et 3 de la figure 1. Le relief est marqué par de grandes
structures tectoniques orientées NNW/SSE (figure 1). Ces structures témoignent d’une forte
activité tectonique en relation avec l’orogenèse Panafricaine et son métamorphisme régional
associé (Pili, 1997). La petite chaîne du Manivala fait partie de la bordure Est de la grande faille de
Ranotsara qui traverse tout le Sud Est de Madagascar (figure 1). Cette faille est en fait une grande
zone de cisaillement de 25 km de large sur plus de 300 km de long. Le gisement à corindon de
Sahambano est situé à l’intérieur de cette zone de cisaillement.
Ce gisement possède un intérêt géologique particulier. En effet, les corindons se situent
dans des gneiss feldspathiques biotitisés, en définissant des zones lenticulaires orientées suivant la
foliation régionale, parallèle à la direction de cisaillement NNW/SSE. Ce type de lithologie à
corindon est déjà connu en Inde (Santosh et Collins, 2003), mais il n’a encore jamais été décrit à
Madagascar. Afin de comprendre les mécanismes responsables de la genèse de ces corindons, nous
avons réalisé une étude pétrographique et géochimique sur les paragenèses minéralisées, et sur
celles stériles. Pour cela des observations sous le microscope optique puis au microscope
électronique à balayage (MEB) ont été réalisées sur les différents faciès du gisement. Les secteurs
échantillonnés sont reportés sur la figure 1. L’étude des paragenèses et des textures réactionnelles
nous a permis dans un deuxième temps, d’établir un diagramme pression température et d’aborder
ainsi, les conditions de formation de ces corindons.
La grande diversité de couleur des corindons est une autre caractéristique du gisement de
Sahambano. Toutes les couleurs y sont représentées sur une zone de minéralisation restreinte et de
faible épaisseur (quelques décimètres au maximum) ; alors que la plupart des gisements malgaches
ne présentent qu’un seul type de couleur, même sur de grandes surfaces d’exploitation (Annexe A).
Parmi les couleurs trouvées à Sahambano (comme le bleu, le violet, le rose, le rouge ou le
vert), se trouve le rose-orangé. Les saphirs de cette couleur présentent un intérêt économique
surpassant ceux du saphir et du rubis. Elle caractérise les padparadschas décrit pour la
première fois au Sri Lanka (Notari, 1997), saphirs très rares et donc précieux. Afin de
comprendre le mécanisme responsable des différentes colorations des corindons sur le gisement,
mais aussi de savoir si ces saphirs rose-orangés peuvent porter le nom de padparadscha, des études
minéralogiques et géochimiques des différents corindons colorés ont été réalisées au MEB et à la
microsonde électronique.
Ce travail de caractérisation minéralogique et pétrographique, s’ajoute ainsi aux autres
études réalisées sur les différents types de gisement à corindon existant à Madagascar (Annexe A).
Leurs principales caractéristiques sont présentées sous la forme d’une synthèse bibliographique.
Cet important travail bibliographique est joint en annexe A. L’annexe B comporte la majeure partie
des résultats rassemblés sous la forme de tableaux et de figures illustrant le texte, mais qui ne sont
pas essentiels à sa compréhension.
3
Figure 1 : Carte topographique de Sahambano (1/200.000ème
). Les numéros sont les
secteurs de prélèvement d’échantillons. On peut observer la chaîne du Manivala qui
constitue la bordure Est de la faille de Ranotsara et les grandes structures de
déformation associées, orientées NNW/SSE.
N
4
II- MATERIEL ET METHODES
II-1 Le microscope optique
Les lames minces polies des différents types de roches ont été observées sous un
microscope Olympus BH2-HLSH. Les photos numériques des minéraux et textures ont été
réalisées avec un appareil photographique Olympus Camedia C3030-ADL. Les minéraux des
différentes lames minces ont été observés aux grossissements x5, x10, x25 et x50.
II-2 Le Microscope Electronique à Balayage (MEB)
Les observations ont été effectuées sur un MEB Hitachi S2500 de l’Université d’Henri
Poincaré de Nancy I, sur une distance de travail comprise entre 10 et 20 mm et sous une tension de
15 à 20 Kv. Les détecteurs de photons X et d’électrons rétrodiffusés sont de type EDS (Energy
Dispersive Spectrometer). Le détecteur d’électrons secondaires est un détecteur d’Everhart-
Thornley. Les échantillons étudiés sont des lames minces polies déjà observées sous le microscope
optique (identification des minéraux et textures), et des sections polies de corindons (étude des
inclusions minérales solides, état de fracturation, homogénéité…). Avant chaque analyse, les
échantillons sont métallisés au carbone en surface afin d’obtenir une bonne conduction et avoir un
bon écoulement des charges. L’échantillon est ensuite balayé par la sonde électronique et plusieurs
phénomènes vont se produire : diffraction d’électrons, émission d’électrons secondaires et
d’électrons Augier, émission de photons X … Chacun de ces effets peut donner lieu à la formation
d’une image. Le microscope peut également travailler en sonde fixe permettant une microanalyse
semi-quantitative. Ce type d’appareil est donc utilisé pour identifier visuellement ou chimiquement
des minéraux de très petite taille comme des inclusions ou en réactions texturales.
II-3 La microsonde électronique
Les analyses ont été effectuées sur une microsonde électronique CAMECA camebax SX 50
et SX100 à l’université Henri Poincaré de Nancy I. Les échantillons analysés sont des lames
minces de roches de différentes natures et des sections polies de corindons de différentes couleurs.
Avant chaque analyse, les échantillons sont métallisés au carbone. Ensuite un faisceau incident très
fin d’électrons entre en contact avec l’échantillon. Les électrons de la matière sont alors excités et
émettent un rayonnement X primaire. Ce rayonnement est ensuite analysé par des spectromètres
qui explorent chacun, une gamme de longueurs d’ondes précises. Il est possible de faire une
analyse quantitative d’un élément donné si le spectromètre est fixé sur la longueur d’onde
caractéristique correspondante. Il compte le nombre d’impulsion du détecteur pendant un temps
donné. Après corrections, la fraction de masse de l’élément est connue. Enfin, l’intensité du
rayonnement mesurée au détecteur donnée par l’échantillon, est comparée à celle produite dans les
mêmes conditions par des standards contenant les éléments désirés à une concentration connue. La
quantification finale des éléments (atomes, % poids) est réalisée par le programme PAP de
Pouchou et Pichoir (1991) qui permet la correction des analyses. Le seuil de sensibilité dépend du
numéro atomique des éléments mesurés, du temps de comptage (s), de la tension (Kv) et du
courant (nA) utilisés. Le tableau 1 résume les seuils de détection obtenus pour chaque élément
analysé concernant la composition chimique des corindons.
5
Elément chimique Al Ga V Ti Cr Mg Fe
Seuil de détection (ppm) 390 54 45 20 24 40 35
Tension (Kv) 15 25 25 25 25 25 25
Courant (nA) 10 150 150 150 150 150 150
Temps de comptage (s) 20 120 120 120 120 120 120
Tableau 1 : Seuil de détection des éléments pour les corindons à la microsonde électronique.
Les analyses chimiques vont nous permettre de savoir avec précision, la composition
chimique des différents minéraux de la paragenèse accompagnant les corindons. Dans le cas des
corindons, elle nous permettra de voir s’il existe une relation entre la couleur des cristaux et les
éléments chimiques en substitution de l’aluminium.
II-4 La spectroscopie Raman
L’appareillage est constitué d’un laser Argon ionisé de type Labram Jobin-Yvon équipé
d’un spectromètre de type XY confocal associé à un microscope par transmission, de plusieurs
systèmes dispersifs commutables et d’un détecteur multicanal de type CCD (Charge Coupled
Device). La longueur d’onde du laser utilisée est de 514,5 nm et il délivre un courant de 10 à 20
mw sur la surface de l’échantillon. Le laser traverse l’échantillon et une partie de la lumière est
diffusée par les cristaux avec un changement de longueur d’onde. Les différentes composantes de
cette lumière diffusée sont ensuite analysées par des détecteurs mono ou multicanal. Les raies
obtenues sont caractéristiques des modes de vibration des liaisons (intra et intermoléculaires)
existant entre les atomes constituant le minéral ou le fluide analysé. Le spectre obtenu, composé
d’un ensemble de raies appelées raies Raman (cm-1
), est donc caractéristique d’une espèce
minérale (ou d’un composé moléculaire), ce qui permet de l’identifier.
II-5 La spectroscopie infrarouge
Cette technique de caractérisation a été effectuée sur un spectromètre Leitz-Unicam SP800
UV-VIS et un spectrophotomètre Perkin-Elmer lambda 19. A l’intérieur d’une structure cristalline,
chaque liaison peut être assimilée à un oscillateur harmonique qui vibre à une fréquence définie. Si
une radiation infrarouge de nombre d’onde donnée rencontre un échantillon contenant une liaison
de fréquence de vibration correspondante, l’énergie est absorbée : cela donne une raie d’absorption
dans le spectre des infrarouges. Ainsi, la spectroscopie infrarouge va nous renseigner sur les divers
cations contenus dans la structure cristalline de l’échantillon analysé. Cette technique a été
appliquée sur les corindons colorés.
II-6 Les analyses géochimiques de roches
Les analyses sur roches totales ont été réalisées au service (SARM) du CRPG/CNRS. Les
éléments majeurs sont analysés par spectrométrie d’émission à plasma et à couplage inductif avec
une ICP-AES Jobin-Yvon JY70 type II. Les éléments en traces sont analysés par spectrométrie de
masse à plasma et à couplage inductif avec une ICP-MS Perkin Elmer ELAN 5000.
6
III – RESULTATS
III-1 : Etude pétrographique
III-1-1 : Etude macroscopique
Le gisement de Sahambano est situé dans des roches métamorphiques formées de gneiss
feldspathique et de leptynite. Les corindons se rencontrent dans des zones lenticulaires au sein des
gneiss feldspathiques. Ils sont généralement concentrés dans des lits centimétriques à
décimétriques de biotitites (roche dont la matrice est uniquement composée de biotite). Ces
biotitites, parallèles à la foliation des gneiss, se développent suivant des plans de fractures. Par
ailleurs, des veines à biotite et grenat recoupant la foliation des gneiss, se rencontrent aussi sur le
gisement et contiennent parfois de rares corindons. L’étude pétrographique des roches de
Sahambano a été réalisée sur 9 échantillons du secteur minier (tableau 2). Ces échantillons ne
contiennent pas tous du corindon. Le tableau 2 résume les principales caractéristiques
macroscopiques (visible à l’œil nu) des échantillons.
Numéro des
échantillons
Numéro du
secteur
prélevé
Caractéristiques macroscopiques
MOII
1
Gneiss feldspathique à grenat et corindon : roche présentant une alternance de
lits clairs constitués de feldspath et de lits foncés riche en spinelle, grenat et
corindon.
S1
+
125-17
3
Veine à biotite, grenat recoupant les gneiss feldspathiques : roche de couleur
sombre constituée d’une matrice très riche en biotite et de phénocristaux de
grenat (annexe B-1).
S2
+
127-4
1
Gneiss feldspathique à biotite, grenat et corindon : roche présentant une
alternance de lits clairs constitués de feldspath et de lits foncés riche en biotite,
grenat et corindon (annexe B-2).
S3
1
Gneiss feldspathique biotitisé: roche de couleur sombre constituée d’une
matrice très riche en biotite et grenat. On peut malgré tout encore distinguer des
lits plus clairs de feldspath.
SA2
+
S15
1
Biotitite à corindon, grenat et feldspath potassique (annexe B-3).
125-9
2
Cipolin : roche carbonatée de couleur blanche pouvant contenir des passées
minéralisées à phlogopite, spinelle et feldspath (annexe B-4).
A la suite de la présentation macroscopique des échantillons, quatre faciès principaux se
distinguent et se retrouvent sur l’ensemble du gisement :
- Les gneiss feldspathiques, qui peuvent être plus ou moins riche en biotite. Dans ce faciès on
distingue les gneiss feldspathiques, les gneiss feldspathiques à biotite et les gneiss feldspathiques
biotitisés (très riche en biotite).
- Les biotitites à grenat et corindon.
- Les veines à grenat-biotite recoupant les gneiss feldspathiques.
- Les marbres à minéraux (cipolins).
Tableau 2 : Présentation macroscopique des échantillons étudiés.
7
III-1-2 Etude microscopique
L’étude des lames minces polies a été réalisée sous le microscope optique et le microscope
électronique à balayage (MEB).
III-1-2-1: Gneiss feldspathique à corindon (MOII-9)
Description minéralogique de la lame:
- Feldspath potassique (orthose = FK) : petits cristaux xénomorphes imbriqués en mosaïque et
constituant en grande partie la matrice de la lame.
- Grenat : gros monocristaux fracturés automorphes.
- Corindon : un seul monocristal automorphe.
- Spinelle : cristaux xénomorphes en voie de déstabilisation (golfe de corrosion, fracturation,
texture coronitique).
- Sillimanite : cristaux en baguettes automorphes issue de la déstabilisation d’autres minéraux. En
effet, on les retrouve systématiquement en inclusion dans le spinelle, le grenat, et le feldspath
potassique.
- Silicate d’aluminium et de fer : auréole de déstabilisation brunâtre à orangée autour des spinelles
et des saphirines. Les analyses chimiques révèle la présence de silice, d’aluminium et de fer
(Annexe B-5). Le spectre ressemble à celui d’une kaolinite.
- Saphirine : cristaux xénomorphes en auréole coronitique autour du spinelle. Les formules
structurales sont jointes en Annexe B-6.
Description texturale :
L’annexe B-7 résume les différentes inclusions minéralogiques dans les phases majeures
présentes dans les différentes lames. Les inclusions de baguettes de sillimanite dans le grenat
indiquent une déstabilisation du grenat en sillimanite (figure 2). Les plages de FK contiennent de
nombreux cristaux de sillimanite, se retrouvant parfois en inclusion dans une auréole coronitique.
Au MEB, cette texture coronitique entre le spinelle et les FK, est constituée de saphirine et du
silicate d’alumine décrit ci-dessus (figure 3).
Grenat
FK Sillimanite
Figure 2 : Inclusion de sillimanite dans le grenat
et le FK (Photo en lumière polarisée, LPA).
Figure 3 : Texture coronitique composée de
saphirine et d’un silicate d’alumine développé
entre le spinelle et le FK (photo MEB).
Spinelle
Sillimanite Saphirine
FK
Silicate
8
III-1-2-2: Gneiss feldspathique à biotite et corindon (127-4)
Description minéralogique :
- Orthose: sous forme de petits cristaux xénomorphes en mosaïque constituant l’essentiel de la
matrice. La plupart d’entre eux contiennent des perthites.
- Corindon : présence d’un monocristal automorphe et fracturé. Le corindon existe aussi sous la
forme de petits cristaux squelettiques xénomorphes et allongés.
- Micas : ce sont généralement des baguettes plus ou moins bien cristallisées de biotite disposées
suivant la linéation. Il existe aussi un autre type de biotite, plus massif et ne suivant pas la même
linéation. Il semble que les biotites soient contemporaines des FK.
- Spinelle : petits cristaux xénomorphes entre les grains de FK. Ils présentent des golfes de
corrosion et de nombreuses inclusions feldspathiques.
- Plagioclase : cristaux xénomorphes maclés peu abondants.
- Grenat : présence d’un seul monocristal automorphe et fracturé.
- Opaque, monazite et zircon : assez abondant dans cette lame (environ 5% au total).
Description texturale :
Les cristaux squelettiques de corindon sont assez particuliers. Ils sont toujours associés aux
cristaux de biotite et soulignent la linéation (figure 4). Ils ne se trouvent que dans des lits bien
précis, et semblent recouper la matrice feldspathique, ce qui indiquerait que leur cristallisation a été
plus tardive. Les cristaux de spinelle présentent des figures de déstabilisation avec des
cristallisations de FK en remplacement. Les cristaux de corindon et de grenat sont automorphes et
ne présentent pas de texture particulière (figure 5).
Corindon
squelettique
FK en mosaïque
Biotite Corindon
automorphe
Zircon
Grenat
automorphe
Figure 4: Cristaux de corindon squelettique,
de biotite et de FK (photo LPA).
Figure 5 : Monocristal de corindon et de grenat
dans une matrice feldspathique (photo LPA).
FK
9
III-1-2-3: Gneiss biotitisés (S3/S2)
Description minéralogique :
- Biotite : cristaux automorphes en lamelle.
- Feldspath : grande plage xénomorphe avec 50% de FK et 50% de plagioclase imbriqués en
mosaïque. Ils constituent la mésostase.
- Grenat : gros cristaux fracturés automorphes. Contient souvent des inclusions en baguette de
sillimanite.
- Spinelle : cristaux xénomorphes, présentant des golfes de corrosion et une auréole coronitique.
- Sillimanite : en auréole réactionnelle xénomorphe autour du spinelle et parfois en inclusion
automorphe dans la biotite et le grenat.
- Corindon : Cristaux généralement automorphes, de plusieurs millimètres de long, fracturés, mais
peu abondants. Ils se rencontrent en contact avec le spinelle.
Description texturale :
Sur cette lame, le spinelle est en déséquilibre et il est remplacé par la sillimanite en auréole
coronitique (figure 6). Le corindon réagit lui aussi avec le spinelle. Il remplace progressivement le
spinelle en déséquilibre (figure 7).
Spinelle
Spinelle en
déséquilibre Corindon
Figure 7 : Transformation partielle du spinelle en
corindon (photo en lumière naturelle, LN).
Figure 6 : Réaction coronitique de la sillimanite
entre le spinelle et le feldspath (photo LPA).
Spinelle
Grenat
Plagioclase
FK
Sillimanite
Biotite
10
III-1-2-4: Biotitite à minéraux (SA2/ S15)
Description minéralogique :
- Biotite : cristaux en lamelles automorphes et xénomorphes.
- Spinelle : en grande plage xénomorphe avec souvent des inclusions de sillimanite, mais aussi
sous forme de petits cristaux automorphes en inclusion dans le corindon.
- Corindon : un monocristal automorphe, très fracturé, avec pinacoïde.
- Feldspath potassique : aspect altéré, en grande plage xénomorphe constituant la matrice. Souvent
recouvert par de la biotite ou en réaction avec elle.
- Grenat : un seul monocristal automorphe fracturé et qui contient de nombreuses inclusions.
Description texturale :
Le spinelle se rencontre en inclusion dans le corindon (figure 8). Il se rencontre aussi au
contact entre le corindon et le FK en réaction coronitique. Le spinelle a donc cristallisé après le
corindon sur cette lame (figure 9). Il est accompagné d’une fine couche de mica. Le mica remplace
aussi le FK (figure 11). Le grenat et le spinelle contiennent de nombreuses inclusions, dont la
plupart sont des cristaux de sillimanite ou de biotite (figure 10).
spinelle
Corindon
Sillimanite FK
Biotite
Biotite
FK
Corindon
Spinelle
Micas
FK
Figure 10 : Inclusion de sillimanite et de
biotite dans du grenat (photoLPA).
Figure 11 : Cristallisation de biotite à
partir du FK (photo LN).
Grenat
Biotite
Figure 8 : Inclusion de spinelle dans du
corindon (photo LN).
Figure 9: Réaction entre le FK et le corindon avec
apparition de spinelle et de micas (photo LN).
11
III-1-2-5: Marbre à minéraux : cipolin (127-9)
Description minéralogique :
- Calcite : grande plage xénomorphe en mosaïque constituant en majeure partie la matrice.
- Forstérite : porphyroblaste en inclusion dans les plages de calcite ou en inclusion dans le spinelle.
Souvent entourée d’une auréole réactionnelle.
- Spinelle : un seul gros cristal en cours de déstabilisation. Ce cristal se trouve au contact avec les
carbonates, avec néoformation de plusieurs minéraux réactionnels.
- Musgravite (BeMg2Al6O12): cristaux automorphes allongés et xénomorphes tabulaires
réactionnels avec le spinelle. Ils ne se rencontrent qu’au contact spinelle-carbonate. - Dolomite : se rencontre sous forme d’exsolution dans la calcite et en réaction avec le spinelle ou
la forstérite.
- Diopside : cristaux xénomorphes en réaction coronitique avec la forstérite. Il est souvent
accompagné de dolomite et de mica.
- Autres minéraux : micas (margarite et phlogopite), apatite, pyrite : en très faible quantité et en
très petite taille sous la forme d’inclusions ou dans des couronnes réactionnelles.
Description texturale :
Au MEB, les textures coronitiques sont abondantes et variées. La première réaction est
celle entre la forstérite et la calcite. Les forstérites sont ainsi entourées d’une première couronne
constituée de diopside, de dolomite et parfois de margarite, et d’une deuxième de dolomite pure
(figure 12). La deuxième réaction est celle entre le spinelle et les carbonates. On peut observer à
leur contact la présence de baguette de musgravite associé généralement à de la dolomite (figure
13). La troisième réaction est celle entre le spinelle et la forstérite. Entre ces deux minéraux, se
trouve un mélange constitué de diopside, dolomite, phlogopite (2%<) et d’apatite (1%<).
Forstérite
Mélange : diopside,
dolomite, margarite.
Dolomite Dolomite
Spinelle
Musgravite
Calcite
Figure 12 : Réaction coronitique entre la
forstérite et la calcite (photo MEB). Figure 13 : Réaction coronitique entre la
calcite et le spinelle (photo MEB).
Calcite
Dolomite Dolomite
12
III-1-2-6: Veine à biotite et grenat (S1/125-17)
Ces veines se rencontrent soit intercalées dans la foliation des gneiss (parallèle) comme
dans S1, soit recoupant les gneiss leptynitiques (sécant à la foliation) comme dans 125-17.
Description minéralogique :
- Quartz : uniquement dans 125-17 sous forme de plage plus ou moins grande xénomorphe. Il
semble que ces plages constituent la matrice de la lame et que les biotites les aient recouvertes
partiellement.
- Biotite : très abondante dans la lame, avec de grandes lamelles automorphes. Elles s’alignent
dans le plan de foliation et recouvrent les plages de quartz (125-17).
- FK: en plage de cristaux xénomorphes et imbriqués en mosaïque (S1).
- Grenat : gros cristaux automorphes et fracturés.
- Spinelle : cristaux xénomorphes avec golfe de corrosion et nombreuses inclusions. Ils sont
imbriqués en mosaïque avec les FK.
- Zircon : petits cristaux globulaires allongés entre les cristaux de biotite (environ 2%).
- Corindon : uniquement dans S1 avec seulement deux petits cristaux automorphes et fracturés.
Description texturale :
Les biotites ne présentent pas d’inclusion de FK ou de quartz et les recoupent le plus
souvent. Elles ont donc cristallisées plus tardivement. De même pour les grenats qui semblent être
contemporain des biotites (figure 14). Les spinelles présentent des caractéristiques de
déstabilisation et se sont développés en même temps que les FK (figure 15). Les corindons
semblent plutôt être contemporains des biotites (figure 15) et donc plus tardifs que les autres
minéraux de la lame.
Corindons
FK
Biotite
Spinelle en
déséquilibre
Figure 15 : Cristaux de corindon, spinelle,
biotite et FK dans la lame S1 (photo LN).
Biotite
Figure 14 : Cristaux de grenat, biotite et de
quartz dans la lame 125-17 (photo LPA).
Quartz
Grenat
13
III-1-3 Analyses chimiques des minéraux
Suite à l’étude microscopique, plusieurs minéraux de chaque lame polie ont été analysés à
la microsonde électronique.
III-1-3-1: Les micas
L’annexe B-8 présente les différentes teneurs des éléments chimiques en % poids d’oxyde
pour les micas et l’annexe B-9 en présente les formules structurales. On peut constater que ces
micas sont assez riches en fer et en magnésium. Il s’agirait donc plutôt de micas de type biotite
variant entre le pôle ferreux de l’annite et du pôle magnésien de la phlogopite. La figure 16
représente la teneur en aluminium octaédrique (VI) en fonction de XMg= Mg/(Mg+Fe).
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
XMg
Gneiss feldspathique
à
corindon + biotite
foliée
127-4
SA2
125-17
S2S3
S1
S15
127-9
gneiss feldspathique à
grenat +/- saphir
biotitite à grenat,
saphir et FK
Veines tardives
à
grenat-biotite
Cipolin à spinelle127-4
S2
S3
S15
SA2
S1
125-17
127-9
}
}
}Al VI
Sidérophyllite Eastonite
Annite Phlogopite
La figure 17 représente le diagramme titane en fonction de Al VI. On peut remarquer que
les gneiss et les veines tardives se regroupent dans un même domaine, caractérisé par de fortes
teneurs en titane (0,6-0,75) pour de faibles teneurs en Al VI (0,1-0,3). Les biotitites contiennent
beaucoup moins de titane et ont des teneurs très variables (0,01-0,5) pour des teneurs plus élevés
en Al VI (0,6-0,85). Les phlogopites des cipolins ne contiennent pratiquement pas de titane.
Figure 16 : Diagramme Al VI-XMg pour les micas.
Pour les gneiss et les veines tardives, on peut constater que leur teneur en Al VI est
relativement faible (0,1-0,3). En revanche, XMg varie relativement (0,4-0,7). Pour les biotitites, on
observe des teneurs en Al VI assez importantes (0,6 – 0,8) et un XMg élevé et plus restreint (0,5-
0,7). Les micas présents dans les cipolins sont des phlogopites avec des teneurs en Al VI et en X
Mg relativement restreintes.
14
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Al VI
Ti
Gneiss feldspathique à
corindon + biotite foliée
Gneiss feldspathique à
grenat +/- saphir
Biotitite à grenat,
saphir et FK
Cipolin à spinelle
Veines tardives à
grenat-biotite
127 - 4
S2
S3
S15
SA2
S1
125 -17
127-9
}
}
}
S15
SA2
127-9
S1
S3S2
125-17127-4
III-1-3-2: Les feldspaths
Les feldspaths rencontrés sont le feldspath potassique et le plagioclase. Le plagioclase se
présente sous forme de monocristaux ou d’exsolutions perthitiques dans les FK. L’annexe B-10
résume sous forme de tableau les différentes analyses chimiques effectuées sur plusieurs feldspaths
et l’annexe B-11 en présente les formules structurales. La figure 18, est un diagramme répartissant
les compositions chimiques suivant les pôles potassique (orthose), calcique (anorthite) et sodique
(albite). La plupart des gneiss et des biotitites contiennent des feldspaths constitués entre 70 et 90
% moles d’orthose. Seul les gneiss leptynitiques à grenat sont composés d’andésine (60 % moles
Ab). Les perthites contenues dans les FK des gneiss feldspathiques (lame 127-4), ont une
composition similaire (andésine) à celle des plagioclases issus des gneiss leptynitiques (S2).
Orthose
AnorthiteAlbite
perthite 127-4S2
SA2
127-4
MO II
Figure 17 : Diagramme
Al VI -Ti pour les micas.
MO II Gneiss à grenat corindon et spinelle
127-4 Gneiss feldspathique à corindon
SA2 Biotitite à grenat, feldspath et corindon
S2 Gneiss leptynitique à grenat
Figure 18: Diagramme Albite- Anorthite-
Orthose des feldspaths.
15
II-1-3-3: Les grenats
Les grenats sont présents dans tous les faciès. Ils sont généralement automorphes et assez
bien conservés. L’annexe B-12 résume sous forme de tableau les différentes analyses chimiques
effectuées sur plusieurs grenats de chaque lame et l’annexe B-13 en présente les formules
structurales. La figure 19, est un diagramme répartissant les compositions chimiques suivant les
pôles magnésien (pyrope), ferreux Fe2+
(almandin), et ferrique Fe3+
(andradite).
Andradite
AlmandinPyrope
S2
SA2
125-17
MO II
S3
S2
L’ensemble des points se répartit le long de la droite Pyrope-Almandin et ne contient donc
pratiquement pas de Fe3+
. Les grenats des gneiss possèdent autant de magnésium que de Fe2+
.
Dans les gneiss leptynitiques, les grenats ont des compositions plus proches de l’almandin (60-70
% de Fe2+
et 40-30% de Mg). Un grenat d’un gneiss leptynitique (S2) présente une
composition intermédiaire entre une andradite et un pyrope : 5 % de Fe2+
, 60% de Mg et 35% de
Fe3+
. L’échantillon S2 contient donc deux types de grenats.
II-1-3-4: Les spinelles
Gahnite
HercyniteSpinelle
MOII
SA2S2
S1
S3
MOII & SA2
MO II Gneiss à grenat, corindon et spinelle
125-17 Veines tardives à grenat-biotite
recoupant les gneiss leptynitiques
SA2 Biotitite à grenat, feldspath et
corindon
S2 Gneiss feldspathique à grenat
S3 gneiss leptynique à grenat +/-
saphir Figure 19 : Diagramme Pyrope, Almandin,
Andradite des grenats.
Figure 20 : Diagramme Spinelle, Hercynite, Gahnite des spinelles.
Les observations microscopiques ont révélé que les spinelles étaient généralement en
déséquilibre (aspect xénomorphe, golfe de corrosion, inclusions ….) avec le corindon et la
sillimanite. Leur couleur verte nous indique qu’il s’agit probablement de la variété hercynite.
L’annexe B-14 résume sous la forme d’un tableau les différentes analyses chimiques effectuées
sur plusieurs spinelles et l’annexe B-15 en présente les formules structurales. La figure 20,
représente les compositions chimiques suivant les pôles ferreux (hercynite), magnésien (spinelle)
et de zinc (gahnite) de ces spinelles. L’ensemble des points se dispose le long de la droite
spinelle-hercynite. Ils ne contiennent donc pratiquement pas de zinc (<10%). La plupart des
points se concentrent vers le pôle hercynite. Leur composition s’échelonne entre 50%-80% de
Fe2+
et 50%-20% de Mg. Seul les spinelles issus des veines tardives (S1) ont des compositions
franchement différentes. Leur composition est purement magnésienne (variété spinelle au sens
strict).
Gahnite Gahnite
16
III-1-3-5: La musgravite
La musgravite est un minéral rare de formule : BeMg2Al6O12 décrit uniquement en
Australie, Antarctique, Sri Lanka (Kiefert et Schmetzer, 1998) et à Madagascar (Devouard et al.,
2002). A Madagascar, la musgravite a été décrite dans des sakénites (Annexe A) composées
principalement d’anorthite, de spinelle, de sapphirine, de corindon et de phlogopite. Les auteurs
proposent que cette musgravite soit le résultat de la percolation de fluide métsomatique associée à
des pegmatites riches en béryllium, rencontrés fréquemment dans la zone de cisaillement de
Ranatsora (région de Sakena, Sud Est de Madagascar).
A Sahambano, la musgravite se rencontre dans les marbres à minéraux (cipolin). Elle se
présente sous la forme de baguettes bien cristallisées au contact du spinelle et de la calcite ou de
plages xénomorphes incluses au sein des monocristaux de spinelle. Le tableau 3 présente une
analyse réalisée à la microsonde électronique sur ce minéral. Le poids d’oxyde est convertit en
nombre d’anions calculés sur une base de 24 oxygènes. L’analyse chimique révèle une
composition de musgravite et non de tafféite.
Oxyde SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 FeO BeO MgO MnO CaO Na2O K2O H2O Total
Poids d’oxyde 0 72,97 0 0 0,62 6,1 19,51 0,01 0,02 0 0 0 99,24
Nombre d’anions 0 23,82 0 0 0,14 4,05 8,05 0,002 0,006 0 0 0
Musgravite idéale 24 4 8
Tafféite idéale 24 3 9
Tableau 3: Analyse microsonde électronique d’une musgravite du cipolin de Sahambano.
En effet, la musgravite a longtemps été confondue avec la tafféite dont la formule chimique
est très proche : BeMg3Al8O16. La spectroscopie Raman permet cependant de les distinguer
(Kiefert et Schmetzer, 1998 ; annexe B-16). Le spectre Raman réalisé sur ce minéral nous a permis
de caractériser la musgravite (figure 21). En effet, on retrouve les pics caractéristiques de la
musgravite décrit par Kiefert et Schmetzer (1998) à : 326, 412, 443, 489, 660, 713 et surtout à 579
cm-1
(pic déterminant qui permet la distinction entre les deux espèces).
Figure 21 : Spectre Raman de la musgravite de Sahambano.
338
415
448 483 493
579
712
655
Longueur d’onde (cm-1)
Inte
nsi
té R
aman
(no
mb
re d
e co
up)
803
17
III-1-4 : Le géothermomètre à grenat-biotite
Holland & Powell (1998) ont établi un programme de calcul de géothermométrie. Le
principe est basé sur le fait que les teneurs en XMg dans le grenat et la biotite, varie en fonction de la
température et suivant la réaction : Phlogopite + Almandin Annite + Pyrope. Ce programme a été
appliqué à plusieurs échantillons de Sahambano contenants des biotites inclus dans des grenats ou en
contact avec ceux-ci. Ces échantillons sont soit des veines à grenat-biotite, soit des biotitites à grenat
et corindon. La présence de sillimanite dans nos lames nous permet d’affiner le domaine défini sur
Sahambano.
Sur la figure 22, on peut constater que les températures de cristallisation des grenats-
biotites sont comprises entre 650 et 750°C. Ces températures correspondent à l’intervalle de
température déjà défini pour le faciès granulite dans les roches métamorphiques à sillimanite du Sud
Est de Madagascar soit 750 +/- 50°C (Nicollet, 1986; Rakotondrazafy 1995; Pili 1997). L’épisode
métamorphique qui a affecté les roches de Sahambano est donc le même que celui qui a affecté tout
le Sud de Madagascar lors de l’orogenèse Panafricaine, il y a environ 550 Ma.
L’absence de réaction texturale ne nous permet pas d’affiner le domaine P-T défini sur
Sahambano, notamment en ce qui concerne l’intervalle de pression. Or nous venons de voir que les
roches métamorphiques de Sahambano et du Sud Est de Madagascar étaient contemporaines. Il est
donc possible de corréler les données P-T de Sahambano à celles définies entre autres par Pili
(1997). Pour la zone de Ranatsora (région de Ihosy), le type de métamorphisme évoqué est celui
d’une haute température (700-750°C) et d’une basse pression (4-5 kbars).
Figure 22 : Diagramme Pression-Température, établi à partir du géothermomètre Grenat-
Biotite d’après la méthode de Holland et Powell (1998).
9
18
III-2 Etude minéralogique des corindons
III-2-1 Description macroscopique
Les cristaux de corindon présentent deux habitus différents : le prisme hexagonal court
et le prisme hexagonal allongé. Certains des prismes se terminent par la dipyramide
hexagonale et le rhomboèdre chapeauté par le pinacoide et d’autres, uniquement par le
pinacoide (figure 23). De rares cristaux sont interpénétrés (figure 23). Les couleurs les plus
fréquentes sont le rose à mauve et le violet à bleu. D’autres couleurs plus rares comme le rose-
orangé, le brun, le rouge, le vert et l’incolore ont aussi été rencontrés dans le gisement. Les
prismes aplatis peuvent prendre des couleurs orange, rose, violet, rouge ou bleu (figure 23). Il
en est de même pour les prismes allongés. Il n’y a donc aucune relation entre la couleur des
cristaux et leurs habitus. L’annexe B-17 représente la répartition des corindons issus d’un
cubage suivant différents paramètres dont la couleur.
Certains des cristaux admettent deux couleurs voir plus, sur un même cristal. Ces
cristaux multicolores représentent environ 5% de l’ensemble des corindons du gisement. Sur
un cristal, le passage d’une couleur à une autre se fait soit progressivement (quelques
millimètres) suivant l’allongement du prisme hexagonal (axe c), et dans ce cas précis, la
variation de couleur peut même s’observer sur le plan du pinacoide (figure 24, B et C), soit de
façon instantanée (figure 24, A). Dans ce dernier cas, on peut passer brutalement d’une couleur
rose clair ou incolore à rosé, à une couleur bleue. La zone de passage d’une couleur à une autre
indique une cristallisation en 2 stades : généralement, le premier stade se matérialise par le
développement du prisme hexagonal et du pinacoide, le deuxième stade, débute par la
croissance du nouveau cristal suivant le pinacoide du premier qui a donc servit de surface de
germination. Le cristal du deuxième stade généralement bleu, présente le prisme hexagonal
court ou allongé, terminé par la dipyramide hexagonal et le rhomboèdre, et enfin le pinacoide.
Orangé à rose
Figure 23 : Cristaux de corindon de Sahambano d’habitus, de taille et de couleur différents.
Largeur des photos : 2cm.
19
III-2-2 Description microscopique (étude au MEB)
Plusieurs échantillons de corindons de différentes couleurs ont été montés en sections
polies. L’étude microscopique de ces cristaux nous a permis de caractériser et vérifier :
- l’homogénéité chimique des cristaux par leur observation en électrons rétrodiffusés : les cristaux
observés ne présentent pas de contraste chimique particulier, ils sont homogènes.
- l’état de fracturation des corindons : ils sont généralement fortement fracturés et ils présentent de
nombreuses traces d’arrachements.
- la présence de cavités fluides : l’observation en 3D des cristaux n’a révélé aucune trace de cavités
fluides.
- la présence d’inclusions solides. Celles-ci sont fréquentes et elles sont consignées dans le tableau
4.
Sections
polies
Couleurs
des cristaux
Nature des inclusions solides
Sp Pl
FK Sil Barytine Zr Micas Cd Diaspore Qz
S11 Marron-jaune-violet + + + + +
S12 Bleu gris +
S21 Violet foncé
S22 Rose foncé + + + +
S31 Rose-orangé + +
S32 Jaune-marron-orangé + + +
S41 Orange-rosé + + +
S42 Violine à rose clair
S51 Rose-orangé
S52 Rouge
S1’A Orangé + + +
S1’B Vert de gris + +
S2’A Rouge
S2’B Rose
Légende : Sp=spinelle, Pl=plagioclase, FK=orthose, Sil=sillimanite, Zr =zircon, Cd=cordiérite,
Qz=quartz.
Figure 24 : Corindons polychromes : A- prisme hexagonal présentant une croissance en deux stades
(cristal rose puis bleu) avec une zone de contact brutal ; B- 3 prismes hexagonaux avec un changement
de couleur progressif; C- prisme hexagonal aplati présentant une zonation de couleur suivant le pinacoide.
Tableau 4 : Inclusions solides observées au MEB dans des corindons de différentes couleurs.
A B C
20
Les inclusions solides peuvent se diviser en 3 catégories :
- Les inclusions situées sur la bordure du cristal (figure 25). Ces inclusions font en fait partie de la
gangue qui contient le corindon. Cette paragenèse est généralement constituée de feldspath
potassique, de plagioclase, de sillimanite, d’un mélange d’oxyde (constitué de silice, d’alumine et de
fer) et de spinelle. Ces minéraux de bordure sont identiques à ceux rencontrés dans les lames minces
de roches.
- Les inclusions situées à l’intérieur des corindons. Il s’agit du spinelle et du FK (figures 26 et 27).
Ils sont parfois accompagnés d’autres minéraux plus rares comme la cordiérite, le mica, la sillimanite
ou le quartz. Le quartz n’a pas cristallisé en même temps que le corindon car on peut apercevoir une
fracture qui a alimenté ce minéral de façon plus tardif.
On a également rencontré des inclusions de forme globulaire comme le zircon ou la barytine
(figures 28 et 29). La barytine ne se trouve que dans la section SAH1 et elle est accompagnée de
pyrite et d’un mélange constitué d’oxyde de silice, d’alumine et de fer. Certains zircons ont une taille
supérieure à 30 microns et ils ne présentent pas de zonation. Cependant, un de ces zircons a présenté
une croissance en deux étapes : une première phase qui doit correspondre a un zircon hérité (au cœur
du cristal) et une deuxième phase, située à la périphérie du cristal, qui correspond à une
recristallisation d’origine métamorphique. Entre les deux zones on distingue une auréole de
dissolution qui est matérialisée par la présence de cavités.
- Les inclusions de type remplissage. D’autres inclusions minérales comme le diaspore (AlOOH),
sont observées uniquement sous forme de remplissage secondaire dans des fractures (figure 30). Ces
fractures sont dues à un réajustement du corindon à basse température, lors de sa remontée vers la
surface.
III-2-3 Géochimie des corindons
III-2-3-1: L’origine de la couleur des corindons
Le corindon (Al2O3) est incolore mais ces leucosaphirs sont rares dans la nature. Le plus souvent
ils sont colorés dans la gamme de couleur décrite à Sahambano qui apparaît être un gisement
exceptionnel car tous les saphirs colorés sont concentrés sur un même site. La diversité de
couleur est due à la présence d’impuretés (éléments chromophores) qui sont des éléments de
transition comme le Fe, Cr et Ti. Ces éléments peuvent se substituer dans les sites octaédriques en
remplaçant l’aluminium. Ils vont absorber une partie de la lumière visible (entre 400 et 700 nm) et
laisser passer la lumière complémentaire. Ces longueurs d’onde seront responsables de la couleur de
la gemme. Les valences des éléments (Fe2+
, Fe3+
, Cr3+
, V3+
, Ti2+
, Ti4+
) jouent un rôle important pour
la coloration des cristaux (Annexe A). D’une manière générale, la coloration peut être due à un
mécanisme appelé transfert de charge (deux ions métalliques séparés par un atome d’oxygène vont
échanger un électron) ou/et à une substitution à l’Al3+
. Dans le rubis, la couleur rouge est due au
chrome qui se substitue aux atomes d’aluminium dans une proportion comprise entre 0,03 et 2%
poids. La couleur bleue du saphir est due aux mécanismes de transfert de charge Fe2+
-O-Ti4+
. Le
chrome est un élément en coordination octaédrique et il est à l’origine de nombreuses couleurs tels le
pourpre, violet, le vert (avec le Ti3+
), l’orange à brun-orangé (avec le Fe3+
), le rose-orangé
(padparadscha) et le rose.
III-2-3-2: La géochimie des éléments traces des corindons
Une série de 20 corindons colorés montés en sections polies a été analysé à la microsonde
électronique. Chaque saphir a fait l’objet de plusieurs analyses (entre 3 et 10), suivant une ou des
sections perpendiculaires aux bordures du cristal. Les analyses des différents saphirs sont reportées
dans l’annexe A-18.
21
FK
Sil
Sil
Pl
Corindon
Spinelle Cd
Micas
FK
Micas
Sil
Pyrite
Cavité de
dissolution
Figure 25 : Inclusions de FK, plagioclase et
sillimanite en bordure d’un corindon (photo MEB).
Figure 26 : Inclusions de spinelle, micas,
quartz et cordiérite au cœur d’un corindon
(photo MEB).
Corindon
Figure 27 : Inclusion de sillimanite, FK et
micas au cœur d’un corindon (photo MEB).
Corindon
Figure 30 : Fractures secondaires
remplies de diaspore recoupant le
corindon (Photo MEB).
Figure 28 : Inclusion de barytine et de
pyrite dans un corindon (photo MEB).
Figure 29: Inclusion de zircon dans le
corindon. Ce zircon présente deux
phases de croissance (photo MEB).
Qz
Diaspore
Barytine
Zircon hérité
Zircon d’origine
métamorphique
Fracture
22
Les analyses chimiques montrent de faibles variations entre le bord et le cœur des
cristaux. Les cristaux sont donc homogènes. Le taux de substitution en éléments traces est en
moyenne égale à 4000 ppm (0,4%). La valeur maximale de substitution est de 5500 ppm
(couleur fuschia) et la valeur minimale de 1800 ppm (incolore). Les substituant majeurs en
coordination octaédrique sont le fer (4500 à 1730 ppm) et le chrome (2530 à 210 ppm). Ensuite,
on distingue le gallium (240 à 54 ppm), le magnésium (140 à 50 ppm), et enfin des éléments
disparates comme le titane et le vanadium qui sont souvent en quantité inférieure à la limite de
détection de l’analyse (tableau 1). Sur les échantillons analysés, les teneurs en chrome sont
toujours inférieures à celle du fer.
Plusieurs diagrammes ont été réalisés afin d’établir des corrélations entre la couleur des
corindons et leurs chromophores. Le diagramme Cr2O3 en fonction de Fe2O3+Ga2O3+MgO
permet de discriminer les différentes couleurs définies pour les saphirs de Sahambano (figure
31). La somme Fe2O3+Ga2O3+MgO est à peu près constante (2500 à 3500 ppm). La variation de
la teneur en chrome est discriminante pour le passage d’une couleur à une autre. Les saphirs
fuschia peuvent contenir jusqu’à 2500 ppm de chrome alors que les saphirs de couleurs bleus
pastel à incolores ont des teneurs en chrome inférieures à 500 ppm. Entre ces deux extrêmes,
s’échelonne toute la gamme de couleur représentée à Sahambano qui est fonction de la variation
de la teneur en Cr2O3 : fuschia> rouge> violacé> rose> rose-orangé> marron-jaune> violine à
rose clair> rose foncé> bleu >orange> vert de gris > vert-marron> l’incolore> le bleu gris > le
bleu clair. Ce critère chimique est remarquable.
La teneur en TiO2 varie beaucoup en fonction des couleurs (de 20 à 200 ppm). Pour les
couleurs représentées, c'est-à-dire celles dont la teneur en titane est supérieure à la limite de
détection (20 ppm), on remarque que les couleurs rouges contiennent très peu de titane à
l’inverse des verts de gris ou encore des violines à roses clair (figure 32). Le titane pourrait donc
aussi jouer un rôle dans la coloration des corindons de Sahambano, mais il apparaît moins
discriminant que le chrome (vu les faibles concentrations mesurées dans les cristaux).
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0 0,025 0,05 0,075 0,1 0,125 0,15 0,175 0,2 0,225 0,25 0,275
fuschia
rouge
Violet foncé
rose violacé
bleu violacé
rosé
rose foncé
rose-orangé
Marron-jaune-violet
jaune-marron-violet
violine à rose clair
orange
vert à marron
bleu
bleu clair
bleu gris
incolore
Vert de gris
Figure 31 : Diagramme Cr2O3 - Fe2O3+MgO+Ga2O3 (en ppm) des différentes couleurs de corindon.
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750
3000 3000
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Fe 2
O3+
MgO
+G
a2O
3 (p
pm
)
Cr2O3 (ppm)
23
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02
fuschia
rouge
violet foncé
Rose violacé
bleu violacé
rosé
marron-jaunatre
violine à rose clair
vert de gris
vert à marron
bleu
bleu clair
bleu gris
III-2-4 Origine des chromophores dans les saphirs.
Des analyses chimiques ont été réalisées sur différents types de roches afin de pouvoir
discuter sur l’origine des éléments chimiques présents dans les corindons (chapitre IV discussion).
Le tableau 5, présente le résultat de ces analyses pour les éléments majeurs (Al2O3, Fe2O3, TiO2,
MgO) et pour les éléments traces (Cr, Ga, Ni, Co).
Roche
Echantillon
Eléments majeurs
(en % poids)
Eléments traces
(en ppm)
Stade de
formation Al2O3 Fe2O3 TiO2 MgO Cr Ga Ni Co
Gneiss
feldspathique
S13
S10
28,38
24,57
4,82
13,29
0,6
0,32
1,51
3,59
29,2
146
51,2
23,1
14,1
30,8
9,9
19,9
Protolithe
initial
Gneiss à saphir-
biotite-grenat
S9
31,73
15,15
1,36
6,45
386
48,7
117
42,7
Minéralisation à
saphir Biotitite à
saphir et grenat
S11
18,07
26,46
2,85
6,36
93,8
41,8
69,6
67
Veinule tardive
à grenat-biotite
et quartz
S8
18,91
25,32
3,11
9,90
492
46,3
119
72
Veine tardive
Fe 2
O3 (
pp
m)
TiO2 (ppm)
Figure 32 : Diagramme TiO2-Fe2O3 (en ppm) de différentes couleurs de corindon.
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Tableau 5 : Analyse de quelques éléments majeurs et mineurs obtenus respectivement par
ICP - AES et ICP - MS de roches du gisement de Sahambano. Les échantillons analysés ne
correspondent pas aux lames minces étudiées mais à des roches strictement identiques.
Limite
de
détection
24
III-2-5 Le padparadscha
Cette variété de saphir a été décrite pour la première fois au Sri Lanka. Elle a ensuite été
identifiée en Tanzanie (placer de la vallée d’Umba) et à Madagascar (placers). La couleur
spécifique du saphir appelé padparadscha est le rose-orangé (Notari, 1997). Cette définition
implique qu’il s’agit d’un pôle rose plus ou moins additionné de jaune-orangé. La couleur du
padparadscha est due à la présence de Cr3+
du Cr2O3 en coordination octaédrique, et de Fe3+
du
Fe2O3 dans le cadre d’un transfert de charge avec l’oxygène. La valeur économique de cette
variété de saphir est très élevée (jusqu’à 10 000 $/carats pour une pierre taillée). De ce fait,
aujourd’hui de nombreux gisements utilisent cette appellation pour des pierres orangées ou pour
d’autres catégories de gemmes qui ne correspondent pas à la définition Sri Lankaise des
padparadschas.
Dans son étude sur les padparadschas, Notari (1997) soulève le flou régnant actuellement
sur l’appellation de cette variété de gemme. Il propose que le padparadscha soit une variété
chromatique (rose additionné d’orange) de saphir coloré et non géographique, même si la
réglementation à ce sujet reste géographique (origine Sri Lankaise uniquement). Ses études
montrent que les chromophores présents dans le padparadscha sont le fer et le chrome dans des
proportions variant de 0,04 à 0,8 % poids en remplacement d’ions Al3+
dans le réseau cristallin.
Les variations des autres éléments Ga2O3 et TiO2 sont très variables pour ces différents gisements
qui apparemment ne présentent pas de domaines géochimiques distincts (Notari, 1997). Cependant,
les rapports Cr2O3/Ga2O3 en fonction de Fe2O3/TiO2 utilisés par Sutherland et al. (1998) pour
distinguer les suites de corindon d’origine géologique différente, met en évidence qu’il existe un
domaine géochimique propre aux saphirs rose-orangés (Annexe B-19). Ce domaine peut se définir
par un rapport Cr2O3/Ga2O3 compris entre 0,24 < Cr2O3/Ga2O3 < 17,5. Les données des saphirs
rose-orangés et orangés de Sahambano, s’inscrivent dans ce domaine et notamment ils
occupent une partie du domaine des padparadschas de Madagascar (Peretti et Gunther,
2002). Ce diagramme montre également que chaque type de saphir rose-orangé varie en fonction
du rapport Fe2O3/TiO2 (figure 33).
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
0,01 0,1 1 10 100 1000 10000
Madagascar
Sri lanka
Sahambano rose-
orangé
Umba
Sahambano rosé
Sahambano jaune-
marron
Sahambano orange
Figure 33 : Diagramme Fe2O3/TiO2 - Cr2O3/Ga2O3 de padparadscha de différentes
origines et des saphirs rose orangés à oranges de Sahambano.
Cr 2
O3/G
a2O
3
Fe2O3/TiO2
17,5
0,24
25
Orangé Sahambano
Rosé Sahambano
Figure 34 : Spectres infrarouges de 5 padparadschas Sri Lankais (a-e) et de 2 saphirs de
Sahambano de couleur rosé et orangé (modifié de Schmetzer et Schwarz, 2004).
Longueur d’onde (nm)
Une étude spectroscopique sur les saphirs rosés à orangés de Sahambano, a été réalisée au
laboratoire Gübelin à Lucerne (Suisse). La comparaison des spectres (figure 34) réalisés sur deux
saphirs orangé et rosé de Sahambano avec ceux établis par Schmetzer et Schwarz (2004) sur des
padparadschas Sri Lankais (Annexe B-20), nous a permis de faire les remarques suivantes.
26
Les spectres infrarouges de padparadscha Sri Lankais (spectres a à e), se caractérisent par
une augmentation continue de l’absorption des domaines du rouge (750 nm) au violet (350 nm).
Avec une teneur en chrome croissante des échantillons a à e, les pics de Cr3+
s’individualisent plus
nettement (556, 410 ou 397 nm). Cependant, pour les échantillons jaune-orangé (c et e), les bandes
d’absorptions liées au Fe3+
(376 et 388 nm) prédominent sur celles du Cr
3+. Pour des saphirs de
couleur jaune, ces mêmes bandes d’absorptions sont dues à la présence de défauts dans la structure
cristalline appelés « centres colorés » (Schmetzer et Schwarz, 2004). Ces défauts peuvent se
matérialiser par un manque ou un ajout supplémentaire d’ions. Or, l’absence de pic au niveau des
bandes d’absorptions des centres colorés de couleur orange (OCC), indique que les OCC ne jouent
aucun rôle dans la coloration des padparadschas jaune-orangé. Ils semblent donc que la couleur de
ce type de padparadscha soit due en partie aux centres colorés jaunes.
Les spectres de saphirs de Sahambano présentent les mêmes caractéristiques
d’absorption que les spectres de padparadscha rose-orangé Sri Lankais. Une augmentation de
l’absorption du rouge au violet et une absorption plus marquée au niveau de Cr3+
et Fe3+
. En effet,
les saphirs rosés présentent un épaulement vers 556 nm et une absorption bien marqué à 397 nm,
caractéristiques des bandes d’absorptions du Cr3+
. Les saphirs orangés présentent eux, un
épaulement vers 556 nm (Cr3+
) et un léger pic au niveau de 376 nm, caractéristique d’une des
bandes d’absorptions du Fe3+
. Ces observations sont en accord avec le fait que lorsque l’on passe
d’une couleur rosée à orange, le rapport Fe2O3/Cr2O3 augmente (figure 31).
IV- DISCUSSION
Le gisement de Sahambano est situé dans des roches métamorphiques constituées de gneiss
feldspathique et de leptynite. Les corindons se rencontrent dans des zones lenticulaires au sein des
gneiss feldspathiques et sont généralement concentrés dans des lits de biotitites. Dans ces gneiss le
quartz est absent ; il ne se retrouve que dans les leptynites situées dans la série métamorphique
environnante. Les biotitites, généralement parallèles à la foliation, témoignent d’ouvertures ou de
fractures dans les gneiss feldspathiques qui ont permis la circulation d’un fluide minéralisateur.
L’origine des gneiss feldspathiques ne fait pas l’objet de cette étude mais il est possible que
la feldspathisation soit le résultat d’une métasomatose développée à l’échelle régionale, qui a eu
pour effet la dissolution du quartz et le développement de feldspath potassique. Par contre, les
biotitites et les gneiss biotitisés à grenat et saphir sont étroitement associés à une métasomatose
alcaline de type biotitisation qui s’est développée sur les gneiss feldspathiques. Comme l’a montré
l’étude pétrographique, le faciès à grenat, biotite et saphir s’est formé à partir d’un fluide
métasomatique à une température d’environ 700 +/- 50°C et une pression de 4 à 5 kbar. Les veines
à biotite et grenat qui recoupent les gneiss feldspathiques, mais qui peuvent être parfois
concordantes à la foliation métamorphique, témoignent d’une reprise plus tardive de l’activité de la
circulation fluide à l’échelle du gisement. Le fait que les micas soient appauvris en aluminium
(figure 16) et que le quartz soit présent dans ce type de veines tardives (figure 14), expliquerait en
partie l’absence de corindon dans ce type de faciès.
Le corindon étant exclusivement composé d’aluminium et d’oxygène, nous pouvons nous
poser la question de savoir quelle est l’origine de cet aluminium. Cette question peut être discutée à
partir des analyses géochimiques réalisées sur les gneiss feldspathiques qui représentent le
protolithe de départ des corindons (tableau 5). On peut alors constater que ces gneiss sont très
riches en Al2O3 (environ 25% poids) et peuvent donc constituer une source suffisante en
aluminium pour le corindon.
27
En comparant ces gneiss feldspathiques aux roches affectées par la biotitisation
métasomatique (gneiss biotitisés à saphir-biotitites et veines tardives à biotite et grenat), on
s’aperçoit que l’aluminium varie peu d’un faciès à un autre. Il en est de même pour les éléments
comme le fer, le titane, le gallium ou le magnésium. Nous avons aussi vu auparavant que les
saphirs colorés de Sahambano étaient chromifères. Les analyses géochimiques révèlent que les
gneiss feldspathiques, contiennent jusqu’à 146 ppm de chrome ce qui est une teneur suffisante pour
expliquer la formation des différents saphirs colorés de Sahambano. Une première hypothèse pour
la source des éléments constitutifs du saphir serait par conséquent de dire que le fluide
métasomatique a mobilisé ces différents éléments contenus dans le protolithe lors de l’interaction
fluide-gneiss feldspathique. Cette hypothèse peut être encore discutée sur la base des analyses
géochimiques obtenues sur les faciès métasomatiques qui présentent des enrichissements notoires
par rapport aux gneiss feldspathiques notamment en chrome (93,8<Cr2O3(ppm)<492), titane
(1,36<TiO2(% poids)<3,11), cobalt (42,7<Co(ppm)<72) et nickel (69,6<Ni(ppm)<119). Une
deuxième hypothèse pourrait donc envisager le soutirage des éléments de l’encaissant gneissique
par un fluide déjà riche en chrome, titane, cobalt et nickel.
Le cobalt et le nickel ne jouent aucun rôle dans la coloration des corindons ; cependant ils
sont un excellent indicateur de source, notamment des roches mafiques et ultramafiques. Ainsi ce
fluide enrichi en Cr, Co et Ni pourrait soit être d’origine profonde (source mantélique), soit
d’origine crustale mais avec un enrichissement résultant de l’interaction avec des formations
mafiques à ultramafiques au cours de sa remontée dans la zone de cisaillement. De tels mélanges
de fluides d’origine crustale et mantélique ont déjà été mis en évidence par les études isotopiques
menées par Pili (1997) sur ces grandes zones de cisaillements du Sud de Madagascar. Les deux
hypothèses sont possibles. Mais seuls un bilan de masse géochimique sur les protolithes
métasomatiques ainsi que des données isotopiques sur les différents minéraux, nous permettraient
de trancher entres ces hypothèses.
La diversité des couleurs de corindons rencontrées sur le gisement est fonction de la
variation de leur teneur en chrome, avec une teneur en fer quasiment constante. Nous avons vu que
certains cristaux présentent deux stades de formation (figure 24), marqués par des différences de
couleur caractérisant des passages fuschia, rose, marron ou orangé (stade 1) à des couleurs bleues
(stade 2). Les premiers cristaux à cristalliser sont donc riches en chrome, contrairement aux
corindons de la deuxième phase. Le fluide minéralisateur est probablement unique et de même
origine. Cette hypothèse s’appuie sur le fait que les micas des gneiss feldspathiques biotitisés et des
veines tardives (faciès métasomatiques issu de fluide de génération différentes), présentent un
domaine chimique commun (figure 17). Par ailleurs, des analyses isotopiques de l’oxygène
obtenues sur ces saphirs, confirment l’homogénéité du fluide en équilibre avec le corindon
(Giuliani, communication personnelle). L’existence même de différentes couleurs de corindon dans
une même zone métasomatique n’est donc pas le résultat de plusieurs fluides d’origine différente,
ni celui d’un effet de composition chimique du protolithe qui est supposé homogène, mais de
stades de cristallisation discontinus dans le temps. Le fluide a circulé plusieurs fois dans les mêmes
structures par un système de pulsations successives. Pour chaque pulsation, la composition
chimique du fluide a fluctué notamment sa teneur en chrome.
L’étude des saphirs de Sahambano présente également un intérêt géologique pour la
classification des gisements de corindons primaires. La figure 35 représente le diagramme
Fe2O3/TiO2 en fonction de Cr2O3/ Ga2O3 avec les domaines de composition chimique de corindons
d’origines géologiques différentes. Les analyses de Sahambano représentées en bleu sur la figure,
caractérisent un domaine compris globalement entre 10 et 1200 pour le rapport Fe2O3/TiO2, et
entre 0,1 et 30 pour le rapport Cr2O3/Ga2O3. Nous remarquons que le domaine géochimique
défini par les gneiss biotitisés de Sahambano constitue un nouveau type de gisement primaire
28
Ce domaine empiète à la fois sur les domaines métamorphiques et basaltiques proposés par
Sutherland et al. (2003). Il ne recoupe ni les pegmatites métasomatisés, ni les gneiss du Viêt-Nam.
Il recoupe le domaine attribué aux corindons syénitiques de Garba Tula (Tanzanie). Il apparaît
donc que les domaines métamorphiques et magmatiques définis par Sutherland et al. (2003) sont
applicables uniquement aux gisements de type basaltique australiens et thaïlandais. Sahambano
définit ainsi un nouveau type de gisement : les gneiss biotitisés à corindons.
Concernant les padparadschas, nous avons vu que l’appellation gemmologique et
commerciale, est exclusivement réservée aux saphirs rose-orangés Sri Lankais et que l’appellation
padparadscha de Tanzanie ou de Madagascar est fortement controversée. Aujourd’hui,
l’appellation padparadscha est donc problématique puisque deux saphirs de même couleur mais
provenant de pays distinct doivent être appelés différemment. Schmetzer et Schwarz (2004)
proposent d’utiliser la terminologie padparadscha pour des saphirs présentant un spectre
d’absorption caractérisé par les bandes d’absorption du Fe3+
, du Cr3+
, avec parfois la présence de
centres colorés jaunes ou orangés. Les saphirs rosés et orangés de Sahambano présentent la plupart
de ces caractéristiques spectroscopiques. Par ailleurs, notre étude géochimique, a démontré que
tous les saphirs rose-orangés à orangés ainsi que ceux de Sahambano, étaient caractérisés par un
rapport Cr2O3/Ga2O3 compris entre 0,24 et 17,5 (figure 33). Cet intervalle géochimique pourrait
constituer le nouveau paramètre géochimique pour la définition chimique du saphir dit
« padparadscha ». Les saphirs rose-orangés de Sahambano qui répondent en grande partie à
ces différents critères, pourraient être ainsi appelés saphirs de type padparadscha de
Sahambano.
Figure 35 : Diagramme Fe2O3/TiO2-Cr2O3/Ga2O3 de gisements primaires à corindon de
différentes origines géologiques et de Sahambano (modifié de Garnier et al., 2004).
29
CONCLUSION
Les corindons du gisement de Sahambano ont une origine métasomatique. Les gneiss ont
été biotitisés à la suite de circulation de fluides alcalins dans des structures tectoniques reliées à la
zone de cisaillement majeure de Ranotsara. La paragenèse associée aux corindons de Sahambano
est à spinelle, feldspath potassique, grenat, biotite et sillimanite. Elle est le résultat d’une
percolation métasomatique des gneiss à environ 700–750°C et 4-5 kbars. La présence de
musgravite dans les cipolins du gisement (minéral rare contenant du béryllium), témoigne de ces
conditions métasomatiques de haute température et de basse pression.
La grande particularité de ce gisement réside dans la diversité des couleurs des
corindons. Le taux de substitutions en éléments traces dans les corindons est environ de 0,4% dont
une grande majorité des éléments est occupé par le fer et le chrome. La diversité des couleurs
observées à Sahambano dépend directement du rapport de ces deux éléments. Le chrome peut
provenir du protolithe tout comme du fluide. L’encaissant gneissique, riche en alumine, a
probablement fourni l’aluminium nécessaire à la cristallisation de ces corindons. La forte
concentration en cobalt et nickel des faciès métasomatiques indiquent une interaction du fluide
avec des roches mafiques et ultramafiques avant de parvenir dans les gneiss.
Les saphirs rose-orangés de Sahambano suscitent un intérêt économique important.
L’appellation padparadscha de ces cristaux, permettrait une valorisation des saphirs de la
mine nettement plus élevée. Les critères permettant de distinguer les padparadschas restent
encore aujourd’hui purement géographique puisque cette appellation est exclusivement réservée
aux saphirs rose-orangés Sri Lankais. Le fait de ne pas pouvoir appeler deux saphirs rose-orangés
sous le même nom, a donc suscité l’intérêt de réaliser des études gemmologiques et certains
critères (notamment spectroscopiques) sont déjà établis. Notre étude montre que les saphirs rose-
orangés de type padparadscha se situent dans un domaine géochimique de rapport Cr2O3/Ga2O3
compris entre 0,17 et 24. Cet intervalle de valeur pourrait servir de critère chimique pour
l’appellation « padparadscha ». La présence de saphirs de toutes les couleurs sur quelques
centaines de m2, de minéral rare comme la musgravite, de cristaux automorphes de
corindons polychromes et probablement de saphirs rose-orangés de type padparadscha,
constituent entre autre le caractère exceptionnel du gisement de Sahambano Ce type de gisement à corindon a déjà été décrit en Inde, mais il ne l’a jamais été à
Madagascar. D’autres gisements de type métasomatique doivent cependant exister à Madagascar
car beaucoup de régions restent encore aujourd’hui inexplorées et les zones de cisaillements où
sont signalées des circulations fluides sont nombreuses. Le gisement de Zazafotsy, situé à 50 km
au nord de Sahambano, en est sûrement un exemple car les corindons sont contenus dans des
biotitites résultant de l’altération métasomatique de gneiss feldspathiques. Des études isotopiques
sur les micas permettraient de déterminer l’origine du fluide minéralisateur de ces deux gisements :
crustale, mantélique ou de mélange. Les zircons trouvés en inclusion dans les corindons pourraient
de plus, permettre de dater la formation des corindons et donc l’épisode de circulation de ces
fluides. Au sens large, l’ensemble de ces études permettrait une meilleure compréhension d’une
partie de l’histoire géologique complexe de Madagascar, à savoir la circulation des fluides
associées aux zones en extension lors de sa collision avec l’Afrique il y a environ 550 Ma.
30
Références bibliographiques
DEVOUARD B., RAITH M., RAKOTONDRAZAFY R., EL-GHOZZI M., et NICOLLET C.
(2002) Occurrence of musgravite in anorthite-corundum-spinel-sapphirine rocks (“sakenites”) from
South Madagascar: evidence for a high-grade metasomatic event. 18th
general meeting of the IMA,
Edinburgh, Scotland.
GARNIER V., OHNENSTETTER D., GIULIANI G., SCHWARZ D. (2004) Les gisements de
corindon: classification et genèse. Le Règne Minéral, 55, 7-47.
HOLLAND T. et POWELL R. (1998) An internally consistant thermodynamic dataset for phases
of petrological interest. Journal of Métamorphic Géology, 16, 309.
KIEFERT L. et SCHMETZER K. (1998) Distinction of Taaffeite and musgravite. J.Gemm., 26,
165-167.
NICOLLET C. (1986) Saphirine et staurotide riche en magnésium et chrome dans les amphibolites
et anorthosites à corindon du Vohibory Sud, Madagascar. Bull. Minéral., 109, 599-612.
NICOLLET C. (1990) Crustal evolution of the granulites of Madagascar. In Granulites and
Crustal Differentiation (eds.Vielzeuf D. and Vidal P.). Kluwer Academic publishers, 291-310.
NOTARI F. (1997) Le saphir padparadscha. Revue de gemmologie AFG, 132, 24-27.
PERETTI A., GUNTHER D. (2002) The color Enhancement of fancy sapphires with a new heat-
treatement technique (part A): inducing color zoning by internal migration and formation of color
center. GRS. Contribution to gemology, No1.
PILI E. (1997) Distribution et transfert des fluides à l’échelle de la lithosphère continentale. Thèse,
université de Lyon I.
POUCHOU J.L. et PICHOIR F. (1991) Quantitative analysis of homogeneous or srtatified micro-
volumes applying the model “PAP”. In: Electron probe quantitation (eds.Heinrich K.F.J.and
Newbury D.E.). Plenum Press, New York, 31-75.
RAKOTONDRAZAFY M.A.F (1995) La Hibonite du S.E. de Madagascar- caractère et modalités
de formation dans les skarns a thorianite du faciès granulite. Thèse, université d’Antanarivo.
SANTOSH M. et COLLINS A.S. (2003) Gemstone mineralization in the Palghat-Cauvery Shear
zone system (Karur-Kangayam belt), Southern India. Gondwana Research, 6, No.4, 911-918.
SCHMETZER K. et SCHWARZ D. (2004) The causes of colour in untreated, heat treated and
diffusion treated orange and pinkish-orange sapphires – a review. J.Gemm., 29, 149-182.
SUTHERLAND F.L., SCHWARZ D., JOBBINS E.A., COENRAADS R.R. et WEBB G. (1998)
Distinctive gem corundum suites from discrete basalt field: a comparative study of Barrington,
Australia and West Pailin, Cambodia, gemfields. J.Gemm., 26, 65-85.
31
SUTHERLAND F.L., COENRAADS R.R., SCHWARZ D., RAYNOR L.R., BARRON B.J. et
WEBB G.B., (2003) Al-rich in alluvial ruby and corundum-bearing xenoliths, Australian and SE
Asian basalt fields. Mineralogical Magazine, 67, 717-732.
TABLE DES MATIERES
P.
Résumé/Abstract 1
I - INTRODUCTION 2
II - MATERIEL ET METHODES
II-1 : Le microscope optique 4
II-2 : Le Microscope Electronique à Balayage (MEB) 4
II-3 : La microsonde électronique 4
II-4 : La spectroscopie Raman 5
II-5 : La spectroscopie infrarouge 5
II-6 : Les analyses géochimiques de roches 5
III - RESULTATS
III-1 : Etude pétrographique
III-1-1 : Etude macroscopique 6
III-1-2 : Etude microscopique
III-1-2-1 : Gneiss feldspathique à corindon (MOII-9) 7
III-1-2-2 : Gneiss feldspathique à biotite et corindon (127-4) 8
III-1-2-3 : Gneiss biotitisés (S3/S2) 9
III-1-2-4 : Biotitite à minéraux (SA2/ S15) 10
III-1-2-5 : Marbre à minéraux : cipolin (127-9) 11
III-1-2-6 : Veine à biotite et grenat (S1/125-17) 12 III-1-3 : Analyse chimique des minéraux
III-1-3-1 : Les micas 13
III-1-3-2 : Les feldspaths 14
III-1-3-3 : Les grenats 15
III-1-3-4 : Les spinelles 15
III-1-3-5 : La musgravite 16
III-1-4 : Le géothermomètre à grenat-biotite 17
III-2 Etude minéralogique des corindons
III-2-1 : Description macroscopique 18
III-2-2 : Description microscopique (étude MEB) 19 III-2-3 : Géochimie des corindons
III-2-3-1 : L’origine de la couleur dans les corindons 20
III-2-3-2 : La géochimie des éléments traces des corindons 20
III-2-4 : Origine des éléments chromophores dans les saphirs 23
III-2-5 : Le padparadscha 24
IV - DISCUSSION 26
32
CONCLUSION 29
Références bibliographiques 30
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Carte topographique de Sahambano (1/200.000
ème). Les numéros sont les secteurs de
prélèvement d’échantillons. On peut observer la chaîne du Manivala qui constitue la bordure Est
de la faille de Ranotsara et les grandes structures de déformation associées, orientées NNW/SSE.
Figure 2 : Inclusion de sillimanite dans le grenat et le FK (Photo en lumière polarisée, LPA).
Figure 3 : Texture coronitique composée de saphirine et d’un silicate d’alumine développé entre le
spinelle et le FK (photo MEB).
Figure 4 : Cristaux de corindon squelettique, de biotite et de FK (photo LPA).
Figure 5 : Monocristal de corindon et de grenat dans une matrice feldspathique (photo LPA).
Figure 6 : Réaction coronitique de la sillimanite entre le spinelle et le feldspath (photo LPA).
Figure 7 : Transformation partielle du spinelle en corindon (photo en lumière naturelle, LN).
Figure 8 : Inclusion de spinelle dans du corindon (photo LN).
Figure 9 : Réaction entre le FK et le corindon avec apparition de spinelle et de micas (photo LN).
Figure 10 : Inclusion de sillimanite et de biotite dans du grenat (photo LPA).
Figure 11 : Cristallisation de biotite à partir du FK (photo LN).
Figure 12 : Réaction coronitique entre la forstérite et la calcite (photo MEB).
Figure 13 : Réaction coronitique entre la calcite et le spinelle (photo MEB).
Figure 14 : Cristaux de grenat, biotite et de quartz dans la lame 125-17(photo LPA).
Figure 15 : Cristaux de corindons, spinelle, biotite et FK dans la lame S1 (photo LN).
Figure 16 : Diagramme Al VI-XMg pour les micas.
Figure 17 : Diagramme Al VI-Ti pour les micas.
Figure 18: Diagramme Albite, Anorthite, Orthose des feldspaths.
Figure 19 : Diagramme Pyrope, Almandin, Andradite des grenats.
Figure 20 : Diagramme Spinelle, Hercynite, Gahnite des spinelles.
Figure 21 : Spectre Raman de la musgravite de Sahambano.
33
Figure 22 : Diagramme Pression-température, établi à partir du géothermomètre Grenat-Biotite
d’après la méthode de Holland et Powell (1998).
Figure 23 : Cristaux de corindon de Sahambano d’habitus, de taille et de couleur différents.
Largeur des photos : 2cm.
Figure 24 : Corindons polychromes : A- prisme hexagonal présentant une croissance en deux
stades avec une zone de contact brutal ; B- 3 prismes hexagonaux avec un changement de couleur
progressif; C- prisme hexagonal aplati présentant une zonation de couleur suivant le pinacoide.
Figure 25 : Inclusions de FK, plagioclase et sillimanite en bordure d’un corindon (photo MEB).
Figure 26 : Inclusions de spinelle, micas, quartz et cordiérite au cœur d’un corindon (photo
MEB).
Figure 27 : Inclusion de sillimanite, FK et micas au cœur d’un corindon (photo MEB).
Figure 28 : Inclusion de barytine et de pyrite dans un corindon (photo MEB).
Figure 29 : Inclusion de zircon dans le corindon. Ce zircon présente deux phases de croissance
(photo MEB).
Figure 30 : Fractures secondaires remplies de diaspore recoupant le corindon (photo MEB).
Figure 31 : Diagramme Cr2O3- Fe2O3+MgO+Ga2O3 (en ppm) des différentes couleurs de
corindon.
Figure 32 : Diagramme TiO2-Fe2O3 (en ppm) de différentes couleurs de corindon.
Figure 33 : Diagramme Fe2O3/TiO2 - Cr2O3/Ga2O3 de padparadscha de différentes origines et des
saphirs rose orangés à oranges de Sahambano.
Figure 34 : Spectres infrarouges de 5 padparadschas Sri Lankais (a-e) et de 2 saphirs de
Sahambano de couleur rosé et orange (modifié de Schmetzer et Schwarz, 2004).
Figure 35 : Diagramme Fe2O3/TiO2 - Cr2O3/Ga2O3 de gisements primaires à corindon de
différentes origines géologiques et de Sahambano (modifié de Garnier et al., 2004).
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Seuil de détection des éléments pour les corindons à la microsonde électronique.
Tableau 2 : Présentation macroscopique des échantillons étudiés.
Tableau 3 : Analyse microsonde électronique d’une musgravite du cipolin de Sahambano.
Tableau 4 : Inclusions solides observées au MEB dans des corindons de différentes couleurs.
34
Tableau 5 : Analyse de quelques éléments majeurs et mineurs obtenus respectivement par ICP -
AES et ICP - MS de roches du gisement de Sahambano. Les échantillons analysés ne
correspondent pas aux lames minces étudiées mais à des roches strictement identiques.
UNIVERSITÉ PAUL CEZANNE - UNIVERSITÉ DE
PROVENCE .
ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES DE L'ENVIRONNEMENT d'AIX-MARSEILLE
Spécialité : Géosystèmes
Parcours : GÉOSCIENCES DE L'ENVIRONNEMENT
ANNEXE B
CARACTERISATION PETROGRAPHIQUE ET
MINERALOGIQUE DU GISEMENT A SAPHIR DE
SAHAMBANO (MADAGASCAR)
Par
OFFANT Yohann
Responsable de Stage : GIULIANI Gaston (IRD et CRPG/CNRS) Année : 2004 – 2005.
OHNENSTETTER Daniel (CRPG/CNRS)
MARSHALL Dan (Simon Fraser University, Canada)
1
LISTE DES ANNEXES B
Annexe 1 : Echantillon macroscopique S1 (veine tardive à grenat et biotite).
Annexe 2 : Echantillon macroscopique S2 (gneiss feldspathique à bioite, grenat et corindon).
Annexe 3 : Echantillon macroscopique S15 (biotitite à grenat et saphir).
Annexe 4 : Echantillon macroscopique 125-9 (cipolin).
Annexe 5 : Spectre du silicate (argile) non identifié de la lame MOII (MEB).
Annexe 6 : Formules structurales des saphirines.
Annexe 7 : Inclusions minéralogiques présentes suivant les différents faciès.
Annexe 8 : Composition chimique en pourcentage de poids d’oxyde des micas.
Annexe 9 : Formules structurales des micas.
Annexe 10 : Composition chimique en pourcentage de poids d’oxyde des feldspaths.
Annexe 11 : Formules structurales des feldspaths.
Annexe 12 : Composition chimique en pourcentage de poids d’oxyde des grenats.
Annexe 13 : Formules structurales des grenats.
Annexe 14 : Composition chimique en pourcentage de poids d’oxyde des spinelles.
Annexe 15 : Formules structurales des spinelles.
Annexe 16 : Spectre Raman d’une musgravite et d’une tafféite (Kiefert et Schmetzer, 1998).
Annexe 17 : Répartition des corindons issus d’un cubage suivant des paramètres de taille, de
couleur et de transparence.
Annexe 18 : Composition chimique en poids d’oxyde, de section de différentes couleurs de
corindons provenant de Sahambano.
Annexe 19 : Composition chimique en poids d’oxyde, de padparadscha de différentes
origines (Notari, 1997 ; Peretti et Gunther, 2002).
Annexe 20 : Photos de 4 padparadschas taillés d’origines Sri lankais. Les couleurs varient
de l’orangé au rose en passant par le jaune (Schmetzer K. et Schwarz D., 2004).
2
Annexe 3 : Echantillon macroscopique S15 (biotitite à grenat et saphir)
Biotitite
Saphir
Annexe 2 : Echantillon macroscopique S2 (Gneiss feldspathique à biotite, grenat et corindon).
Grenat
Lit de biotite
Lit
feldspathique
1 cm
Annexe 1 : Echantillon macroscopique S1 (veine tardive à grenat et biotite).
Grenat
Biotite
Gneiss
Corindon
Veine tardive
3
Annexe 4 : Echantillon macroscopique 125-9 (cipolin)
Phlogopite Spinelle
Marbre
Feldspath
Annexe 5 : Spectre du silicate (à Al et Fe) non identifié de la lame MOII (MEB).
4
MOII-2-1 MOII-2-2 MOII-5-3
Si 0,782 0,753 0,756
Al (IV) 0,218 0,247 0,244
Al (VI) 4,000 4,000 4,000
Cr3+ 0,000 0,000 0,001
Fe3+ 0,478 0,489 0,456
Mn 0,000 0,003 0,000
Mg 1,336 1,326 1,354
Ca 0,001 0,000 0,000
Na 0,001 0,007 0,002
K 0,000 0,000 0,002
Total 1,849 1,861 1,869
Total 6,849 6,861 6,869
Minéraux hôtes
FK
Sp
Co
Sn
Gt
Ca
Diopside
Sil
Cs
Fp
Bt Minéraux en
inclusion
Feldspath (Fp) + + + +
Spinelle (Sp) + + + + + +
Biotite (Bt) + + + + + + + + + + +
Sillimanite (Sil) + + + + + + + + + + +
Corindon
Squelettique (Cs)
+
Pertite (Pt) +
Saphirine (Sn) +
Forstérite + +
Musgravite +
Calcite (Ca) +
Apatite +
Phlogopite +
Orthose (FK) + + + + + + +
Grenat (Gt) +
Dolomite + + +
Légende :
+ : Gneiss leptynitique à grenat et corindon
+ : Marbres à minéraux (cipolin)
+ : Gneiss feldspathique à biotite, grenat et corindon
+ : Veines secondaires à biotites et grenat
+ : Gneiss biotitisé à grenat et corindon
+ : Biotitite à grenat et corindon
Annexe 7 : Inclusions minéralogiques présentes suivant les différents faciès.
Annexe 6 : Formules structurales des saphirines.
5
Label minéral F Na2O MgO Al2O3 SiO2 Cl K2O CaO TiO2 V2O5 Cr2O3 MnO FeO ZnO BaO Total caractéristique
127-4-3-6 phengite 0,11 0,48 0,48 35,89 45,61 0,00 10,38 0,01 0,20 0,05 0,00 0,11 1,84 0,00 0,15 95,31
127-4-3-7 phengite 0,11 0,44 0,28 36,50 44,65 0,01 10,50 0,07 0,06 0,05 0,00 0,00 1,36 0,00 0,06 94,09
127-4-6-2 biotite 0,00 0,16 10,02 16,21 35,37 0,21 9,85 0,00 6,15 0,22 0,01 0,00 18,24 0,00 0,06 96,49
127-4-7-3 biotite 0,00 0,15 9,81 16,97 34,79 0,24 9,68 0,02 6,47 0,19 0,00 0,00 19,93 0,05 0,35 98,65 en inclusion
127-4-7-4 biotite 0,00 0,14 9,62 16,90 35,24 0,28 9,65 0,00 6,30 0,00 0,00 0,10 18,71 0,06 0,25 97,25
sa2-1-3 micas 0,00 0,56 15,44 20,79 35,49 0,03 8,96 0,00 0,28 0,09 0,09 0,00 13,72 0,05 0,01 95,49
sa2-2-2 micas 0,00 0,31 14,57 20,04 35,44 0,07 10,01 0,00 1,28 0,00 0,00 0,05 14,69 0,05 0,10 96,61
sa2-2-3 micas 0,00 0,30 14,93 19,24 35,57 0,00 9,71 0,00 1,36 0,01 0,02 0,00 13,40 0,00 0,01 94,56
sa2-4-2 micas 0,00 0,88 15,11 19,90 35,64 0,24 9,72 0,02 1,20 0,07 0,00 0,04 12,95 0,26 0,12 96,14
sa2-8-1 micas 0,00 0,13 15,41 20,41 36,38 0,01 9,81 0,02 0,08 0,10 0,01 0,04 13,97 0,00 0,06 96,43
125-17-1-6 micas 0,00 0,09 13,86 15,25 36,76 0,36 9,70 0,02 5,25 0,10 0,00 0,00 13,97 0,03 0,39 95,79
125-17-1-7 micas 0,00 0,07 12,92 15,08 35,59 0,30 9,37 0,00 6,21 0,00 0,09 0,05 14,73 0,00 0,36 94,76
S2-1-4 micas 0,00 0,18 13,79 16,07 36,14 0,09 9,07 0,08 6,02 0,06 0,00 0,00 14,26 0,00 0,36 96,11
S2-2-6 micas 0,00 0,17 14,54 16,21 36,13 0,08 9,93 0,01 5,84 0,19 0,00 0,00 12,46 0,09 0,24 95,89
S3-2-3 micas 0,00 0,19 14,18 16,09 35,85 0,06 9,41 0,00 5,65 0,00 0,00 0,16 13,23 0,00 0,25 95,06 en inclusion
S3-2-4 micas 0,00 0,25 14,14 16,48 35,89 0,05 9,92 0,00 5,52 0,05 0,05 0,00 14,90 0,00 0,13 97,39
S3-4-2 micas 0,00 0,16 14,60 16,70 36,46 0,02 8,70 0,07 5,53 0,04 0,00 0,00 12,55 0,02 0,16 95,02 en inclusion dans grenat
S3-4-3 micas 0,00 0,43 14,03 16,38 35,79 0,06 8,53 0,06 5,59 0,16 0,00 0,09 13,50 0,06 0,21 94,89 en inclusion dans spinelle
S3-6-2 micas 0,00 0,19 13,69 16,47 35,79 0,08 9,57 0,00 5,47 0,08 0,00 0,05 14,52 0,00 0,00 95,91
S3-6-3 micas 0,00 0,43 13,68 17,23 35,68 0,07 9,42 0,02 6,63 0,15 0,00 0,05 12,62 0,00 0,23 96,20 en inclusion dans grenat
S1-1-3 micas 0,00 0,16 8,36 16,37 33,23 0,49 9,50 0,01 4,61 0,00 0,00 0,00 23,63 0,14 0,09 96,59
b36-4-2 micas 0,00 0,68 16,55 17,10 36,32 0,16 9,36 0,11 4,57 0,04 0,03 0,00 9,31 0,00 0,12 94,35 en inclusion dans spinelle
127-17 micas 1,331 0,121 12,99 14,93 36,03 0,317 9,413 0,025 6,22 0,281 0,093 0,043 13,94 0 0,22 96,04
S2-1 micas 2,29 0,146 13,81 15,64 35,76 0,089 9,849 0 6,108 0,268 0,053 0 12,3 0,035 0,058 96,47
S2-2 micas 1,387 0,098 15,2 15,64 36,59 0,067 9,635 0,076 5,961 0,248 0,053 0 11,86 0 0,051 96,9
Annexe 8 : Composition chimique en pourcentage poids d’oxydes des micas.
6
Si 6,101 6,038 5,355 5,203 5,298 5,239 5,232 5,317 5,263 5,333 5,494 5,397 5,494 5,560 5,543 5,459 5,357
Al IV 1,899 1,962 2,645 2,797 2,702 2,761 2,768 2,683 2,737 2,667 2,506 2,603 2,506 2,440 2,457 2,541 2,643
Al VI 3,758 3,855 0,247 0,193 0,292 0,855 0,717 0,707 0,727 0,859 0,180 0,092 0,141 0,233 0,170 0,125 0,165
Ti 0,020 0,006 0,700 0,728 0,712 0,032 0,143 0,152 0,133 0,009 0,590 0,708 0,711 0,629 0,690 0,709 0,671
Cr 0,000 0,000 0,001 0,000 0,000 0,010 0,000 0,002 0,000 0,001 0,000 0,010 0,012 0,013 0,018 0,011 0,000
Fe2+ 0,206 0,154 2,309 2,492 2,352 1,694 1,813 1,675 1,600 1,712 1,746 1,868 1,829 1,767 1,793 1,766 1,768
Mn 0,013 0,000 0,000 0,000 0,012 0,000 0,006 0,000 0,005 0,005 0,000 0,006 0,000 0,000 0,000 0,006 0,000
Mg 0,096 0,055 2,261 2,188 2,157 3,397 3,205 3,328 3,327 3,367 3,089 2,920 2,836 2,923 2,840 2,935 3,047
Zn 0,000 0,000 0,000 0,006 0,007 0,006 0,006 0,000 0,028 0,000 0,003 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ni 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Oct 4,093 4,070 5,520 5,606 5,532 5,993 5,890 5,864 5,820 5,953 5,609 5,605 5,529 5,565 5,510 5,550 5,651
Ca 0,002 0,011 0,000 0,003 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,003 0,003 0,000 0,000 0,000 0,000 0,004 0,013
Ba 0,008 0,003 0,004 0,020 0,015 0,000 0,006 0,001 0,007 0,004 0,023 0,021 0,026 0,027 0,025 0,013 0,021
Na 0,124 0,116 0,047 0,043 0,040 0,159 0,088 0,087 0,253 0,037 0,026 0,020 0,029 0,026 0,049 0,036 0,052
K 1,772 1,812 1,902 1,846 1,851 1,687 1,885 1,852 1,831 1,834 1,850 1,812 1,792 1,727 1,773 1,819 1,716
Int 1,906 1,941 1,953 1,912 1,906 1,847 1,979 1,940 2,094 1,878 1,902 1,854 1,847 1,780 1,847 1,872 1,801
F 0,047 0,047 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,619 0,683 0,678 0,638 0,000
Cl 0,000 0,003 0,053 0,061 0,071 0,007 0,017 0,001 0,059 0,002 0,092 0,077 0,068 0,065 0,070 0,081 0,023
OH 3,953 3,950 3,947 3,939 3,929 3,993 3,983 3,999 3,941 3,998 3,907 3,923 3,313 3,252 3,252 3,281 3,977
Total 17,999 18,012 19,472 19,518 19,439 19,840 19,869 19,804 19,914 19,830 19,510 19,458 19,376 19,345 19,357 19,422 19,452
127-4- 3-6
127-4- 3-7
127-4- 6-2
127-4- 7-3
127-4- 7-4 sa2-1-3 sa2-2-2 sa2-2-3 sa2-4-2 sa2-8-1
125-17-1-6
125-17-1-7
125-17-1G
125-17-2G
125-17-3G
125-17-4G 127-17
Annexe 9 : Formules structurales des micas.
7
Si 5,354 5,398 5,411 5,356 5,284 5,387 5,346 5,328 5,257 5,188 5,362 5,342 5,293 5,298 5,270 5,338
Al IV 2,646 2,602 2,589 2,644 2,716 2,613 2,654 2,672 2,743 2,812 2,638 2,658 2,707 2,702 2,730 2,662
Al VI 0,184 0,180 0,136 0,189 0,144 0,296 0,230 0,216 0,249 0,201 0,337 0,608 0,580 0,637 0,582 0,575
Ti 0,651 0,693 0,663 0,635 0,611 0,615 0,627 0,612 0,734 0,541 0,507 0,410 0,425 0,416 0,422 0,444
Cr 0,000 0,006 0,006 0,000 0,006 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,000 0,006 0,007 0,006 0,001
Fe2+ 1,544 1,553 1,466 1,653 1,834 1,551 1,687 1,807 1,555 3,085 1,149 2,496 2,433 2,501 2,530 2,461
Mn 0,000 0,000 0,000 0,020 0,000 0,000 0,011 0,006 0,006 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Mg 3,213 3,106 3,352 3,157 3,103 3,217 3,125 3,038 3,006 1,945 3,642 2,150 2,228 2,080 2,155 2,173
Zn 0,010 0,004 0,000 0,000 0,000 0,002 0,006 0,000 0,000 0,017 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ni 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Oct 5,602 5,542 5,623 5,654 5,698 5,680 5,688 5,680 5,550 5,788 5,639 5,664 5,673 5,641 5,695 5,655
Ca 0,001 0,000 0,012 0,000 0,000 0,012 0,010 0,000 0,004 0,001 0,018 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ba 0,014 0,003 0,003 0,014 0,007 0,009 0,012 0,000 0,013 0,006 0,007 0,005 0,006 0,006 0,000 0,005
Na 0,048 0,043 0,028 0,055 0,071 0,046 0,124 0,054 0,122 0,048 0,194 0,067 0,070 0,065 0,071 0,065
K 1,877 1,896 1,818 1,793 1,863 1,640 1,625 1,818 1,770 1,892 1,764 1,825 1,843 1,866 1,836 1,811
Int 1,940 1,942 1,861 1,862 1,942 1,706 1,771 1,871 1,909 1,946 1,982 1,897 1,920 1,938 1,908 1,881
F 0,000 1,093 0,649 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,110 0,033 0,063 0,087 0,096
Cl 0,020 0,023 0,017 0,016 0,013 0,005 0,016 0,020 0,017 0,130 0,040 0,013 0,013 0,016 0,010 0,013
OH 3,979 2,884 3,335 3,984 3,986 3,995 3,984 3,979 3,983 3,870 3,960 3,878 3,954 3,921 3,903 3,891
Total 19,543 19,485 19,484 19,517 19,640 19,387 19,459 19,551 19,459 19,734 19,621 19,561 19,592 19,579 19,603 19,537
Annexe 9 (suite): Formules structurales des micas.
S2-2-6 S2-1 S2-2 S3-2-3 S3-2-4 S3-4-2 S3-4-3 S3-6-2 S3-6-3 S1-1-3 b36-4-2 S15-1 S15-2 S15-3 S15-4 S15-5
8
Si 5,325 5,300 5,742 5,789 5,769
Al IV 2,675 2,700 2,258 2,211 2,231
Al VI 0,659 0,603 0,389 0,404 0,411
Ti 0,412 0,418 0,019 0,022 0,023
Cr 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Fe2+ 2,456 2,474 0,064 0,045 0,048
Mn 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Mg 2,114 2,184 5,482 5,441 5,431
Zn 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ni 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Oct 5,640 5,679 5,953 5,913 5,913
Ca 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ba 0,000 0,006 0,000 0,000 0,000
Na 0,068 0,079 0,116 0,116 0,122
K 1,844 1,811 1,809 1,820 1,825
Int 1,912 1,897 1,924 1,936 1,947
F 0,120 0,077 1,170 1,175 1,220
Cl 0,013 0,013 0,007 0,012 0,012
OH 3,867 3,910 2,823 2,813 2,768
Total 19,552 19,576 19,878 19,849 19,860
Annexe 9 (suite): Formules structurales des micas.
S15-6 S15-7 127-9-1 127-9-2 127-9-3
9
Label minéral F Na2O MgO Al2O3 SiO2 Cl K2O CaO TiO2 V2O5 Cr2O3 MnO FeO ZnO BaO Total caractéristique
MOII-1-6 FK 0,03 1,57 0,00 18,79 63,30 0,00 14,63 0,16 0,00 0,03 0,00 0,07 0,00 0,02 0,09 98,69
MOII-2-3 FK 0,13 1,49 0,02 18,35 62,15 0,01 13,66 0,14 0,00 0,10 0,00 0,05 0,74 0,00 0,11 96,93
MOII-2-4 FK 0,09 1,99 0,01 18,26 63,28 0,04 13,92 0,29 0,05 0,00 0,00 0,00 0,11 0,16 0,01 98,22
MOII-2-5 FK 0,00 1,71 0,09 17,83 62,15 0,02 12,70 0,08 0,00 0,00 0,00 0,07 0,21 0,00 0,22 95,08
MOII-2-6 FK 0,07 1,14 0,08 17,87 61,73 0,00 14,39 0,04 0,00 0,02 0,00 0,08 0,79 0,01 0,14 96,33
MOII-5-1 FK 0,11 2,47 0,00 18,70 64,24 0,01 13,18 0,31 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 99,09
MOII-5-2 FK 0,05 1,48 0,00 18,50 63,71 0,00 14,77 0,14 0,00 0,02 0,00 0,00 0,10 0,10 0,25 99,11
127-4-3-1 FK 0,04 1,36 0,07 18,47 63,53 0,00 14,61 0,18 0,06 0,07 0,00 0,00 0,17 0,00 0,21 98,77
127-4-3-4 FK 0,01 1,42 0,00 18,43 63,83 0,00 14,39 0,14 0,04 0,00 0,00 0,00 0,12 0,00 0,14 98,52
127-4-3-5 FK 0,12 2,48 0,00 18,78 64,21 0,00 13,06 0,17 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,19 99,01
127-4-6-1 FK 0,14 2,90 0,00 19,02 64,62 0,00 12,49 0,27 0,07 0,00 0,00 0,06 0,03 0,00 0,30 99,92 en inclusion
127-4-7-1 Plagioclase 0,06 8,04 0,03 25,84 59,78 0,01 0,20 6,71 0,00 0,07 0,00 0,00 0,03 0,12 0,00 100,89 perthite
127-4-7-2 FK 0,05 2,06 0,00 18,76 63,26 0,02 13,84 0,21 0,05 0,00 0,00 0,03 0,18 0,00 0,09 98,54
sa2-2-1 FK 0,05 3,68 0,03 19,04 64,17 0,04 11,80 0,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,04 0,01 0,32 99,38
sa2-8-2 FK 0,10 2,94 0,00 18,78 64,76 0,00 12,51 0,18 0,00 0,00 0,03 0,01 0,03 0,01 0,25 99,61
S2-1-3 Plagioclase 0,15 7,16 0,00 25,83 57,39 0,02 0,40 7,93 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,03 98,93
S2-2-2 Plagioclase 0,01 7,16 0,00 26,14 58,39 0,00 0,39 7,90 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,10 100,13
S2-2-4 Plagioclase 0,09 7,21 0,02 25,90 58,28 0,00 0,34 8,34 0,02 0,00 0,00 0,00 0,12 0,16 0,00 100,47
S2-11-4 Plagioclase 0,01 6,96 0,00 26,42 57,53 0,00 0,45 8,09 0,00 0,00 0,00 0,01 0,18 0,27 0,05 99,98
S1-1-2 Plagioclase 0,28 3,01 0,01 18,37 61,12 0,02 11,69 0,07 0,00 0,07 0,00 0,00 0,16 0,00 0,32 95,12
2,954 2,962 2,958 2,974 2,991 2,964 2,976 2,974 2,972 2,982 2,976 2,967 2,650 2,958 2,958 2,979 2,606 2,614 2,609 2,590 2,954 2,619 2,955
0,000 0,000 0,000 0,002 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,001 0,000 0,002 0,000 0,002 0,000 0,000 0,000 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000
1,042 1,036 1,029 1,012 1,011 1,011 1,021 1,018 1,018 1,015 1,026 1,029 1,350 1,034 1,034 1,018 1,383 1,379 1,367 1,402 1,046 1,380 1,037
0,004 0,000 0,029 0,004 0,008 0,032 0,000 0,004 0,007 0,005 0,000 0,001 0,001 0,007 0,002 0,001 0,000 0,000 0,004 0,007 0,007 0,000 0,003
0,000 0,003 0,002 0,000 0,003 0,003 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,000 0,001 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,000 0,002
0,003 0,000 0,001 0,001 0,006 0,005 0,000 0,000 0,005 0,000 0,000 0,000 0,002 0,000 0,002 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000
0,028 0,008 0,007 0,015 0,004 0,002 0,015 0,007 0,009 0,007 0,008 0,013 0,319 0,010 0,010 0,009 0,386 0,379 0,400 0,390 0,004 0,358 0,010
0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
0,000 0,002 0,002 0,000 0,004 0,003 0,001 0,005 0,004 0,003 0,003 0,005 0,000 0,002 0,006 0,005 0,000 0,002 0,000 0,001 0,006 0,000 0,006
0,264 0,143 0,138 0,181 0,160 0,106 0,222 0,134 0,123 0,128 0,223 0,258 0,691 0,186 0,329 0,263 0,631 0,622 0,626 0,607 0,282 0,656 0,246
0,724 0,874 0,830 0,835 0,780 0,881 0,779 0,879 0,871 0,858 0,772 0,731 0,011 0,826 0,694 0,734 0,023 0,022 0,019 0,026 0,721 0,008 0,776
Annexe 10: Composition chimique en pourcentage poids d’oxydes des feldspaths.
Si
Ti
Al
Fe3+
Mn
Mg
Ca
Sr
Ba
Na
K
Rb
MOII-1-5
MOII-1-6
MOII-2-3
MOII-2-4
MOII-2-5
MOII-2-6
MOII-5-1
MOII-5-2
127-4-3-1
127-4-3-4
127-4-3-5
127-4-6-1
127-4-7-1
127-4-7-2
sa2-2-1
sa2-8-2
S2-1-3
S2-2-2
S2-2-4
S2-11-4
S1-1-2
b36-1-1
b36-1-2
Annexe 11: Formules structurales des feldspaths.
10
Label minéral F Na2O MgO Al2O3 SiO2 Cl K2O CaO TiO2 V2O5 Cr2O3 MnO FeO ZnO BaO Total
MOII-3-2 grenat 0,00 0,02 12,68 22,37 39,03 0,01 0,02 0,93 0,04 0,00 0,00 0,26 25,63 0,00 0,12 101,12
MOII-3-5 grenat 0,00 0,00 12,79 22,36 39,01 0,02 0,03 0,83 0,00 0,00 0,00 0,51 25,39 0,08 0,00 101,03
MOII-3-6 grenat 0,00 0,06 12,99 23,08 39,72 0,00 0,00 0,76 0,00 0,06 0,00 0,36 25,23 0,00 0,01 102,27
MOII-3-7 grenat 0,00 0,02 13,20 22,86 39,61 0,00 0,02 0,98 0,05 0,06 0,00 0,44 25,34 0,00 0,03 102,63
sa2-4-3 grenat 0,00 0,05 7,35 21,77 37,92 0,02 0,00 0,90 0,00 0,00 0,00 0,83 33,11 0,00 0,00 101,95
125-17-1-5 grenat 0,00 0,03 6,77 22,19 38,17 0,00 0,02 2,07 0,10 0,00 0,00 0,72 32,79 0,00 0,00 102,85
S2-1-5 grenat 0,00 0,07 8,81 22,31 38,03 0,01 0,02 1,23 0,00 0,00 0,01 0,50 31,89 0,00 0,00 102,88
S2-2-5 grenat 0,00 0,02 8,63 22,63 38,27 0,03 0,00 1,16 0,00 0,00 0,00 0,33 32,13 0,11 0,05 103,37
S3-4-4 grenat 0,00 0,04 8,01 22,44 38,09 0,03 0,03 1,21 0,06 0,00 0,04 0,41 31,42 0,00 0,11 101,87
b36-4-1 grenat 0,00 0,00 10,05 22,12 38,27 0,00 0,00 1,17 0,05 0,06 0,00 0,44 28,53 0,01 0,00 100,70
125-17 grenat 0,219 0,074 6,86 21,55 37,8 0 0 2,17 0,078 0,009 0,072 0,573 30,58 0 0,06 100,1
S2 grenat 0,00 0,114 8,81 21,79 38,49 0,06 0,064 1,36 0,031 0,006 0,03 0,511 28,63 0 0,13 100
S2 grenat 0,024 0,024 8,83 21,74 38,67 0 0 1,25 0,038 0,017 0,003 0,501 29,28 0 0 100,4
Si 2,942 2,919 2,917 2,927 2,909 2,920 2,915 2,874 2,883 2,917 2,919 2,967 2,984 2,164
Al IV 0,058 0,081 0,083 0,073 0,091 0,080 0,085 0,126 0,117 0,083 0,081 0,033 0,016 0,836
somme 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000
Al VI 1,946 1,890 1,888 1,931 1,887 1,896 1,913 1,860 1,892 1,942 1,907 1,960 1,975 1,715
Ti 0,003 0,002 0,000 0,000 0,003 0,000 0,005 0,000 0,000 0,003 0,003 0,005 0,002 0,001
Zr 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Cr 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,002 0,000 0,004 0,002 0,000
Fe3+
0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144 0,144
Y 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
V3+
0,004 0,000 0,000 0,004 0,004 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,004 0,001 0,000 0,001
somme 2,096 2,037 2,032 2,079 2,037 2,040 2,063 2,005 2,036 2,092 2,058 2,113 2,123 1,861
Fe2+
1,428 1,416 1,393 1,417 1,361 1,947 1,934 1,750 1,800 1,880 1,655 1,948 1,821 0,253
Mn 0,022 0,017 0,032 0,022 0,028 0,054 0,047 0,032 0,021 0,026 0,028 0,038 0,034 0,024
Mg 1,416 1,413 1,426 1,427 1,445 0,844 0,771 0,992 0,969 0,915 1,142 0,803 1,018 1,814
Ca 0,078 0,075 0,066 0,060 0,077 0,075 0,170 0,100 0,093 0,099 0,096 0,183 0,113 0,075
somme 2,944 2,921 2,917 2,927 2,912 2,920 2,921 2,874 2,883 2,920 2,922 2,971 2,986 2,165
Total 8,041 7,958 7,949 8,006 7,949 7,959 7,983 7,878 7,920 8,012 7,980 8,085 8,109 7,027
Annexe 12 : Composition chimique en pourcentage poids d’oxydes des grenats.
Annexe 13: Formules structurales des grenats.
MOII-3-1 MOII-3-2 MOII-3-5 MOII-3-6 MOII-3-7 sa2-4-3 125-17-1-5 S2-1-5 S2-2-5 S3-4-4 b36-4-1 125-17 S2-A S2-B
11
Label minéral F Na2O MgO Al2O3 SiO2 Cl K2O CaO TiO2 V2O5 Cr2O3 MnO FeO ZnO BaO Total
MOII-3-8 spinelle 0,00 0,00 11,78 63,31 0,01 0,00 0,02 0,00 0,01 0,06 0,00 0,02 25,38 0,60 0,00 101,19
MOII-3-9 spinelle 0,00 0,01 11,86 63,60 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,09 25,76 0,08 0,02 101,43
MOII-5-5 spinelle 0,00 0,00 12,01 63,51 0,00 0,03 0,02 0,00 0,00 0,07 0,09 0,00 25,10 0,59 0,00 101,42
MOII-5-6 spinelle 0,00 0,04 12,03 62,43 0,00 0,02 0,03 0,00 0,01 0,00 0,03 0,00 25,11 0,60 0,00 100,30
sa2-1-1 spinelle 0,00 0,00 6,73 59,40 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 1,48 0,22 31,56 1,91 0,12 101,44
sa2-1-2 spinelle 0,00 0,16 6,45 58,85 0,00 0,04 0,00 0,01 0,00 0,02 1,45 0,02 32,57 2,22 0,11 101,92
sa2-4-4 spinelle 0,00 0,01 8,67 62,13 0,01 0,00 0,00 0,00 0,03 0,15 0,54 0,27 30,41 0,01 0,13 102,36
sa2-7-1 spinelle 0,00 0,06 4,24 56,57 0,02 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 1,49 0,20 38,33 1,72 0,00 102,65
S2-1-2 spinelle 0,00 0,04 9,23 60,89 0,06 0,04 0,00 0,03 0,01 0,12 0,85 0,00 29,09 0,79 0,00 101,14
S2-11-1 spinelle 0,00 0,09 8,99 61,33 0,01 0,03 0,04 0,01 0,07 0,11 0,30 0,00 28,29 0,68 0,03 99,98
S3-2-2 spinelle 0,00 0,01 7,40 60,93 0,01 0,00 0,00 0,00 0,02 0,13 0,30 0,14 31,80 0,28 0,00 101,01
S1-1-1 spinelle 0,00 0,02 2,70 54,99 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 0,11 0,07 0,20 39,57 3,11 0,00 100,80
127-9-1-2 spinelle 0,00 0,00 26,71 72,41 0,00 0,01 0,00 0,04 0,00 0,00 0,00 0,04 1,48 0,13 0,00 100,83
MOII-5-4 spinelle 0,00 0,01 12,15 63,85 0,00 0,00 0,01 0,00 0,02 0,02 0,06 0,12 24,05 0,92 0,00 101,21
S2-1 spinelle 0,114 0,114 9,071 59,81 0,056 0,017 0,031 0,035 0,005 0,129 0,916 0 26,9 0,956 0,113 98,61
Si 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,002 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ti 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Al 1,965 1,967 1,964 1,954 1,923 1,908 1,954 1,857 1,935 1,967 1,956 1,860 2,018 2,016 1,975
Cr 0,000 0,000 0,002 0,001 0,032 0,032 0,011 0,033 0,018 0,006 0,006 0,002 0,000 0,000 0,001
Fe3+
0,033 0,033 0,032 0,045 0,045 0,060 0,029 0,109 0,041 0,021 0,033 0,135 0,000 0,000 0,023
V 0,001 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 0,003 0,000 0,003 0,002 0,003 0,003 0,000 0,000 0,000
Fe2+
0,526 0,532 0,519 0,512 0,681 0,690 0,650 0,784 0,615 0,623 0,691 0,814 0,029 0,028 0,505
Mn 0,000 0,002 0,000 0,000 0,005 0,000 0,006 0,005 0,000 0,000 0,003 0,005 0,001 0,001 0,003
Mg 0,462 0,464 0,470 0,476 0,276 0,265 0,345 0,176 0,371 0,365 0,301 0,115 0,941 0,946 0,475
Zn 0,012 0,002 0,011 0,012 0,039 0,045 0,000 0,035 0,016 0,014 0,006 0,066 0,002 0,002 0,018
Ni 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Total 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 2,991 2,992 3,000
Annexe 14 : Composition chimique en pourcentage poids d’oxydes des spinelles.
MOII-3-8 MOII-3-9 MOII-5-5 MOII-5-6 sa2-1-1 sa2-1-2 sa2-4-4 sa2-7-1 S2-1-2 S2-11-1 S3-2-2 S1-1-1 127-9-1-2 127-9-2-1 MO-5-4
Annexe 15: Formules structurales des spinelles.
12
Annexe 16 : Spectre Raman d’une musgravite et d’une tafféite (Kiefert et Schmetzer, 1998).
Pour 100 kg de
corindons triés
24 Kg de colorés 75 Kg de pierreux
(inexploitables)
5 Kg dont la dimension
des cristaux est
supérieure à 8 mm
17,5 Kg dont la dimension
des cristaux est comprise
entre 5 et 8 mm
Répartition des couleurs :
- 15% brun à orangé
- 5% orangé à rose
- 40% rose à mauve
- 5% mauve à violet
- 35% violet à bleu
1,5 Kg dont la
dimension des cristaux
est inférieure à 5 mm
1 Kg translucide et 50 g
gemme.
Annexe 17 : Répartition des corindons issus d’un cubage suivant
des paramètres de taille, de couleur et de transparence.
13
S2'A-1 0,0099 98,47 0,0015 0,1484 0,2424 0,0095 98,89 Rouge 0,269 1,81 179,38 15,62 0,288
S2'A-2 0,0103 98,18 0,0019 0,1103 0,2666 0,0039 98,58 Rouge 0,296 2,68 155,75 28,28 0,310
S2'A-3 0,0117 98,21 0,0004 0,0048 0,1053 0,2306 0,0132 98,58 Rouge 0,256 2,43 639,92 7,98 0,281
S2'A-4 0,0058 97,94 0,0021 0,1042 0,1595 0,0105 98,22 Rouge 0,177 1,70 84,31 9,92 0,193
S2'A-5 0,0074 98,10 0,0023 0,1024 0,1506 0,0143 98,37 Rouge 0,167 1,63 72,68 7,16 0,189
S2'A-6 0,0098 98,39 0,0023 0,1072 0,2261 0,0137 98,75 Rouge 0,251 2,34 109,12 7,82 0,274
S2'A-7 0,0091 98,99 0,0037 0,1097 0,2082 0,0061 99,33 Rouge 0,231 2,11 62,46 17,98 0,246
S2'A-8 0,0071 99,33 0,0045 0,103 0,267 0,0143 99,72 Rouge 0,296 2,88 7,20 0,318
S52-1 0,0074 97,12 0,0068 0,0028 0,1485 0,2721 0,0124 97,57 Rouge 0,302 2,03 44,42 11,98 0,322
S52-2 0,0088 98,93 0,0037 0,1747 0,2719 0,0146 99,40 Rouge 0,302 1,73 11,97 0,325
S52-3 0,0087 99,02 0,002 0,1767 0,2713 0,0136 99,49 Rouge 0,301 1,70 12,99 0,323
S52-4 0,0076 98,55 0,1793 0,2726 0,0173 99,03 Rouge 0,303 1,69 10,36 0,327
S52-5 0,0069 98,43 0,0035 0,1973 0,2702 0,0143 98,92 Rouge 0,300 1,52 13,80 0,321
S52-6 0,007 98,66 0,0027 0,1959 0,2718 0,0148 99,15 Rouge 0,302 1,54 13,24 0,323
S52-7 0,0076 99,20 0,2082 0,2696 0,0219 99,71 Rouge 0,299 1,44 9,51 0,329
MO2-1 0,0086 101,16 0,0002 0,1556 0,2966 0,0206 101,64 Fuschia 0,329 2,12 1646,13 7,55 0,358
MO2-2 0,0098 99,64 0,0002 0,1324 0,2843 0,0164 100,08 Fuschia 0,316 2,38 1577,87 8,07 0,342
MO2-3 0,0097 100,79 0,2536 0,2916 0,0129 101,36 Fuschia 0,324 1,28 19,66 0,346
MO2-4 0,0087 100,26 0,0002 0,1474 0,2921 0,018 100,73 Fuschia 0,324 2,20 1621,16 8,19 0,351
S21-3 0,0095 99,95 0,1132 0,2683 0,0186 100,36 Violet foncé 0,298 2,63 6,09 0,326
S21-4 0,01 99,87 0,1124 0,2763 0,0114 100,28 Violet foncé 0,307 2,73 9,86 0,328
S21-5 0,0046 99,98 0,0037 0,1219 0,2755 0,0158 100,40 Violet foncé 0,306 2,51 82,65 7,72 0,326
S21-6 0,0089 99,04 0,1086 0,2802 0,0169 99,46 Violet foncé 0,311 2,86 6,43 0,337
S21-7 0,005 97,83 0,0046 0,1205 0,296 0,0165 98,27 Violet foncé 0,329 2,73 71,43 7,30 0,350
S21-8 0,0056 98,26 0,1283 0,2718 0,0164 98,69 Violet foncé 0,302 2,35 7,82 0,324
S21-9 0,0071 98,85 0,1184 0,2734 0,0144 99,26 Violet foncé 0,303 2,56 8,22 0,325
S21-10 0,0077 98,60 0,1036 0,2805 0,0132 99,01 Violet foncé 0,311 3,01 7,85 0,332
MO5-2 0,0113 97,73 0,0043 0,1339 0,3013 0,0149 98,19 Rose violacé 0,334 2,50 77,78 8,99 0,361
MO5-4 0,0114 99,09 0,0081 0,0075 0,1401 0,3294 0,0215 99,61 Rose violacé 0,366 2,61 45,14 6,52 0,399
MO7-1 0,0092 101,41 0,1078 0,2808 0,0107 101,82 Bleu violacé 0,312 2,89 10,07 0,332
MO7-2 0,0101 100,38 0,0032 0,0052 0,1109 0,2831 0,0134 100,80 Bleu violacé 0,314 2,83 98,20 8,28 0,338
MO7-3 0,0092 100,28 0,0052 0,1112 0,2887 0,0185 100,71 Bleu violacé 0,320 2,88 61,63 6,01 0,348
MO9-1 0,0142 100,71 0,0115 0,0059 0,1155 0,3372 0,0218 101,21 rosé+gangue 0,374 3,24 32,55 5,30 0,410
MO9-2 0,0075 100,29 0,003 0,116 0,2935 0,0108 100,72 rosé+gangue 0,326 2,81 108,60 10,74 0,344
Section Ox%(Mg) Ox%(Al) Ox%(Ti) Ox%(V) Ox%(Cr) Ox%(Fe) Ox%(Ga) Ox total Couleur Ox Fe2O3 Fe2O3/Cr203 Fe2O3/TiO2 Cr2O3/Ga2O3 Fe2O3+Ga+MgO
Annexe 18: Composition chimique en poids d’oxyde, de section de différentes couleurs de corindons provenant de Sahambano.
14
S2'B-1 0,0117 98,60 0,0109 0,1069 0,1805 0,0176 98,93 rosé 0,200 1,87 18,38 6,07 0,230
S2'B-2 0,013 98,48 0,0091 0,1364 0,2482 0,0106 98,89 rosé 0,276 2,02 30,27 12,87 0,299
S2'B-3 0,0082 98,33 0,0074 0,1375 0,2515 0,0148 98,75 rosé 0,279 2,03 37,73 9,29 0,302
S2'B-4 0,0102 98,73 0,0092 0,1361 0,2352 0,0134 99,14 rosé 0,261 1,92 28,38 10,16 0,285
S2'B-5 0,0112 98,53 0,0105 0,1317 0,1952 0,014 98,90 rosé 0,217 1,65 20,64 9,41 0,242
MO1-1 0,0071 101,33 0,0002 0,0886 0,269 0,0134 101,71 Rose 0,299 3,37 1492,95 6,61 0,319
MO1-2 0,0148 98,00 0,0002 0,0889 0,2725 0,0124 98,39 Rose 0,302 3,40 1512,38 7,17 0,330
MO1-3 0,012 99,81 0,0059 0,1027 0,2766 0,0171 100,22 Rose 0,307 2,99 52,04 6,01 0,336
S22-1 0,0079 99,94 0,069 0,2692 0,0099 100,30 Rose foncé 0,299 4,33 6,97 0,317
S22-2 0,0077 100,40 0,0678 0,2654 0,0138 100,75 Rose foncé 0,295 4,35 4,91 0,316
S22-3 0,0065 100,62 0,0706 0,2713 0,0085 100,97 Rose foncé 0,301 4,27 8,31 0,316
S22-4 0,0088 100,49 0,0711 0,2604 0,018 100,85 Rose foncé 0,289 4,07 3,95 0,316
S22-10 0,0086 99,61 0,0684 0,273 0,0179 99,97 Rose foncé 0,303 4,43 3,82 0,330
S22-5 0,009 98,73 0,0706 0,2674 0,0112 99,09 Rose foncé 0,297 4,20 6,30 0,317
S22-6 0,0101 100,04 0,0693 0,2724 0,0158 100,40 Rose foncé 0,302 4,36 4,39 0,328
S22-7 0,012 99,15 0,009 0,0687 0,2608 0,015 99,52 Rose foncé 0,289 4,21 32,17 4,58 0,316
S22-8 0,0102 99,85 0,0682 0,2725 0,0135 100,22 Rose foncé 0,302 4,44 5,05 0,326
S22-9 0,0065 99,32 0,0699 0,27 0,0159 99,68 Rose foncé 0,300 4,29 4,40 0,322
S51-1 0,0074 97,73 0,1096 0,2669 0,0124 98,13 Rose-orangé 0,296 2,70 8,84 0,316
S51-2 0,0079 98,05 0,1037 0,2556 0,016 98,44 Rose-orangé 0,284 2,74 6,48 0,308
S51-3 0,0074 98,30 0,1071 0,2587 0,015 98,68 Rose-orangé 0,287 2,68 7,14 0,310
S51-4 0,0071 96,99 0,1077 0,2614 0,0181 97,39 Rose-orangé 0,290 2,69 5,95 0,315
S51-5 0,0057 97,56 0,1131 0,27 0,0178 97,97 Rose-orangé 0,300 2,65 6,35 0,323
S51-6 0,0068 98,58 0,1053 0,2877 0,0154 98,99 Rose-orangé 0,319 3,03 6,84 0,342
S51-7 0,0038 98,47 0,0037 0,0953 0,285 0,0154 98,87 Rose-orangé 0,316 3,32 6,19 0,336
S31-3 0,0073 97,62 0,0787 0,2617 0,0198 97,98 Rose-orangé 0,290 3,69 3,97 0,318
S31-4 0,0052 99,80 0,0859 0,2743 0,0147 100,18 Rose-orangé 0,304 3,54 5,84 0,324
S31-5 0,0077 99,59 0,0852 0,228 0,0145 99,92 Rose-orangé 0,253 2,97 5,88 0,275
S31-6 0,0062 100,03 0,0832 0,2644 0,019 100,40 Rose-orangé 0,293 3,53 4,38 0,319
S31-7 0,0093 99,28 0,1024 0,2425 0,0169 99,65 Rose-orangé 0,269 2,63 6,06 0,295
S31-8 0,0052 99,11 0,0988 0,2744 0,0175 99,51 Rose-orangé 0,305 3,08 5,65 0,327
S31-1 0,0048 99,67 0,0888 0,2507 0,0179 100,03 Rose orangé 0,278 3,13 4,96 0,301
S31-2 0,0052 99,96 0,0791 0,2646 0,0188 100,33 Rose orangé 0,294 3,71 4,21 0,318
Section Ox%(Mg) Ox%(Al) Ox%(Ti) Ox%(V) Ox%(Cr) Ox%(Fe) Ox%(Ga) Ox total Couleur Ox Fe2O3 Fe2O3/Cr203 Fe2O3/TiO2 Cr2O3/Ga2O3 Fe2O3+Ga+MgO
Annexe 18 (suite): Composition chimique en poids d’oxyde, de section de différentes couleurs de corindons provenant de Sahambano.
15
S41-1 0,0051 98,25 0,0811 0,2669 0,0164 98,62 Orangé-rose 0,296 3,65 4,95 0,318
S41-2 0,0083 97,82 0,078 0,2668 0,0215 98,19 Orangé-rose 0,296 3,80 3,63 0,326
S41-3 0,0078 97,74 0,0828 0,2657 0,0138 98,11 Orangé-rose 0,295 3,56 6,00 0,317
S41-4 0,0076 98,73 0,079 0,2711 0,0196 99,11 Orangé-rose 0,301 3,81 4,03 0,328
S41-5 0,006 97,33 0,0802 0,2678 0,0167 97,70 Orangé-rose 0,297 3,71 4,80 0,320
S11-6 0,0087 99,10 0,0107 0,0097 0,0996 0,312 0,0142 99,56 Marron-jaunâtre-violet 0,346 3,48 32,37 7,01 0,369
S11-7 0,0091 99,69 0,0079 0,1011 0,3065 0,0127 100,12 Marron-jaunâtre-violet 0,340 3,37 43,07 7,96 0,362
S11-8 0,0117 99,41 0,0142 0,0063 0,094 0,3211 0,0123 99,87 Marron-jaunâtre-violet 0,356 3,79 25,10 7,64 0,380
S11-9 0,0198 99,76 0,0109 0,0066 0,0948 0,347 0,0147 100,25 Marron-jaunâtre-violet 0,385 4,06 35,34 6,45 0,420
S11-10 0,0103 99,38 0,012 0,0099 0,0935 0,315 0,0114 99,84 Marron-jaunâtre-violet 0,350 3,74 29,14 8,20 0,371
S11-11 0,011 100,19 0,0101 0,0987 0,2795 0,0128 100,60 Marron-jaunâtre-violet 0,310 3,14 30,72 7,71 0,334
S32-3 99,24 0,0847 0,2471 0,0163 99,59 jaune, marron, orangé 0,274 3,24 5,20 0,291
S32-4 0,0041 99,29 0,0867 0,286 0,0166 99,68 jaune, marron, orangé 0,317 3,66 5,22 0,338
S32-5 0,0072 99,79 0,0863 0,2541 0,0128 100,15 jaune, marron, orangé 0,282 3,27 6,74 0,302
S32-6 0,005 98,51 0,0812 0,2685 0,0204 98,88 jaune, marron, orangé 0,298 3,67 3,98 0,323
S32-1 0,0079 99,21 0,0778 0,2546 0,0099 99,56 jaune, marron, orangé 0,283 3,63 7,86 0,300
S32-2 0,0062 100,73 0,083 0,2692 0,0168 101,10 jaune, marron, orangé 0,299 3,60 4,94 0,322
S42-A 99,03 0,0835 0,2645 0,0179 99,39 Violine à rose clair 0,294 3,52 4,66 0,311
S42-B 0,0062 99,81 0,0859 0,2634 0,0158 100,18 Violine à rose clair 0,292 3,40 5,44 0,314
S42-1 0,0119 97,36 0,0141 0,0866 0,2617 0,0167 97,75 Violine à rose clair 0,290 3,35 20,60 5,19 0,319
S42-2 0,0131 98,01 0,0187 0,0628 0,2543 0,0102 98,37 Violine à rose clair 0,282 4,49 15,09 6,16 0,306
S42-3 0,0056 97,81 0,0698 0,2852 0,0126 98,18 Violine à rose clair 0,317 4,54 5,54 0,335
S42-4 0,009 97,67 0,0882 0,2861 0,017 98,07 Violine à rose clair 0,318 3,60 5,19 0,344
S42-5 0,0052 98,61 0,0761 0,2879 0,0155 98,99 Violine à rose clair 0,320 4,20 4,91 0,340
S42-6 0,0053 97,42 0,0744 0,2792 0,014 97,79 Violine à rose clair 0,310 4,17 5,31 0,329
S42-7 0,0067 98,41 0,0731 0,2776 0,0126 98,78 Violine à rose clair 0,308 4,22 5,80 0,327
S42-8 0,0079 97,79 0,0723 0,2784 0,0163 98,17 Violine à rose clair 0,309 4,27 4,44 0,333
MO4-1 0,0094 100,41 0,0002 0,0449 0,2529 0,0129 100,73 Orange 0,281 6,25 1403,60 3,48 0,303
MO4-2 0,007 100,13 0,0002 0,0465 0,2497 0,0215 100,45 Orange 0,277 5,96 1385,84 2,16 0,306
MO4-3 0,009 99,91 0,0002 0,0454 0,2536 0,0163 100,23 Orange 0,281 6,20 1407,48 2,79 0,307
MO4-4 0,0157 99,21 0,0002 0,0487 0,2484 0,0172 99,54 Orange 0,276 5,66 1378,62 2,83 0,309
Annexe 18 (suite) : Composition chimique en poids d’oxyde, de section de différentes couleurs de corindons provenant de Sahambano.
Section Ox%(Mg) Ox%(Al) Ox%(Ti) Ox%(V) Ox%(Cr) Ox%(Fe) Ox%(Ga) Ox total Couleur Ox Fe2O3 Fe2O3/Cr203 Fe2O3/TiO2 Cr2O3/Ga2O3 Fe2O3+Ga+MgO
16
S1'A-1 0,0053 101,91 0,0005 0,0483 0,2026 0,0075 102,17 Orangé 0,225 4,66 449,77 6,44 0,238
S1'A-2 0,0072 100,89 0,0487 0,2999 0,0089 101,26 Orangé 0,333 6,84 5,47 0,349
S1'A-3 0,0072 99,90 0,0474 0,2844 0,0084 100,25 Orangé 0,316 6,66 5,64 0,331
S1'A-4 0,0071 100,20 0,0497 0,2809 0,007 100,54 Orangé 0,312 6,27 7,10 0,326
S1'A-5 0,0077 99,53 0,0458 0,2809 0,0109 99,88 Orangé 0,312 6,81 4,20 0,330
S1'A-6 0,006 98,74 0,04 0,2865 0,0069 99,08 Orangé 0,318 7,95 5,80 0,331
S1'A-7 0,009 99,24 0,0473 0,2721 0,0073 99,57 Orangé 0,302 6,39 6,48 0,318
S1'A-8 0,0083 98,55 0,0515 0,2796 0,0091 98,90 Orangé 0,310 6,03 5,66 0,328
S1'A-9 0,0071 98,32 0,01 0,1685 98,51 Orangé 0,187 18,70 0,194
S1'A-12 0,0107 97,41 0,0504 0,2843 0,0097 97,77 Orangé 0,316 6,26 5,20 0,336
S1'B-1 0,0099 98,00 0,0162 0,0069 0,0396 0,302 0,0158 98,39 Vert de gris 0,335 8,47 20,69 2,51 0,361
S1'B-3 0,0125 97,16 0,0136 0,0419 0,3096 0,012 97,55 Vert de gris 0,344 8,20 25,27 3,49 0,368
S1'B-1 0,0111 98,37 0,014 0,0394 0,2981 0,009 98,74 Vert de gris 0,331 8,40 23,64 4,38 0,351
S1'B-2 0,0096 98,71 0,0119 0,0409 0,3076 0,0201 99,10 Vert de gris 0,341 8,35 28,69 2,03 0,371
S1'B-3 0,013 97,65 0,0127 0,0417 0,3115 0,0182 98,05 Vert de gris 0,346 8,29 27,23 2,29 0,377
S1'B-4 0,0119 98,18 0,0142 0,0401 0,3077 0,0123 98,57 Vert de gris 0,342 8,52 24,05 3,26 0,366
S1'B-5 0,0124 97,81 0,0162 0,04 0,2824 0,0173 98,18 Vert de gris 0,313 7,84 19,35 2,31 0,343
S1'B-6 0,0132 98,07 0,0131 0,0398 0,2729 0,0121 98,42 Vert de gris 0,303 7,61 23,12 3,29 0,328
S1'B-7 0,0135 98,67 0,0139 0,0429 0,289 0,0095 99,04 Vert de gris 0,321 7,48 23,08 4,52 0,344
S1'B-8 0,012 98,15 0,0184 0,0412 0,2797 0,0111 98,51 Vert de gris 0,310 7,54 16,87 3,71 0,334
LO4-1 0,02 100,75 0,0281 0,0046 0,033 0,2936 0,0128 101,14 Vert à marron 0,326 9,88 11,60 2,58 0,359
LO4-2 0,0141 100,99 0,0147 0,004 0,0225 0,3119 0,0123 101,37 Vert à marron 0,346 15,39 23,55 1,83 0,373
LO4-3 0,0167 100,93 0,0245 0,0274 0,2891 101,29 Vert à marron 0,321 11,71 13,10 0,338
LO4-4 0,0179 100,72 0,0207 0,0282 0,2916 101,08 Vert à marron 0,324 11,48 15,64 0,342
S7-1 0,013 98,08 0,0138 0,0068 0,0579 0,306 0,0162 98,50 Bleu 0,340 5,87 24,61 3,57 0,369
S7-2 0,0097 97,70 0,0115 0,0668 0,3063 0,0149 98,11 Bleu 0,340 5,09 29,56 4,48 0,365
S7-3 0,0095 98,25 0,0094 0,0617 0,3023 0,005 98,63 Bleu 0,336 5,44 35,70 12,34 0,350
S7-4 0,0117 97,88 0,014 0,0565 0,3025 0,0144 98,28 Bleu 0,336 5,94 23,98 3,92 0,362
S7-5 0,0094 98,62 0,0117 0,0046 0,066 0,2971 0,0087 99,02 Bleu 0,330 5,00 28,19 7,59 0,348
S7-6 0,011 98,71 0,0103 0,0599 0,2974 0,0156 99,11 Bleu 0,330 5,51 32,05 3,84 0,357
S7-7 0,0133 99,36 0,0126 0,0056 0,0591 0,3008 0,0127 99,76 Bleu 0,334 5,65 26,50 4,65 0,360
S7-8 0,0115 97,75 0,0162 0,0053 0,0567 0,301 0,0131 98,16 Bleu 0,334 5,89 20,62 4,33 0,359
127-4-4 0,0103 100,65 0,0116 0,0039 0,3645 0,0242 101,07 bleu clair 0,405 103,74 34,88 0,16 0,439
Annexe 18 (suite): Composition chimique en poids d’oxyde, de section de différentes couleurs de corindons provenant de Sahambano.
Section Ox%(Mg) Ox%(Al) Ox%(Ti) Ox%(V) Ox%(Cr) Ox%(Fe) Ox%(Ga) Ox total Couleur Ox Fe2O3 Fe2O3/Cr203 Fe2O3/TiO2 Cr2O3/Ga2O3 Fe2O3+Ga+MgO
17
127-4-1 0,0147 99,74 0,0118 0,0082 0,005 0,379 0,0199 100,18 bleu clair 0,421 84,14 35,65 0,25 0,455
127-4-2 0,01 99,52 0,0026 0,0136 0,0087 0,4049 0,0123 99,97 bleu clair 0,449 51,66 172,86 0,71 0,472
127-4-3 0,0106 100,54 0,0144 0,0054 0,0019 0,3705 0,0156 100,96 bleu clair 0,411 216,45 28,56 0,12 0,437
S12-1 0,0053 99,89 0,0036 0,0251 0,2884 0,0118 100,23 Bleu gris 0,320 12,75 88,92 2,13 0,337
S12-2 0,0058 99,70 0,0074 0,0258 0,2884 0,015 100,04 Bleu gris 0,320 12,41 43,26 1,72 0,341
S11-4 0,0102 99,37 0,0085 0,0084 0,0973 0,3039 0,015 99,81 Bleu gris 0,337 3,47 39,69 6,49 0,363
S11-5 0,009 99,41 0,0112 0,0087 0,0957 0,2934 0,0148 99,85 Bleu gris 0,326 3,40 29,08 6,47 0,349
S12-3 0,0064 99,05 0,0085 0,0278 0,2942 0,0122 99,40 Bleu gris 0,327 11,75 38,42 2,28 0,345
S12-4 0,0071 100,07 0,0047 0,0262 0,2896 0,0148 100,41 Bleu gris 0,321 12,27 68,39 1,77 0,343
S12-5 0,008 99,55 0,0045 0,0273 0,2913 0,0122 99,89 Bleu gris 0,323 11,84 71,85 2,24 0,344
S12-6 0,0113 99,33 0,0059 0,026 0,2918 0,0076 99,67 Bleu gris 0,324 12,46 54,90 3,42 0,343
S12-7 0,0084 99,09 0,0036 0,0255 0,287 0,0129 99,43 Bleu gris 0,319 12,49 88,49 1,98 0,340
S12-8 0,0064 98,86 0,0046 0,0268 0,291 0,0121 99,20 Bleu gris 0,323 12,05 70,22 2,21 0,342
BE1-1 0,0052 100,76 0,0002 0,0159 0,021 0,2187 0,0245 101,04 gris à bleu 0,243 11,56 1213,79 0,86 0,272
BE1-2 0,0107 101,07 0,0052 0,0099 0,0218 0,3154 0,017 101,45 gris à bleu 0,350 16,06 67,33 1,28 0,378
BE1-3 0,0045 100,19 0,002 0,0184 0,0215 0,2295 0,0218 100,49 gris à bleu 0,255 11,85 127,37 0,99 0,281
S6-1 0,0117 97,19 0,0091 0,0303 0,2712 0,02 97,54 Incolore 0,301 9,94 33,08 1,52 0,333
S6-2 0,0112 97,37 0,0098 0,0291 0,2688 0,0182 97,70 Incolore 0,298 10,25 30,45 1,60 0,328
S6-3 0,0122 98,00 0,0106 0,0267 0,2541 0,019 98,32 Incolore 0,282 10,56 26,61 1,41 0,313
S6-4 0,0109 96,33 0,014 0,0307 0,245 0,0144 96,65 Incolore 0,272 8,86 19,43 2,13 0,297
S6-5 0,0091 98,76 0,0074 0,0251 0,1557 0,0076 98,96 Incolore 0,173 6,89 23,36 3,30 0,190
Annexe 18 (suite) : Composition chimique en poids d’oxyde, de section de différentes couleurs de corindons provenant de Sahambano.
Section Ox%(Mg) Ox%(Al) Ox%(Ti) Ox%(V) Ox%(Cr) Ox%(Fe) Ox%(Ga) Ox total Couleur Ox Fe2O3 Fe2O3/Cr203 Fe2O3/TiO2 Cr2O3/Ga2O3 Fe2O3+Ga+MgO
18
Origine Ox%(Mg) Ox%(Ti) Ox%(V) Ox%(Cr) Ox%(Fe2O3) Ox%(Ga)
Sri lanka 0,0075 0,0075 0,01 0,01 0,0525 0,01
Sri lanka 0,018 0,016 0,006 0,046 0,008 0,006
Sri lanka 0,002 0,01 0,004 0,026 0,01 0,018
Sri lanka 0,004 0,018 0,01 0,01 0,086 0,016
Sri lanka 0,005 0,05 0,015 0,0125 0,0605 0,0375
Sri lanka 0,0125 0,045 0,0175 0,015 0,0675 0,005
Sri lanka 0,006 0,006 0,002 0,036 0,036 0,026
Sri lanka 0,0075 0,0075 0,005 0,01 0,045 0,01
Sri lanka 0,0175 0,015 0,0175 0,0125 0,04 0,0125
Sri lanka 0,005 0,005 0,0025 0,0075 0,105 0,0175
Sri lanka 0,0125 0,0125 0,0125 0,0175 0,0575 0,01
Sri lanka 0,0325 0,005 0,005 0,0275 0,07 0
Umba 0,01 0,0133 0,0267 0,0133 0,7367 0,0556
Umba 0,0025 0,03 0,005 0,06 0,9225 0,0125
Umba 0,015 0,275 0,005 0,04 1,0175 0,015
Madagascar 0,04 0,193 0,703 0,011
Madagascar 0,076 0,11 0,692 0,013
Madagascar 0,021 0,097 1,112 0,028
Madagascar 0,014 0,124 0,88 0,024
Annexe 19: Composition chimique en poids d’oxyde, de padparadscha de différentes origines (Notari, 1997 ; Peretti et Gunther, 2002).
19
Annexe 20 : Photos de 4 padparadschas taillés d’origines Sri Lankaise. Les couleurs varient
de l’orangé au rose en passant par le jaune (Schmetzer et Schwarz., 2004).
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES GISEMENTS
ET INDICES A CORINDONS MALGACHES
INTRODUCTION
Le premier inventaire des indices à corindons malgaches a été réalisé par Lacroix au
début du XXème siècle (Lacroix, 1922). Les gisements économiques sont exploités depuis les
années 80, notamment dans le sud de l’île. Cependant, la plupart de ces gisements sont
exploités de façon artisanale et aujourd’hui seulement quelques uns sont économiques. Il y a
tout d’abord ceux dont la teneur est insuffisante pour ouvrir une concession minière. Il y a
aussi ceux dont la qualité est insuffisante pour être rentable même à des fins industrielles.
Ensuite, dans le cas des gisements primaires, seule la partie latéritique (situé à la surface du
gisement) est exploitable car la roche mère est parfois trop dure pour être décapée (cas des
gisements associés aux basaltes alcalins). Certains exploitants utilisent des explosifs, mais les
ondes de choc abîment de façon considérable les cristaux. Enfin, dans un des pays les plus
pauvres au monde, peu de gens peuvent se permettre d’investir dans une exploitation
mécanisée. L’exploitation s’effectue par ramassage à la pelle et la pioche ou à la batée comme
le réalisent les garimpeiros au Brésil ou les guaqueiros en Colombie. Les gisements mécanisés
sont généralement des placers exploités par des entreprises multinationales comme IGM
(Isalo Gems Madagascar), et les moyens techniques utilisés (pelles mécaniques, camions,
laverie…) permettent une assez bonne rentabilité (Garnier, 2000).
Les publications sur les corindons malgaches, sont peu abondantes. Les trois volumes
publiés sur la minéralogie de Madagascar d’Alfred Lacroix (1922), repris en partie par
Besairie (1966) sont encore aujourd’hui une référence incontestable dans le domaine de la
localisation et de la description des indices à corindon. Au cours des dix dernières années, les
études gemmologiques des rubis et des saphirs malgaches ont pris le pas sur les études
géologiques (Rakotondrazafy et al., 1995; Kiefert et al., 1996; Schwarz et al., 1996) grâce
entre autres à l’utilisation de nouveaux équipements lourds comme la sonde ionique ou
l’utilisation d’équipements plus classiques comme la cathodoluminescence ou la
spectroscopie infrarouge qui ont permis de mieux caractériser les cristaux de corindons et leur
type de gisement.
Dans cette synthèse bibliographique, il est question de réunir toutes les informations
géologiques et minéralogiques concernant les indices et gisements de corindons afin de
proposer une classification typologique. Cependant, il s’agit d’un exercice difficile car les
descriptions réalisées par Lacroix au début du XXème siècle concernent principalement des
indices, sans intérêt économique, suivant une nomenclature géologique parfois obsolète
(sakénite, lamboanite,…) et une dénomination géographique aujourd’hui parfois transformée.
Malgré tout, la description remarquable des paragénèses associées aux corindons et les
phénomènes métasomatiques qui ont affectés leur roche hôte, nous permettent de restituer ces
indices dans la typologie définie pour les gisements de corindon par Garnier et al., 2004. Par
contre, les gisements exploités depuis la fin du XXème siècle sont bien localisés et, sont pour
la majorité économiques. Par ailleurs certains de ces gisements correspondent à des types
géologiques qui n’avaient pas été décrits par Lacroix. Pour ces différentes raisons, il nous est
apparu nécessaire de distinguer les types de gisements à corindons malgaches connus et
exploités actuellement, des gisements potentiels à corindon décrits entre autres par Lacroix.
1
I - GENERALITES SUR LES CORINDONS
Le corindon est un oxyde d’aluminium, de formule : Al2O3. Il cristallise dans le
système rhomboédrique, de groupe spatial R3c. Sa structure est constituée d’un empilement
de couches dioctaédriques où l’aluminium est situé au centre d’un octaèdre de coordination
formé par six ions oxygène. Cet assemblage atomique explique la dureté élevée du corindon,
qui est de 9 sur l’échelle de Mohs. Cette dureté élevée et donc durabilité, permet aux cristaux
de corindon lorsqu’ils sont gemmes, de pouvoir être taillés et utilisés en joaillerie : on parle
alors de saphir pour une couleur bleue, de rubis pour une couleur rouge et de saphirs colorés
pour toutes les autres couleurs. Les cristaux automorphes de corindons peuvent développer
des faces correspondant à sept formes cristallines générales : le pinacoïde, le rhomboédre, le
scalénoèdre ditrigonal, les deux prismes hexagonaux, le prisme dihexagonal et la dipyramide
hexagonale (Hughes, 1997). La combinaison de tous ces types d’habitus peut produire
d’autres formes de cristaux plus complexes. Généralement, les rubis se présentent sous la
forme de prismes tabulaires dont les angles sont tronqués par les faces d’un rhomboèdre. Les
cristaux de saphirs ont souvent un aspect en tonnelet.
La coloration des corindons est également très variée. Les cristaux peuvent prendre
une couleur rouge, bleue, rose, violet, marron, jaune, gris, vert et brun. L’origine de ces
colorations est due à la présence de divers ions métalliques présents dans le réseau cristallin
du corindon (Fritsch et Rossman, 1999). Ces ions qui peuvent posséder différentes valences
(Fe3+
, Fe2+
, Cr3+
, Ti
4+, Ti
3+, V
3+, Y
5+, Ga
3+…), substituent l’aluminium dans le site octaédrique
de la structure. La présence de chrome (et de vanadium) dans les rubis, va par exemple
caractériser la couleur rouge des cristaux. Les ions fer et titane vont eux, apporter une couleur
plutôt proche du bleu et caractériser le saphir. Ces couleurs sont dues à des échanges
d’électrons entre ions (transfert de charge) ou à des sauts d’électrons entre des niveaux
énergétiquement différents. Ainsi, chaque élément va apporter une teinte qui lui est propre par
substitution ionique. Mais la couleur restituée par ces ions va aussi dépendre de la
configuration atomique qui entoure cet élément. En effet, pour le rubis, le chrome donne une
couleur rouge, et pour l’émeraude une couleur verte (Fritsch et Rossman, 1999). Ceci est dû à
des variations d’énergies des liaisons Cr-O chez l’émeraude et le rubis. En conclusion, la
couleur des corindons dépend à la fois de la nature des éléments de substitutions qui
influencent la couleur (appelés également chromophores) et de l’influence des atomes voisins
sur ces éléments.
La couleur est un des critères importants dans l’évaluation d’une pierre taillée. Pour le
corindon, une des plus recherchée est la variété dite « padparadscha » qui signifie en cingalais
« fleur de lotus ». La couleur de cette variété est rose-orangé. Un cristal taillé de type
« padparadscha » d’environ 1 carat (0,2 grammes) peut valoir jusqu’à 10000 $ (Genis, 2005).
Cependant d’autres critères sont à prendre en compte dans la valeur marchande d’une pierre
gemme : sa transparence, la présence ou non d’inclusions (qui peuvent fragiliser la pierre lors
de sa taille), son poids (en carats), ou encore certains phénomènes optiques naturels, peuvent
influencer fortement le prix d’une gemme. On peut par exemple citer le phénomène
d’astérisme (étoile à six branches) du à des inclusions épigéniques de rutile ou d’hématite
orientées parallèlement au pinacoide {0001} (Cesbron et al., 2002). Le corindon peut aussi
être maclé et donc présenter deux étoiles sur un même cristal. Ou encore l’effet de chatoyance
« œil de chat » grâce aux inclusions de lépidocrocite en plaquettes ou de rutile-hématite
réparties dans une seule direction. Lorsque le corindon est de mauvaise qualité ou tout
simplement pierreux, il peut aussi être destiné à des fins industrielles. En effet, il présente
certaines propriétés qu’il peut être intéressant d’exploiter.
2
Les corindons possèdent entre autres : une forte résistance au choc thermique, aux
températures élevées et à la charge. Mais aussi une faible porosité, une grande surface
spécifique, une forte dureté et ils sont chimiquement inertes. Ainsi, ils sont utilisés
classiquement comme abrasifs, matériaux réfractaires, pour la fabrication de la porcelaine et
la céramique, pour des applications électroniques et électriques, comme isolants, pour les
bougies d’allumage, l’industrie du verre et en métallurgie.
La rareté et le prix élevé des gemmes de haute qualité ainsi que les nombreux
domaines d’utilisations industrielles, ont fait que les hommes ont essayé de synthétiser les
corindons. Pour cela, plusieurs types de synthèse ont été inventées et améliorées au cours du
XXème siècle. La méthode la plus utilisée est le procédé Verneuil (Brice, 1986). Il consiste à
fondre de la poudre d’alumine dans une source de chaleur et à faire cristalliser un film de bain
fondu sur la surface d’un germe monocristallin, qui est abaissé progressivement à mesure que
le cristal croît. Une autre technique est celle du tirage Czochralski (Brice, 1986). Ici, on
amène un germe en contact avec un bain d’alumine. Lorsqu’il commence à fondre, on « tire »
le cristal de façon à faire croître un « col » toujours en restant en contact avec le bain. Un
système de refroidissement adapté permet d’obtenir le diamètre du cristal désiré durant toute
la durée du tirage. On peut aussi citer la méthode hydrothermale qui va dissoudre de la poudre
d’alumine dans un fluide alcalin et cristalliser le corindon dans un autoclave dont la
température est supérieure dans sa partie basse (Butcher et White, 1964). Les fluides saturés
en alumine montent vers la partie haute de l’autoclave où ils se refroidissent et précipitent sur
des germes disposés à cet endroit.
Dans la nature, la rareté des corindons peut s’expliquer par les conditions géologiques
particulières qui doivent être réunies, pour permettre leur formation. Il faut pour cela, un
milieu contenant de l’aluminium, appauvri en silice et des conditions de pression et de
température appropriées pour la cristallisation et la stabilité du corindon. Un milieu trop riche
en silice, favoriserait l’incorporation de l’aluminium dans les silicates d’alumine. Cependant,
des gisements à corindons dans des roches contenants des teneurs en aluminium inférieures à
0,1% comme les marbres, sont connus (Garnier, 2003). De manière tout aussi surprenante, des
gisements à corindon dans des milieux riches en silice comme des pegmatites ont aussi été
rencontrés (Lacroix, 1922). Ceci implique donc une mobilisation de l’aluminium par les
fluides permettant son transport dans des milieux pauvres en aluminium. Des réactions
métasomatiques au sein de roches silicatées ayant pour conséquence leur désilicification
peuvent aussi avoir lieu. La variété des roches mères où l’on peut trouver des corindons,
illustre donc la diversité des conditions de leur formation (figure 1).
Chaque gisement présente des différences comme la lithologie de ses roches-hôtes, la
paragenèse associée, mais aussi le volume, la qualité et la couleur des gemmes. La
classification typologique utilisée pour caractériser les gisements primaires est celle proposé
récemment par Garnier et al. (2004). Elle est basée sur la nature du contexte géologique des
gisements (magmatique, métamorphique) et plus particulièrement, sur la lithologie des roches
hôtes des corindons. Comme nous pouvons le voir sur la figure 1, cette classification est
séparée en deux groupes : les gisements en contexte magmatique et les gisements en contexte
métamorphique. Le tableau 1 qui suit, résume brièvement tous les principaux types de
gisement à corindon rencontrés dans le monde avec leurs principales caractéristiques
minérales et physiques.
3
Figure 1 : Classification des gisements à corindon suivant leurs caractéristiques
lithologiques (Garnier et al., 2004). En bleu clair sont représentés les types de roche à
corindon d’origine magmatique. En domaine vert clair, les roches nécessitant une activité
métasomatique-hydrothermale pour leur genèse. Et dans le domaine jaune, les roches
formées dans des conditions métamorphiques sensu stricto.
Les gisements primaires constituent une minorité des gisements exploités. En effet,
ces gisements sont souvent confrontés à un certain nombre de contraintes économiques qui ne
permettent pas leur exploitation (teneur trop faible, gemme de mauvaise qualité, roche mère
très dure, etc…). Dans le cas des gisements secondaires, la plupart de ces contraintes
disparaissent. La roche exploitée est meuble ce qui facilite grandement l’extraction. La teneur
est assez importante car pendant le transport lié à l’érosion, la densité des corindons (densité =
4) étant plus importantes que les principaux minéraux alluvionnaires, ils vont pouvoir se
concentrer dans des zones particulières comme les méandres d’un fleuve. Enfin, les corindons
trouvés dans les gisements secondaires sont généralement de meilleure qualité. En effet, les
parties fragiles et de mauvaises qualités des cristaux ont été brisées lors du transport, et
seulement les cristaux de meilleure qualité demeurent dans le placer détritique. Les gisements
secondaires peuvent être classés en deux groupes :
- Les dépôts éluviaux et colluviaux qui concernent les corindons situés à proximité de
leur gisement primaire. Ici, les corindons se trouvent détachés de leur roche mère,
mais leur cristaux ne sont généralement pas corrodés car ils n’ont pratiquement pas
subit de transport.
- Les dépôts alluviaux qui regroupent les corindons transportés sur de grandes distances
par les torrents et les rivières. Les gemmes rencontrées sont alors assez arrondies
(aspect émoussé et luisant).
4
TYPE DE GISEMENT
PARAGENESE HABITUS DES
CORINDONS
COULEUR PROCESSUS DE GENESE GISEMENTS TYPE REF
Lamprophyre
Phl, cpx, calcite,
analcime, magnétite,
olivine
Prismes trapus
rhomboédriques /
Corrodés et brisés
bleu (97 %), violet à
pourpre
xénocristaux ramenés à la surface par
les filons de lamprophyre
Yogo Guch (USA) 1
Loach Roag (Ecosse) 2
Basalte alcalin
pyrrhotite, cpx, zircon,
spinelle, hercynite
Barillet / figures de
corrosion
vert, jaune et bleu.
xénocristaux arrachés ou issus de la
cristallisation de magma sous-saturé
Est de l’Australie 3
Espaly (France) 4
Syénite
Plumasite = Pegmatite
hydrothermalisée contenue dans
des roches ultramafiques
matrice feldspathique
(K et Na), biotite
oligoclase, spinelle,
biotite / actinolite,
trémolite/anorthose,
vermiculite
Barillet
Barillet très allongé/
Hexagonal,
pinacoïde
bleu sombre, jaune
et vert.
gris à bleu/ bleu roi/
rouge.
cristallisation au sein de la veine
feldspathique
réaction métasomatique au contact de
ces deux roches et circulation de
fluide. Désilicification.
Garba Tula (Kenya) 5
Plumas (Californie, USA) 6
Ourals polaires (Russie) 7
Skarn = pegmatite et granite
intrusif dans des marbres et des
roches calco-silicatées
Px, phl, spinelle,
scapolite, plagioclase,
hibonite
Dipyramidal, en
tonnelet, hexagonal,
prismatique aplati
bleu foncé, bleu,
violet, bleu-vert.
forte zonation
les marbres ont subi une percolation
fluide liée à une intrusion,
aboutissant à la formation d’un skarn
Andranondambo
(Madagascar) 8
Bakamuna (Sri Lanka) 9
ME
TA
MO
RP
HIS
ME
RE
GIO
NA
L
Marbres
calcite, spinelle, pyrite,
rutile, forstérite,
pargasite, phl, anhydrite
Dipyramidal
hexagonal,
prismatique
hexagonal
rouge, rose, violacé,
brun, jaune, bleu,
incolore
métamorphisme régional prograde
jusqu’à 650°C
et 2 à 4 kb.
Luc Yen (Viêt-nam) 10
Mogok (Myanmar) 11
Gneiss,
granulites, anatéxites
Pl, biotite, sillimanite,
spinelle, grenat,
cordiérite
Barillet, hexagonal,
prisme aplati
bleu, violet, rose
métamorphisme régional à 700°C et
6 kb ou de contact (faciès
granulitique)
Aldan (Russie) 12
Mysore (Inde) 13
Amphibolite
anorthite, px,
amphibole, margarite,
saphirine, grenat
Hexagonal tabulaire
rose, rouge, gris
complexe basique (gabbros) faciès
granulite à 800°C et 10kb
Malawi (Mozambique) 14
Vohibory (Madagascar) 15
Verdite
fuchsite, andalousite,
margarite, diaspore, pl,
disthène
Cristaux massifs
xénomorphes
bleu, rouge
métavolcanite métamorphisée,
métasomatisé
Barberton (Zimbabwe) 16
Transvaal (Afrique sud) 17
Légende : Cpx=clinopyroxène ; Phl=phlogopite ; Pl=plagioclase ; Px=pyroxène
Références bibliographiques : 1-Hughes (1997) / 2-Jackson (1984) / 3- Sutherland (1996) / 4 -Forestier (1993)/ 5-Simonet (2000) / 6-Lawson (1903) / 7- Spiridonov (1998) /
8- Rakotondrazafy et al. (1996) / 9- Silva et Siriwardena (1988) / 10- Garnier et al.(2001) / 11- Kammerling et al.(1994) / 12 – Grew et al. (1989) / 13- Santosh et Collins
(2003) / 14- Andréoli (1984) / 15- Nicollet (1986) / 16- Kerrich et al. (1987)/ 17- Schreyer et al. (1981)
M
ET
AM
OR
PH
IQU
E
M
AG
MA
TIQ
UE
Tableau 1 : Principaux types de gisement à corindon avec leurs principales caractéristiques minéralogiques et physiques.
5
II - LES GISEMENTS SECONDAIRES A CORINDON MALGACHE Figure 2 : carte des gisements de corindons malgaches
6
II - LES GISEMENTS SECONDAIRES
II-1 LES GISEMENTS DE LA REGION D’ATSIRANANA
Figure 3 : Carte géologique schématique des gisements de la région d’Atsiranana
(Schwarz et al., 2000)
Depuis une dizaine d’année, le nord de Madagascar a connu une véritable ruée sur le
saphir. Des gisements à corindons ont été découverts dans la région d’Atsiranana et en
particulier à Ambondromifehy (figures 2 et 3). Les autres gisements répertoriés se situent prés
d’Ambilobé, d’Anivorano et de Milanoa (Superchi et al., 1997). Ambondromifehy se situe
prés de la réserve naturelle d’Ankarana qui borde le massif de l’Ambre. Ce massif volcanique
culmine à 1475m et constitue un des sommets importants du nord de l’île. Son activité a
débuté au Turonien et s’est poursuivie jusqu’au quaternaire récent (Gonthier, 1997). La
présence de séries acides et basiques sur ce massif, montre que la croûte continentale était en
extension pendant cette période (séparation de Madagascar avec l’Afrique). Les coulées
basaltiques tardives, recouvrent la plupart de la région d’Atsiranana (figure 3).
Les principaux gisements de corindon se rencontrent dans une plaine alluviale située
entre le massif de l’Ankarana constitué de calcaire d’âge Jurassique et le sud du massif de
l’Ambre (Schwarz et al., 2000). Parfois, ce matériel alluvial remplit des structures karstiques
et les corindons sont cimentés par des carbonates secondaires (figure 4).
7
Le guide de prospection pour les gisements alluviaux est une couche de gravier
composée d’oxydes de fer, de 5 à 35 cm d’épaisseur se situant à fleur de sol et pouvant
descendre jusqu’à 8 m de profondeur. En plus des corindons, cette couche contient aussi des
zircons rouges de 0,5 à 2 cm de diamètre. Dans cette couche la taille des corindons peut varier
du millimètre à plusieurs centimètres. Ils présentent un aspect émoussé et sont souvent
fragmentés. Les faces cristallines encore préservées ont une forme prismatique (le plus
souvent en hexagone dipyramidal), tabulaire ou en tonnelet.
Les corindons sont des saphirs colorés dont les couleurs vont du bleu, noir, jaune,
blanc au vert (figure 5). La plupart de ces pierres sont opaques (60 %), et la proportion de
saphirs gemmes est estimée à 2 %. Ces cristaux ont aussi la particularité d’avoir souvent un
« cœur de pierre » blanchâtre à jaunâtre et de nombreuses zones de croissance très contrastées
(Gonthier, 1997). Une minorité d’entre eux sont aussi étoilés (figure 6).
Figure 5 : Cristaux de saphir taillés de la Figure 6 : Cristaux de saphir
région d’Atsiranana (Schwarz et al., 2000) étoilés provenant de la région
d’Atsiranana (Schwarz et al., 2000)
Figure 4 : Cristal de corindon dans une matrice carbonatée (Schwarz et al., 2000)
8
L’aspect arrondi et fracturé des corindons indiquent que les saphirs
d’Ambondromifehy ont subit un transport alluvial relativement important. La proximité du
massif volcanique de l’Ambre, ainsi que l’abondance de galets de basaltes noirs roulés
associés aux corindons, indiquent que ces saphirs proviennent vraisemblablement de l’érosion
d’anciennes coulées magmatiques. La présence d’oxydes de fer et de zircons (d’origine
magmatique) renforce cette supposition (Gonthier, 1997). Une fois refroidies, ces anciennes
coulées basaltiques contenant des saphirs ont été érodées et les éléments de la roche ont été
transportés vers des zones plates voire dépressionnaires que constituent les sédiments de
l’Ankarana.
Une partie de ces alluvions à saphirs ont remplit les cavités karstiques développées
dans les calcaires jurassiques du massif d’Ankarana. Les corindons n’ont pas été observés « in
situ » dans les basaltes. Cependant les caractéristiques minéralogiques des inclusions solides
piégées par les saphirs, leurs couleurs bleu-vert-jaune (appelés aussi « BGY » pour « Blue,
green, yellow » suivant la nomenclature anglaise définie par Sutherland et al., (1998), leur
aspect corrodé et leur composition chimique, ne laissent aucun doute sur leur origine
« magmatique » (Schwarz et al., 2000). Le tableau 2, présente les analyses chimiques pour
des saphirs de couleur bleue, de gisements malgaches et australiens, de différentes origines
(magmatique et métamorphique). Il montre que les intervalles de valeurs des éléments traces
(Fe, Ti, V, Cr et Ga) sont comparables pour les saphirs d’Atsiranana et des gisements
australiens magmatiques.
Pays
Type de
gisement
Fe2O3
TiO2
V2O3
Cr2O3
Ga2O3
Australie Métamorphique 0,6-1
0,02-0,05 < 0,01 0,01-0,04 < 0,01
Madagascar Métamorphique
0,1-0,4 0,01-0,14 0-0,03 0-0,03 0,01-0,04
Australie Magmatique
0,7-1,6 0-0,04 < 0,01 0,005 0,02-0,04
Antsiranana
Madagascar
Magmatique 0,66-1,4 0,02-0,15 < 0,01 < 0,01 0,02-0,08
Tableau 2 : Compositions chimiques de différents gisements à saphirs obtenues par analyse à
la microfluorescence X (Schwarz et al., 2000).
D’autres gisements secondaires de même origine sont connus à Madagascar :
- C’est le cas du gisement de rubis d’Andilamena (figure 2). Les cristaux se présentent
sous la forme de prismes courts et aplatis, ils sont d’assez bonne qualité. Les cristaux
sont exploités dans des placers éluviaux situés à proximité du plateau de Marovoalavo
constitué d’un empilement de couche basaltique. Les analyses chimiques révèlent des
teneurs élevés en fer comparable aux rubis basaltiques de Thaïlande (Schwarz &
Schmetzer, 2001).
- Le gisement éluvial de Vatomandry, situé à environ 150 km à l’Est d’Antananarivo,
contient aussi des rubis de bonne qualité gemmologique. Des cristaux taillés de 3
carats sont assez communs et seuls certains critères comme la teneur en chrome et
vanadium, permettent de les distinguer des rubis de Birmanie ou de Thaïlande
(Schwarz et Schmetzer, 2001).
9
II-2 LE GISEMENT D’ILAKAKA
Figure 7 : Carte de localisation des gisements d’Ilakaka (Carte IGN de Madagascar; échelle
1/1.000000 ème
):
a- Ilakaka, b- Manumbo Vaovao, c- Maromiandry, d- Sakalama, e- Sakaraha, f- Vohimena
Ilakaka est un placer « géant » situé dans le massif de l’Isalo au Sud de Madagascar,
entres les petites villes de Ranohira et de Sakaraha (figures 2 et 7). Le saphir y est exploité
depuis 1997, à la suite d’une véritable ruée humaine dès les premières découvertes. Des
villages de mineurs comme Vohimena Taloha ou Vohimena Vaovao se sont alors créés près
des sites d’exploitation. Ilakaka tire sa célébrité de par le volume de sédiments minéralisés et
le nombre de ses gisements. C’est un placer géant qui regroupe les gisements de Sakaloma,
Ampisimanataka, Manumbo Vaovao Sakara et de Sakameloka situés généralement autour de
la rivière Benahy (figure 7).
Le placer d’Ilakaka est situé dans le groupe Isalo (Besairie, 1972). Cet ensemble
sédimentaire s’étend du Trias inférieur jusqu’à la fin du Jurassique moyen. Il est
essentiellement constitué d’une série continentale (grés, argile) avec quelques traces
d’incursions marines. Ce bassin continental s’est mis en place à la suite du régime extensif qui
a affecté Madagascar au Trias supérieur lors de l’effondrement de la chaîne mozambiquienne.
Les gemmes exploitées, se trouvent dans des terrasses quaternaires au sommet du groupe de
l’Isalo (figure 8). Ces terrasses sont constituées de conglomérats à galets gréseux entourés
d’une matrice sableuse à argileuse. Les galets sont généralement des quartzites arrachés au
socle cristallin situés plus en amont. L’étude granulométrique de ces galets, révèle qu’ils ont
subis deux phases de transport depuis leur roche mère (Garnier, 2000). Une première phase où
ils se sont déposés dans les grés de l’Isalo, et une deuxième phase avant de s’accumuler dans
les terrasses quaternaires.
e
d
c
f a b
10
Figure 8 : Exploitation de placers : Sakalama (gauche) avec en deuxième plan la série des
grés de l’Isalo et Ilakaka (droite) avec une exploitation de type en gradin (site internet)
La nature des gemmes rencontrées est variée : rubis, saphirs, chrysobéryl (variété
Alexandrite), spinelle vert, topaze, grenat et zircon. Les corindons sont de couleur rouge
(rubis), rose, vert, jaune et vert (figures 9 et 10). Ils sont souvent de bonne qualité
(transparents) et très émoussés (habitus difficilement reconnaissable). L’étude comparative de
la granulométrie des corindons et des éléments quartzitiques montre que les phases de
transport de ces deux espèces minérales sont identiques. Les gemmes se sont donc
concentrées dans les grés de l’Isalo (paléoplacer) avant d’être à nouveau transportées dans les
terrasses alluviales quaternaires.
La concentration en saphir et rubis dans les terrasses alluviales est variable. On passe
de 0,7 g/m3 à 5,3 g/m
3 sur un même gisement (valeurs du gisement de Vohimena; données
d’Isalo Gems Mining). Ces variations peuvent être dues à des paléozones préférentielles où se
sont accumulées les gemmes (car plus dense que les autres minéraux) comme les marmites,
les méandres, les chenaux ou encore les cuvettes d’érosion.
L’origine des protolithes initiaux de ces saphirs et rubis reste inconnue. Les couleurs
observées supposent que les corindons proviennent de plusieurs gisements primaires
différents, aussi bien de type métamorphique (rouge, rose, violet) que magmatique (bleu, vert,
jaune).
Figure 9 : Cristaux de saphir et de
rubis taillés d’Ilakaka (site internet)
Figure 10 : Cristaux de saphir et de
rubis brut d’Ilakaka (Pezzotta, 2002)
11
III - LES GISEMENTS PRIMAIRES
La géologie de Madagascar est complexe (figure 11). Les gisements de corindons se
disposent dans différentes régions (figure 2). Les gisements du sud se répartissent dans le bloc
tectonique de Békily et ils sont associés à la présence de zones de cisaillements d’âge
néoproterozoique, notamment à la grande faille de Ranotsara. Au centre de l’île, les gisements
se rencontrent dans le bloc tectonique d’Antananarivo et les basaltes d’age tertiaire qui
intrudent des roches métamorphiques méso/néo-protérozoïque. Au nord, les corindons se
retrouvent associés à des basaltes d’âge tertiaire à quaternaire dans la couverture
phanérozoïque. L’Est est composé essentiellement de roches métamorphiques et granitiques
d’âge Archéen à Néoprotérozoïque.
Figure 11 : Les principaux blocs tectoniques de Madagascar ( Wit , 2003)
12
III-1 LES GISEMENTS D’ORIGINE MAGMATIQUE
Les terrains volcaniques recouvrent une bonne partie de l’île de Madagascar (au nord
et au centre essentiellement). Le seul gisement où l’on peut trouver des corindons dans des
terrains volcaniques encore non érodés, est celui de Soamiakatra (Rakotosamizanany, 2003).
Ce gisement se trouve dans la région d’Antanifotsy au centre de Madagascar (figure 2). Les
rubis se trouvent dans des enclaves de pyroxénites au sein des basaltes alcalins. Ce type de
gisement assez particulier sera ici considéré comme magmatique puisque les basaltes ont joué
un rôle majeur dans le transport des rubis en les remontant vers la surface.
Cette région est caractérisée par l’intrusion de nombreux édifices volcaniques
recoupant le socle cristallin d’âge précambrien (figure 12). Le socle est ici représenté par des
migmatites, des gneiss, des micaschistes, des khondalites, des amphibolites et des quartzites.
Les formations volcaniques d’âge tertiaire à quaternaire, sont ici des basaltes et des
phonolites. On peut aussi rencontrer des granites roses qui forment des dômes dans le
paysage.
Figure 12 : Carte géologique du gisement de
Soamiakatra (Rakotosamizanany, 2003). Figure 13 : Enclave de pyroxénite à rubis
dans un basalte (Rakotosamizanany, 2003).
13
A Soamiakatra, la taille des corindons varie de 1 mm à 2 cm. Leur couleur varie du
rouge rubis, au rose, au rouge violacé et au rouge jaunâtre. Les cristaux se présentent sous la
forme d’hexagones tabulaires courts ou sous une forme plus globulaire avec 2 à 3 faces
toujours visibles. Les cristaux sont d’assez bonne qualité gemmologique (translucide à
transparente). Les analyses chimiques révèlent une forte proportion en Cr2O3 (0,6 % en poids
d’oxyde) par rapport au Fe2O3 (0,5 % en poids d’oxyde). Ces valeurs confirment la présence
de rubis sur ce gisement (Cr2O3/ Fe2O3>1).
Les rubis se trouvent dans des enclaves de pyroxénites au sein des coulées basaltiques
(figure 13). Ces enclaves sont verdâtres et elles sont composées de clinopyroxène, corindon
et amphibole. Les pyroxénites forment elles mêmes des lentilles au sein de « plagioclasites »
formées essentiellement d’anorthite, de grenat et de scapolite. Ces enclaves présentent une
structure granoblastique hétérogranulaire à tendance coronitique. Les équilibres des phases
minérales, montrent que les pyroxénites se sont formées à des températures d’environ 1100°C
et des pressions de 11-12 kb. Ces conditions suggèrent que les pyroxénites ont été ramenées à
la surface par les basaltes alcalins d’une profondeur d’au moins 60 km. Deux hypothèses sont
formulées pour la formation du corindon :
- xénocristaux d’origine métamorphique ramenée à la surface par les basaltes.
- niveaux de pyroxénites à corindon intercalés dans les encaissants gneissiques-
khondalitiques et intrudés par les basaltes. Par la suite, le métamorphisme thermique a
favorisé la transformation du corindon en rubis.
III-2 LES GISEMENTS D’ORIGINE METAMORPHIQUE
III-2-1 LES AMPHIBOLITES ET PYROXENITES
C’est au sud de Madagascar que les gisements à corindon sont les mieux répertoriés
(figure 2), dont la plupart sont localisés dans l’unité tectonique précambrienne du Vohibory
dans le sud ouest de l’île (figures 11 et 14). Il s’agit de gisements à rubis répartis entre les
villages de Fotadrevo et Ejeda (Mercier et al., 1999). Cette unité est constituée de différentes
roches comme des gneiss, des orthogneiss, des marbres, des amphibolites, des serpentinites et
des anorthosites. Les cristaux de rubis ont des formes généralement tabulaires et la taille des
cristaux est millimétrique à pluricentimétrique (figure 15).
A Anavoha, le corindon est contenu dans différents types de roches (Nicollet, 1986):
- Une métatroctolite qui est en contact avec une amphibolite à corindon et saphirine.
La transition entre les deux roches est brutale. L’association paragénétique de cette
amphibolite est formée d’hornblende, de plagioclase, de spinelle chromifère, de phlogopite
+/- grenat, de saphirine et de corindon. Les rubis sont présents de manière lenticulaire mais
diffuse dans l’amphibolite.
- Une amphibolite à gros grain dans lesquels la saphirine et le corindon sont associés à
la hornblende, le plagioclase, le grenat et le spinelle. Le corindon est ici remplacé par une
auréole coronitique constitué de spinelle et de plagioclase.
- Une anorthosite à corindon formée de plagioclase (anorthite), grenat, rubis +/-
saphirine, staurotide, amphibole et spinelle.
14
Figure 14 : Carte géologique des gisements de Vohitany modifiée par Bésairie,
(1956) ; Noizet (1958) et Nicollet (1986).
Les rubis sont généralement de meilleure qualité dans les amphibolites et en plus
grand nombre. Ils sont souvent associés à la saphirine contrairement aux anorthosites.
La présence de métatroctolite, d’amphibolite, d’anorthosites et de serpentinites dans
cette unité, suggèrent la mise en place d’anciens complexes basiques et ultrabasiques comme
des leucotroctolites, des péridotites ou des gabbros (Mercier et al., 1999). Ces complexes ont
ensuite subit un métamorphisme régional dans le faciès amphibolite de haute température
(750-850°C) et dans le faciès granulitique de haute pression (9-11,5 kb).
Marolinta
Anavoha
Ianapera
Vohitany
Maniry
15
III-2-2 LES GNEISS
Les gneiss néoprotérozoiques du sud de Madagascar sont issus du métamorphisme
régional qui a affecté toute une série pélitique lors de la collision panafricaine, il y a 550 Ma
(figure 11). Ces sédiments ont été portés dans des conditions métamorphiques de haute
température et de haute pression dans le faciès granulite. Les gneiss sont des roches riches en
aluminium car ils proviennent de sédiments argileux. Le quartz y est aussi présent, ce qui
diminue les chances de cristallisation des corindons. A Madagascar, très peu de gisements à
corindon de ce type ont été découverts et fait l’objet d’une étude détaillée. Lacroix (1922)
mentionne cependant quelques indices à corindon dans des gneiss, dont nous reviendrons
dans le chapitre IV. Récemment deux gisements ont été découverts dans la région d’Ihosy.
L’un à Sahambano exploité par la société Tany Hafa, et l’autre, à Zazafotsy (figures 2 et 16).
Gisement de
Zazafotsy
Gisement de
Sahambano
Figure 16: Localisation des gisements de Sahambano et de Zazafotsy
(Carte IGN de Madagascar; échelle 1/2.000000 ème
)
Figure 15 : Cristaux de rubis dans une gangue d’amphibolite (Pezzotta, 2002)
1 cm
16
A Sahambano, le gisement se situe dans une série formée de gneiss migmatitiques et
de leptynites. Ces roches se situent dans un couloir de cisaillement de 20 km de large et de
plus de 350 km d’extension qui constitue la faille de Ranotsara (figure 11). Les gneiss
migmatitiques sont formés par une alternance de lits clairs riches en feldspath potassique,
plagioclase et sillimanite et de lits foncés riche en biotite, spinelle (hercynite) et grenat. Les
corindons sont intercalés dans la foliation de la roche et sont souvent entourés par une
couronne de réaction constituée de plagioclase et de feldspath potassique (figure 17). Ils sont
aussi associés parfois au spinelle.
Les corindons présentent un habitus en barillet et en prisme court hexagonal terminé
par le pinacoïde. La plupart d’entre eux sont opaques à translucides. Leur taille varie de
plusieurs millimètres à plusieurs centimètres. La particularité de ce gisement réside dans le
fait que pratiquement toutes les couleurs y sont représentées. On peut ainsi observer une
gamme de couleur très importante allant du bleu (saphir), au rouge, au rose-orangé, ainsi que
des saphirs colorés comme le rose, le violet, le brun, le mauve, le gris et le vert (figure 18).
Pour 100 kg de corindon triés, on trouve 24 kg de colorés (opaque + translucide) et 75 % de
pierreux à gris (non colorés). Sur les 24 kg de colorés, 5 kg ont une taille supérieure à 8 mm,
17,5 kg ont une taille supérieure à 5 mm et 1,5 kg ont une taille inférieure à 5 mm. 1kg de ces
corindons colorés sont de qualité translucide et 50g sont de qualité gemme. Sur les 24 kg de
colorés, la répartition des couleurs est d’environ : 15% brun à orangé, 5% d’orangé à rose, 40
% de rose à mauve, 5% de mauve à violet et 35% de violet à bleu (données de la société Tany
Hafa).
Les corindons sont disposés dans des lentilles de plusieurs dizaines de mètres de long
et de quelques mètres de large, contrôlées par du cisaillement. Les lentilles sont de direction
Nord-Sud, parallèles à la foliation régionale et à la direction de la zone de cisaillement. Elles
sont composées de gneiss à biotite, grenat et corindon. La proportion de biotite est très
variable et parfois elle constitue des amas monominéral appelés « biotitites ». Celles-ci sont
liées à des plans d’ouverture dans la foliation des gneiss, et par conséquent, elles témoignent
de la circulation de fluides métasomatiques. Le gneiss est parfois de nature plagioclasique,
caractère pétrographique qui nous amène à l’hypothèse d’une altération métasomatique
sodicalcique des gneiss avec dissolution du quartz originel.
Figure 17 : Cristal de saphir de Sahambano dans sa gangue feldspathique
(échelle 1/7ème
).
17
A Zazafotsy, situé à 40 km au nord Est de la ville d’Ihosy (figure 16), le gisement se
situe d’une façon comparable à Sahambano, dans des séries gneissiques avec des passées de
leptynites. Les corindons se trouvent surtout dans une gangue constituée de biotite et ils
s’intercalent plus rarement dans la foliation des gneiss à grenat et biotite (figure 19). La
présence de biotitite implique là encore, l’existence d’un épisode métasomatique lié à une
circulation de fluide.
Figure 18 : Saphirs de couleurs diverses,
caractéristiques de Sahambano (échelle 1/7ème
)
Figure 19: Cristal de saphir rose (1 cm de long), entouré d’une auréole
feldspathique (blanche) et d’une gangue à biotite (noir) et grenat (rosé).
18
III-2-3 LES SKARNS
Figure 20 : Cristaux de saphir Figure 21 : Carte géologique schématique
d’Andranondambo (Schwarz et al., 1996) des gisements d’Andranondambo
(Schwarz et al., 1996)
Les skarns sont des carbonates transformés chimiquement suite à la percolation
métasomatique engendrée par l’intrusion d’un granite ou d’une pegmatite. Ce type de
gisement est observé dans la partie située à l’extrémité sud de Madagascar dans la région
d’Andranaondambo (figure 2). Ce gisement est un des plus importants mais aussi un des
mieux étudiés de toute l’île. Certaines entreprises comme « Multicolour » ou « Arc-en-ciel
Gem Corp » y exploite le saphir sur une zone qui s’étend sur plusieurs centaines de km2.
Les corindons de ce gisement peuvent se présenter sous des cristaux à 3 habitus
différents (Kiefert et al., 1996) et dont le poids varie généralement entre 0,5 et 1 grammes (de
façon exceptionnelle, certaines gemmes atteignent 50 à 60 grammes) :
-Type 1 : Leur forme est dipyramidale en barillet. Leur couleur varie généralement du bleu au
violet, avec parfois une teinte blanchâtre à grisâtre (figure 20).
-Type 2 : Cristaux à forme prismatique hexagonale. Les couleurs observées sont généralement
bleues foncées au centre et plus claires sur les bords externes.
-Type 3 : Habitus cristallin tabulaire en forme de prisme hexagonal à pyramidal court. Leur
couleur est assez proche du type 2.
Le gisement d’Andranadambo se trouve dans le groupe de Tranomaro (figure 11)
formé de roches métamorphiques du faciès granulite (Ramambazafy, 1998). Ces roches sont
essentiellement composées de paragneiss, d’orthogneiss, de leptynites, de marbres et de
pyroxénites. De nombreux massifs granitiques d’âge précambrien, intrudent ces roches
métamorphiques (figure 21). Cette ceinture métamorphique est d’âge précambrien. Elle est
bordée à l’Est, par du volcanisme d’âge crétacé et à l’Ouest, par les massifs granitiques qui
constituent la chaîne Anosyenne. Les corindons se trouvent sous forme de saphirs gemmes
dans des veines feldspathiques et sous forme de corindons opaques dans des skarns. Ces
skarns se sont formés à la suite de percolations métasomatiques dans les roches encaissantes
(marbres).
19
Pour expliquer cette différence de qualité des corindons, différents stades de
transformations chimiques et minéralogiques lors de la métasomatose on put être mise en
évidence (Rakotondrazafy, 1995) :
Stade 1 : Des fluides ont percolé les formations carbonatées et ils ont formé des skarns riches
en diopside alumineux, scapolite et sphène, à des températures proche de 850°C et des
pressions de l’ordre de 5 kbar. Ces fluides riches en CO2, contiennent des complexes
carbonatés et fluorés qui vont faciliter le transport d’autres éléments comme le thorium, le
titane et le zirconium. Ce premier stade d’altération métasomatique a en effet permis la
précipitation de zircon, de titanite, d’urano-thorianite, mais aussi la formation de ségrégation
hyperalumineuses riches en calcium formées par la méionite, le spinelle et le corindon. Dès
lors, l’uranothorianite commence sa désintégration radioactive et altère les minéraux associés
aux skarns, notamment le corindon qui devient opaque. Un zircon prélevé dans une
pyroxénite du skarn a été daté à 565 Ma +/- 15 Ma (Andriamarofahatra et de la Boisse, 1986).
Or les âges obtenus par Paquette et al. (1994) pour la formation des roches métamorphiques
du groupe de Tranomaro donnent aussi un âge panafricain (580-565 Ma). Il apparaît donc
clairement que la formation de ces skarns est contemporaine du métamorphisme à faciès
granulite du Sud Est de Madagascar.
Stade 2 : Sous l’effet d’une baisse de la température (800°C) et de la pression (3 kbar), les
fluides vont précipiter d’autres minéraux riches en fluor comme la phlogopite, la fluoroapatite
et la paragasite aux dépens du pyroxène ou du spinelle. Durant cette transformation
rétromorphique, l’hibonite (CaAl12019) va se développer autour du spinelle et du corindon et
la méionite se déstabilise en anorthite + calcite (figure 22). La thorianite peut aussi précipiter
durant ce stade. Un zircon prélevé dans une pegmatite a donné un âge U/Pb de 520 Ma +/- 10
Ma (Andrianamarofahatra et de la Boisse, 1986 ; Paquette et al., 1994). Cet âge peut être mis
en relation avec l’âge de formation des minéralisations en monazite dans les granites des
chaînes Anosyennes.
Stade 3 : formation des veines à saphir : Les corindon gemmes se trouvent dans des veines
tardives de feldspath potassique qui recoupent les skarns des stades 1 et 2. Ces veines
contiennent aussi de la fluoroapatite, de la calcite et de la phlogopite. A la périphérie de ces
veines, les marbres blancs sont feldspathisés. Les saphirs gemmes ont cristallisé à partir de
fluides carboniques sous des conditions de pression de 2kbar et des températures voisines de
500°C.
Figure 22 : Skarn d’Andranamonbo (stade 2)
Gangue de
carbonates et
de silicates
Hibonite
2 cm
Saphir
20
IV – LES INDICES A CORINDON DECRITS PAR LACROIX
Figure 23 : Carte de localisation des indices à corindon malgaches décrits par Lacroix (1922)
21
IV-1 LES GISEMENTS PRIMAIRES
IV-1-1 : LES MICASCHISTES
Lacroix mentionne la présence de corindon dans des micaschistes (Lacroix, 1922). Les
cristaux sont souvent pierreux ou de couleur lilacée. Dans ce type de gisement, on peut
rencontrer les deux formes cristallines décrites par Lacroix:
-Type I : Isoscéloédrie (dipyramidal ou en tonnelet),
-Type II : Prisme hexagonal aplati.
Dans les micaschistes, le corindon forme des porphyroblastes pouvant dépasser le
décimètre. Il est associé à des cristaux de biotite, de muscovite, de microcline et, de
sillimanite souvent en auréole fibreuse de déstabilisation développée autour du corindon. Ces
micaschistes à corindon forment des zones lenticulaires à l’intérieur d’autres micaschistes
sans corindon plus riches en quartz et plus pauvres en microcline. Ces zones lenticulaires sont
dues à la présence systématique de filon de pegmatite à leur contact. Ce type de gisement se
rencontre aux environs d’Antsirabé (figure 24), d’Antananarivo ou encore de Beforona (figure
25). Les caractéristiques détaillées des indices à corindon définis par Lacroix sont reportées
dans le tableau 3 et les indices sont situés sur la figure 23.
Figure 24 : Carte des indices à corindon du Sud-Est d’Antsirabé (Lacroix, 1922)
22
IV-1-2 : LES ROCHES FELDSPATHIQUES
Dans ce type de roche, les corindons sont plus purs que dans les micaschistes
(translucides) et souvent mieux cristallisés. Les couleurs observées varient du gris, rosé,
rouge, bleuâtre à violacé. Les cristaux présentent les deux types de formes cristallines (type I
et II). La roche se présente sous la forme de filons ou de veinules intrusifs dans les encaissants
micaschisteux. Sa matrice est principalement composée de microcline de telle sorte qu’il
pourrait s’agir d’une véritable microclinite. Elle est accompagnée d’aiguilles de sillimanite, de
paillettes de biotite, de petits cristaux de corindon, de zircon et de magnétite. Le quartz y est
généralement absent. Ce type de gisement se rencontre dans les mêmes environnements que
les gisements de type micaschistes. A leur contact, les micaschistes sont très feldspathisés et
la foliation s’estompe car les micas disparaissent. La microclinisation est restreinte au contact
filon de microclinite-micaschiste.
Figure 25 : Carte des indices à corindon de la région de Beforona (Lacroix, 1922)
23
IV-1-3 : LES « PEGMATITES ET LES SYENITES »
Lacroix identifie aussi des « pegmatites et des syénites » dans la description des
gisements associés aux veines feldspathiques (Lacroix, 1922). Pour le gisement
d’Ambatofotsy, il mentionne l’existence d’une « aplite syénitique à muscovite et à petit grains
de corindon rouge jouant le rôle du quartz ». Pour le gisement d’Ambodilaza, il cite la
présence d’une « pegmatite un peu quartzifère renfermant du rubis, du grenat et de la
biotite ». Dans ce même gisement, les corindons sont aussi présents dans des « syénites
endomorphes à orthose nacrée». Encore une fois, les gisements correspondant aux pegmatites
et aux syénites sont les mêmes que ceux mentionnés pour les gisements à micaschistes. Le
quartz disparaît et le feldspath potassique prédomine. Il s’agit vraisemblablement de roches
métasomatiques.
Réflexion sur les 3 premiers types de gisements primaires
Nous avons vu que ces micaschistes ont été métamorphisés par l’intrusion d’un granite
auquel sont associés des pegmatites. A leur contact, d’importantes transformations chimiques
ont eu lieu. D’une part, le quartz est dissous et toute la silice libre du magma granitique a été
combinée à l’alumine provenant du micaschiste pour donner de la sillimanite et des
feldspaths. Dans ce cas, l’excès d’alumine peut cristalliser sous forme de corindon. Ensuite
une circulation métasomatique alcaline a feldspathisé l’ensemble des formations filoniennes
ainsi que les micaschistes situés à leur contact. La silice y est aussi évacuée permettant la
précipitation du corindon à l’intérieur de ces micaschistes feldspathisés. Ces veines
feldspathiques riches en microcline sont alors identifiées par Lacroix comme étant des
« syénites ». Les pegmatites mentionnées, ne sont autres que ces mêmes veines intrusives,
partiellement déquartzifiés et contenant des grenats, micas et autres silicates. Ces trois faciès
à corindon peuvent donc être réunis dans un même type de gisement que la nomenclature
actuelle qualifierait de gisement métamorphique de type métasomatique par transformation
d’une pegmatite en microclinite à corindon.
IV-1-4 : LES GNEISS
A plusieurs reprises, Lacroix parle de gisements à corindons développés dans des
gneiss (Lacroix, 1922). Cependant, à aucun moment il ne les décrits de façon significative. Le
nom de la roche est cité, mais le contexte de formation de ces corindons « gneissiques », ne
permet pas de l’attribuer à ce type de gisement. En effet, il parle d’alluvions d’origine
gneissique, sans toutefois en prouver l’existence. Ensuite, Lacroix parle d’un filon « de quartz
à tourmaline, magnétite, spinelle et sillimanite » qui traverse les gneiss d’Ampasimainty au
sud de Betroka. Les corindons y sont présents en inclusion dans la magnétite. La magnétite
étant elle-même présente uniquement dans le filon quartzeux, les corindons ne cristallisent
donc pas dans le gneiss directement. Enfin, il cite la présence de corindons centimétriques en
phénoblastes dans des gneiss feldspathiques à sillimanite pour le gisement d’Ambodilaza. Or
ce gisement est cité dans celui des micaschistes métamorphisés (charnockitiques). Il se
pourrait donc que ces « gneiss », ne soient rien d’autre que des micaschistes partiellement
feldspathisés par l’intrusion d’une veine pegmatitique, ce qui justifierait l’aspect gneissique
en fait utilisé pour indiquer une feldspathisation et une disparition progressive de la foliation.
En somme, il semble qu’aucun gisement à corindon dans les gneiss au sens strict, ne
soit bien défini par Lacroix.
24
IV-1-5 : ROCHE A SPINELLE ET CORINDON
La description de cette roche est peu développée par Lacroix. Néanmoins il s’agit
d’une roche de couleur sombre composée de gros grains de spinelle vert-noir, de grande
lamelle verte de clinochlore, de cristaux de corindon gris-bleu et de tourmaline brune. La
présence de cavités tapissées de petits cristaux d’hydrargillite suppose la présence antérieure
de feldspath. Lacroix lui a donné le nom de « pléonastite ». Ce gisement se trouve à 1 Km à
l’Est d’Antohidrano, sur la Sahanangary, affluent de droite de l’Ivoloina. Cette paragénèse ne
nous permet pas de l’attribuer à un type de gisement à corindon connu.
IV-1-6 : LES SAKENITES
Ce type de roche a été défini par Lacroix suite à sa découverte aux environs de Sakeny
(prés de Ihosy), dans le sud de Madagascar (Lacroix, 1939). Cette roche peut contenir du
corindon blanc à jaunâtre, dont les formes cristallines semblent être celle du type II.
Généralement, ils n’ont aucune forme géométrique, ce qui rend difficile leur identification. La
sakénite se présente sous forme de bancs, dont le principal est d’épaisseur décamétrique,
orienté Nord-Sud et sur une extension de 5 Km. Le banc est intercalé dans des paragneiss
riches en minéraux alumineux (sillimanite, cordiérite, grenat almandin) et associé à des lits
d’amphibolites et de pyroxénites. Sa composition est proche d’une « anorthosite ». Les
grandes plages de plagioclase sont associées à des minéraux alumineux et magnésiens comme
le corindon, le spinelle et la saphirine. La sakénite peut contenir également du pyroxène ou
de l’amphibole et de la phlogopite. D’aspect extérieur, elle est de couleur blanche tachetée
avec de petits cristaux colorés comme le corindon ou la saphirine. La teneur en corindon est
variable dans les bancs de sakénite, au point d’observer parfois de véritables « corindonites ».
Ce type de gisement, nous fait fortement penser aux gisements actuels de l’Oural ou
de Californie, où ils ont été définis sous le nom de plumasites (Lawson, 1903). Il s’agit de
filons de pegmatites recoupant des roches ultramafiques. Par réaction métasomatique au
contact de ces deux roches et sous la circulation d’un fluide, la pegmatite est transformée en
plagioclasite à phlogopite et corindon.
IV-1-6 : LES « CORINDONITES »
Les corindonites de Sakény sont à anorthose et corindon (Lacroix, 1939). Le corindon
forme une roche massive amorphe plus ou moins associée aux feldspaths.
Dans la rivière de Sahamaloto, la corindonite est décrite sous la forme de gros galets
roulés de plusieurs kilogrammes (Lacroix, 1922). La roche est de couleur grise à rosée,
tachetée de quelques spinelles noirs, tourmalines, sillimanites et muscovites. D’autres régions
à corindonites sont citées comme celles de Vatomandry ou de la Saka.
25
IV-2 : LES GISEMENTS SECONDAIRES
IV-2-1 : ELUVIONS ET ALLUVIONS D’ORIGINE METAMORPHIQUE
Lacroix distingue les alluvions d’origine « granitique-gneissique », des autres
alluvions d’origine métamorphique (Lacroix, 1922). Pour les alluvions d’origine « granitique-
gneissique », il ne décrit aucune paragénèse qui permette de justifier cette origine. Il signale
seulement la présence de grenat associé aux alluvions prés de la région de Morarano et de
topaze-cymophane près d’Ifempina. Dans ce type d’alluvions, Lacroix décrit la présence de
rubis et de saphir, de transparence varié et de type I. Les gisements se situent principalement
aux environs d’Antananarivo, d’Ihosy et de Békily. Les gisements sont détaillés dans le
tableau 2 et 3 et ils sont reportés sur la figure 23.
Les gisements secondaires associés aux micaschistes se trouvent dans des placers ou
des rivières situés à proximité des gisements cités précédemment, à savoir le Sud-Est
d’Antsirabé, de Vatomandry et d’Antananarivo. Les cristaux ont les mêmes couleurs (gris,
rose, violacé, rouge) et les mêmes associations minéralogiques (mica, microcline et parfois
disthène).
IV-2-2 : ELUVIONS ET ALLUVIONS D’ORIGINE MAGMATIQUE
Lacroix cite des gisements issus d’alluvions basaltiques au pied de monts volcaniques
comme ceux de l’Ankaratra ou dans les scories basaltiques du massif de l’Ambre (Lacroix,
1922). Les cristaux y sont décrit comme généralement de grande taille et de couleur bleu
foncé. Des rubis ont aussi été trouvés à Andriankely (Sud Est de l’Ankaratra). La liste des
gisements est synthétisée dans le tableau 4 et ils sont reportés dans la figure 23.
CONCLUSION
Les indices à corindon d’origine primaire décrit par Lacroix, s’ajoutent à la
classification lithologique établie à partir des gisements actuels de Madagascar (tableau 5). Il
s’agit de micaschistes métamorphisés par l’intrusion d’une pegmatite, puis métasomatisés en
véritable microclinite à corindon. Presque cent ans après les descriptions de Lacroix, ce type
d’indice à corindon est encore aujourd’hui, pratiquement inconnu à Madagascar en terme
d’étude géologique et d’exploitation …
26
Lieux
Ville proche,
région
Type de gisement
Caractéristique
Ankazondrano
Vohitromby
Anjomakely
Menatratra
Ambatomitely
Vohitrambo
Bilisy
Ambohimanarivo
Ambohimilemaka
Bemasoandro
Vatondrangy
Rafanjaka
Tsinjoarivo
Belanitra
Entre Amparihimena et le
Mont Vohitrakanga, le mont
Antandrokomby
Antsirabé
Sud Est
Nord Est
Sud
Charnockite
Violacé, type II et I, pierreux à
translucides, gris, rouge violacé, rouge
rubis. Millimétrique, le plus souvent
centimétrique et rarement
décimétrique.
Ambohimandroso Tananarive
Ifempina Type I, gris, bleu, rouge et rosé
Tsiombe Ambovombe Pierreux et transparent, type I et de
grande taille. Rubis gemme
Ambodilaza Tamatave
Iaroka,
Beforona
Ambatofotsy
Ambodilaingo
Vatomandry
Rouge, violet
Ambinanimandala 40 km ouest de
Tamatave
Type I et II, bleuâtre, rouge,
translucide, pierreux et transparent, de
grande taille.
Sahavorovoko Anosibé
Tsingilo Moramanga Rosé et de grande taille.
Masse Bleus et rosés translucide.
Manantsarana
Sud Est
d’Antsirabé
Alluvions
« charnockitiques »
Rouges
Mananadabo
Sahandrambo
Ambalavia
Marolambo
Saka
Vatomandry
Tsarafasina Gris, rouge, rosé
Tableau 3 : Localisation et caractéristiques des indices à corindon cités par Lacroix, pour
les gisements de type métamorphique (associés aux charnockites) primaires et secondaires.
Type I : isoscéloédrie (dipyramidal ou en tonnelet) et type II : prisme hexagonal aplati.
27
Lieux
Ville proche, région Type de gisement
Caractéristique
Nosy Mitsio
Alluvions
« magmatiques »
saphir foncé de grande
taille
Lac Mahery Massif de l’Ambre
Andranomadio
Sud Est de l’Ankaratra
rubis
Andriankely Rubis et saphir
Ianaborona-Ampitanfika
Vohimena
Ambatotsipihina
Maroparasy
Sambaina
Ambohimandroso
Ambohibetazana
Ambatongoaika
Tamponkalamita
Iankiana
Saphir foncé
Vontovorona
Gemme. Vert clair et bleu
Mahanoro Vert, bleu pâle et rosé
Belambo Incolore, vert, bleu pâle
et rosé, gemme
Ouest de Mahanoro Rouge, orangé, violet,
vert, bleu, gemme
Andranofito Rouge
Ambohidrabiby Nord de tananarive
Alluvions « gneissiques
et granitiques »
Rubis et saphir
Foret de Betsatsaka Tsinjoarivo
Ambalaranoakarina Morarano
Sud d’Andranofito Rubis
Iannatonana-
Ramainandro
Saphir
Vinaninony
Sandranapana Vohimirafy
Tsarafasina Mont Fody-Anjiro Gris-brunâtre translucide
Bedinta Ihosy
Andranofito
Ampanihy
Benenitra
Bekily ? Type II, rosé et bleuâtre
Antohidrano Ivoloina ? Gris tacheté de bleu
Sakény Ihosy Plumasite-Sakénite Type II ?, jaune, blanc,
incolore, rubis gemme
Tableau 4 : Localisation et caractéristiques des indices à corindon cités par Lacroix, pour les
gisements de type secondaires (magmatique, gneissique et granitique) et de type plumasite.
Type I : Isoscéloédrie (dipyramidal ou en tonnelet) et type II : prisme hexagonal aplati.
28
TYPE DE
GISEMENT
PARAGENESE
HABITUS DES
CORINDONS
COULEUR
PROCESSUS DE GENESE
GISEMENTS TYPE
Basalte alcalin
clinopyroxène,
amphibole
(pyroxénite)
Prisme hexagonal
tabulaire court
Rouge, rose, rouge
violacé, jaunâtre
Xénocristaux métamorphiques
ramenées à la surface par les
basaltes.
Soamiakatra
Sakénite (plumasite)
Anorthite, spinelle,
saphirine, amphibole,
pyroxène
Prisme hexagonal
aplati
Blanc, jaune, incolore
Réaction métasomatique entre
une roche de formation
gneissique et mafique à
ultramafique.
Sakény
Skarn
Pyroxène, phlogopite,
spinelle, scapolite,
plagioclase, hibonite
Dipyramidal en
barillet, prisme
hexagonal, prisme
court pyramidal
Bleu clair à foncé,
violet.
Intrusion pegmatitique +
métasomatose dans des marbres
Andranondambo
Gneiss
Orthose, plagioclase,
biotite, sillimanite,
grenat, spinelle
Hexagone, tonnelet,
prisme aplati
Rose, violet, brun,
orangé, bleu, gris,
incolore, vert et rouge
Circulation fluide
métasomatique, percolant les
gneiss dans des zones de
cisaillement.
Sahambano, Zazafotsy
Amphibolite et
pyroxénite
Hornblende,
plagioclase, spinelle,
phlogopite, (grenat,
saphirine, staurotide)
Tabulaire
Rouge à rose
Complexe basique (gabbros)
métamorphisé dans le faciès
granulite T=800°C et P=10kbars.
Vohibory
Micaschiste en
domaine
« charnockitique »
Biotite, microcline,
sillimanite (grenat,
muscovite, zircon,
magnétite)
Isoscéloédrie, prime
hexagonal court.
Violacé, gris, rouge
Intrusion pegmatitique +
métasomatose dans des
micaschistes.
Anjomakely, Beforona
Tableau 5 : synthèse des différents types de gisement primaire à corindon malgache
29
Références bibliographiques :
ANDREOLI M.A.G. (1984) Petrochemistry, tectonic evolution and metasomatic
mineralizations of Mozambique belt granulites from Malawi and Tete (Mozambique).
Precambrian Research. 25, 161-186.
ANDRIANAMAROFAHATRA et DE LA BOISSE (1986) Première datation sur zircons du
métamorphisme granulitique dans le sud-Est de Madagascar. Résumé 11 ème réunion des
Sciences de la terre, Clermont-Ferrand.
BESAIRIE H. (1956) Carte géologique au 1/200000 de Sakoa-Benenitra (2ème
édition)
BESAIRIE H. (1966) Les gîtes à minéraux de Madagascar. Ann.Géol.Mad.Fasc.XXXIV,
Tananarive Imprimerie Nationale.
BESAIRIE H. (1972) Sols du socle ancien à Madagascar. Précis de géologie Malgache.
Fascicule XXXVI, Tananarive Imprimerie Nationale.
BRICE J.C. (1986) Crystal Growth Processes. Blackie & Son, Ldt, Glasgow.
BUTCHER J. & WHITE E.A.D. (1964) A study of the hydrothermal growth of ruby.
Mineral.Mag. 33, 96-98.
CESBRON F., LEBRUN P., LE CLEAC'H J.M., NOTARI F., GROBON C. & DEVILLE J.
(2002) Corindons et spinelles. Minéraux et Fossiles, hors série 15, 104 p.
FORESTIER F. (1993) Histoire de l’un des gisements de gemmes les plus anciennement
connu d’Europe occidentale : saphirs, grenats et hyacinthes du Puy en Velay (43). Cahiers de
la Haute Loire.
FRITSCH E. ET ROSSMAN G.R (1999) L’origine de la couleur chez les gemmes, 1ère
partie. Revue de gemmologie a.f.g., 137, 17-23.
GARNIER V. (2000) Rapport sur le placer d’Ilakaka pour la société IGM, Madagascar.
GARNIER V., GIULIANI G. et OHNENSTETTER D. (2001) South-East Asian marble
hosted ruby deposits. EUG XI, Strasbourg 812 Avril 2001, Terra Abstracts.
GARNIER V. (2003) Les gisements de rubis associés aux marbres de l’Asie centrale et du
Sud Est : genèse et caractérisation isotopique. Thèse, INPL Nancy.
GARNIER V., OHNENSTETTER D., GIULIANI G. SCHWARZ D. (2004) Les gisements
de corindon: classification et genèse. Le Règne Minéral, 55, 7-47.
GENIS (2005) Rapaport news du 31/03/05. http://www.Diamond.net.
GONTHIER E. (1997) Les saphirs du nord de Madagascar. Revue de gemmologie, 132, 14-
17.
GREW E.S., DRUGOVA G.M. & LESKOVA N.V., (1989) Högbomite from the Aldan shield,
Eastern Siberia, USSR. Mineralogical Magazine, 53, 376-379.
30
GUBELIN E.J. & KOIVULA J.I. (1991) Myanmar and its gems, an update. Journal of
gemmology, 24, 136-155.
INTERNET : http://www. gggems.com/special_ilakaka.htm
JACKSON B. (1984) Sapphire from Loch Roag, Isle of lewis, Scotland. Journal of
gemmology, 19, 901-902.
KERRICH R., KAMMERLING R.C., SCARRATT K;, BOSSHART G., JOBBINS E.A.,
KANE R.E., FYFE W.S., BARNETT R.L., BLAIR B.B. ET WILLIMORE L.M. (1987)
Corundum, Cr-muscovite rocks at O’Briens, Zimbabwe: the conjunction of hydrothermal
desilicification and LIL-element enrichment-geochemical and isotopic evidence.
Contributions to Mineralogy and petrology, 95, 481-498.
KAMMERLING R.C., SCARRATT K., BOSSHART G., JOBBINS E.A., KANE R.E.,
GUBERLIN E.J.&LEVINSONA.A.(1994) Myanmar and its gems – an update. Journal of
Gemmology, 24, 3-40.
KIEFERT L., SCHMETZER K., KRZEMNICKI M.S., BERNHARDT H.J. ET HANNI H.A.
(1996) Sapphires from Andranondambo area, Madagascar. Journal of Gemmology, 25, 185-
209.
HUGHES R.W. (1997) Ruby and sapphire. RWH publishing, Boulder, Colorado, U.S.A.
LACROIX A. (1922) Minéralogie de Madagascar, tome 1. A. Challamel (Ed.), Paris.
LACROIX A. (1922) Minéralogie de Madagascar, tome 2. A. Challamel (Ed.), Paris.
LACROIX A. (1939) Plagioclasites a minéraux magnésiens et alumineux : sakénites.
Comptes Rendu de l’Académie des Sciences, 209, 27-37.
LAWSON A.C. (1903) Plumasite, an oligoclase corundum rock, near Spanish Peak.
California University Publications in Geological Sciences, 3, 219-229.
MERCIER A., RAKOTONDRAZAFY M., RAVOLOMIANDRINARIVO B. (1999) Ruby
mineralization in Southwest Madagascar. Gondwana Research, 2, 233 - 438.
NICOLLET C. (1986) Saphirine et staurotide riche en magnésium et chrome dans les
amphibolites et anorthosites à corindon du Vohibory Sud, Madagascar. Bull. Minéral., 109,
599-612.
NOIZET G. (1958) Carte géologique au 1/200000 de Ampanihy-Bekily (2ème
édition).
PAQUETTE J.L., NEDELEC A., MOINE B., and RAKOTONDRAZAFY M.
(1994) U/Pb single zircon Pb-evaporation, and Sm-Nd isotopic study of a granulite domain in
SE Madagascar. Journal of Geology, 102, 523-538.
PEZZOTTA F. (2002) Madagascar a mineral land gemstone paradise. Extralapis english
edition, London.
31
RAKOTONDRAZAFY M.A.F (1995) La Hibonite du S.E. de Madagascar-caractère et
modalites de formation dans les skarns a thorianite du facies granulite. These, université
d’Antanarivo.
RAKOTONDRAZAFY M.A.F., MOINE B. & CUNEY M. (1996) Mode of formation of
hibonite (CaAl12019) within the U-Th skarns from the granulites of S-E Madagascar.
Contributions to Mineralogy and Petrology, 123, 190-201.
RAKOTOSAMIZANANY S. (2003) Les gisements de rubis de Soamiakatra : caractères
mineralogiques-gemmologiques-conditions de formation. Mémoire de DEA, université d’
Antananarivo.
RAMAMBAZAFY A. (1998) Granites et fluides en relation avec les skarns à thorianite dans
les granulites du S.E. de Madagascar. Thèse, université de Toulouse III.
RAMAMBAZAFY A., MOINE B., RAKOTONDRAZAFY.M., CUNET M. (1998)
Signification des fluides carboniques dans les granulites et les skarns du Sud Est de
madagascar. Compte rendu de l’académie des sciences de Paris, 327, 743-748.
SANTOSH M. et COLLINS A.S. (2003) Gemstone mineralization in the Palghat-Cauvery
Shear zone system (Karur-Kangayam belt), Southern India. Gondwana Research, 6, No.4,
911-918.
SCHREYER W., WERDING G. et ABRAHAM K. (1981) Corundum-fuschite rocks in
greenstone belts of Southern Africa: Petrology, Geochemisrty and possible origin. Journal of
Petrology, 22, 191-231.
SCHWARZ D., PETSCH E.J. & KANIS J. (1996) Sapphires from the Andranondambo
Region, Madagascar. Gems & Gemology, 32, 80-99.
SCHWARZ D., KANIS J. & SCHMETZER K. (2000) Sapphires from Antsiranana Province,
Northern Madagascar. Gems & Gemology, 36, 216-233.
SCHWARZ D. & SCHMETZER K. (2001) Rubies from the Vatomandry area eastern
Madagascar. Journal of gemmology, vol. 27, 409-416.
SILVA K.K.M.W. & SIRIWARDENA C.H.E.R. (1998) Geology and the origin of the
corundum-bering skarn at Bakamuna, Sri Lanka. Mineralium Deposita, 23, 186-190.
SIMONET C. (2000) Géologie des gisements de saphir et de rubis. L’exemple de la John Saul
mine, Mangare, Kenya. Thèse, université de Nantes.
SPIRIDONOV E.M. (1998) Gemstone deposits of the former Soviet Union. Journal of
Gemmology, 26(2), 11-124.
SUPERCHI M., DOMINI A., MUZZILOI D., ROMAN E. (1997) Sapphire occurrences at
Ambondromifehy on the Antsiranana province, North Madagascar. 26th International
Gemmological Conference, Idar-Oberstein, Abstract Volume.
32
SUTHERLAND F.L., SCHWARZ D., JOBBINS E.A., COENRAADS R.R., WEBB G.
(1998b) Distinctive gem corundum suites from discrete basalt fields: A comparative study of
Barrington, Australia, and West Pailin, Cambodia, gemfields. Journal of gemmology, 26,
No.2, 65-85.
SUTHERLAND F.L. (1996) Alkaline rocks and gemstones, Australia. Australian Journal of
Earth Sciences, 43, 323-343.
WIT M.J., (2003) Madagascar, heads it’s a continent, tails it’s an island. Annu. Rev. Earth.
Planet. Sci, 31, 213-248.