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Minéraux : phosphorescence et fluorescence

Dossier - Les clés de l'identification des minéraux
DossierClassé sous :géologie , Terre , minéraux

Apprenez à reconnaître les minéraux grâce à leurs propriétés physiques et chimiques. La couleur, la transparence, l’éclat ou la dureté sont des indices essentiels pour identifier les gemmes, du quartz au diamant en passant par les pierres précieuses.

  
DossiersLes clés de l'identification des minéraux
 

Certains minéraux sont phosphorescents. Si on les expose à la lumière pendant un certain temps et qu'ensuite on les place immédiatement dans l'obscurité, ils émettent une lumière colorée, qui s'éteint progressivement.

Comment fonctionnent la phosphorescence et la fluorescence chez les minéraux ? Ici, cristaux de scheelite sous ultraviolets (UV). © Parent Géry, CCO

Les plus fameux cas de phosphorescence concernent le rubis de Birmanie (rouge avec une phosphorescence en rouge) et le diamant bleu « Hope » (bleu avec une phosphorescence en rouge).

Les minéraux phosphorescents présentent des couleurs inattendues quand ils ne sont pas exposés à la lumière. © Dunod, DR

Une émission de lumière

Exemples de fluorescences sur l'image ci-dessus : en haut, granite à autunite (Saint-Symphorien-de-Marmagne, Saône-et-Loire) et cristaux de torbernite sur quartz (Entraygues-sur-Truyère, Aveyron) ; en bas, calcite avec sphalérite (Huanzala, Pérou). Les minéraux sont exposés à la lumière naturelle (à gauche), aux ultraviolets (UV) « longs » (au milieu) et aux UV « courts » (à droite). Notez les différences de réaction aux deux types d'UV suivant les espèces. Sur la torbernite, la fluorescence orange est due à la phosphuranylite, de formule KCa(H3O)3(UO2)7(PO4)4O4•8(H2O), peu visible en lumière naturelle.

La fluorescence est aussi une émission de lumière comme la phosphorescence, mais elle ne se produit que lorsque le minéral est exposé à un rayonnement. La plus commune est la fluorescence induite par ultraviolets, de courte, moyenne ou de grande longueur d'onde. Sous l'action de ces rayonnements, certains minéraux riches en ions uranyle (comme l'autunite), en composés organiques (pétrole, apatites, opale, gypse, calcite et aragonites sédimentaires riches en composés organiques), en terres rares (sodalite, fluorine, phlogopite, scheelite, talc) ou en zinc (sphalérite et smithsonite) sont souvent fluorescents.