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Minéraux indicateurs et diamants

Dossier - Les diamants, rares et envoûtants
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Le diamant, qui nous est offert par la Terre, fascine l'Homme depuis des milliers d’années. Sa formule chimique est aussi simple que possible, pourtant cette pierre transparente, colorée et mythique est pourvue de propriétés exceptionnelles…

  
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Les minéraux indicateurs sont beaucoup plus abondants dans la kimberlite que ne l'est le diamant. Ils résistent à l'érosion et se distinguent tant à l'œil nu que par leur composition chimique.

Les minéraux indicateurs sont récupérés dans la fraction de sable moyen à grossier des sédiments et analysés par microsonde électronique pour confirmer leur identification.

Quels sont les minéraux indicateurs ? Ici, une hache néolithique en éclogite (muséum de Toulouse). © Didier Descouens, CC by-sa 3.0

Minéraux indicateurs de kimberlites

Les minéraux indicateurs de kimberlites sont :

  • L'ilménite magnésienne : noire, fracture conchoïdale. L'ilménite est présente dans de nombreuses roches archéennes ainsi que dans la kimberlite. Les ilménites dans les kimberlites se distinguent des autres par leur teneur élevée en MgO, supérieure à 4 % en poids. Chaque kimberlite se distingue par sa signature de Cr2O3 en fonction de MgO.
Mg ilmenite. © gsc.nrcan.gc.ca
  • Le grenat pyrope chromifère : couleur pourpre, auréole kélyphitique. Les grenats harzburgitiques subalcalins sont associés aux kimberlites diamantifères. On peut les différencier des autres grenats lherzolitiques, harzburgitiques ou dunitiques en traçant le graphique de CaO en fonction de Cr2O3. La diagonale qui sépare les grenats lherzolitiques des grenats harzburgitiques est la ligne de 85 % définie par Gurney (1984).
Pyrope chromifère. © gsc.nrcan.gc.ca
  • Le grenat éclogitique : orange-rouge.
Éclogite et grenat. © C. König
  • Le diopside chromifère : vert pâle à émeraude. Le diopside riche en Cr (> 0,5 % en poids de Cr2O3) se distingue par sa couleur verte. Il indique la présence de kimberlite sans toutefois informer sur la présence de diamants.
Diopside chromifère. © gsc.nrcan.gc.ca
  • L'olivine très magnésienne : jaune-vert pâle.
Olivine forsterite péridot. © www.fabreminerals.com, Fabre Minerals photo
  • La chromite : noir rougeâtre ; cristal irrégulier à octaédrique. La chromite associée aux diamants à une teneur élevée en Cr2O3 (> 60 % en poids) et une teneur élevée (12-16 % en poids) en MgO.

  • La pérovskite.
Pérovskite. © www.fabreminerals.com, Fabre Minerals photo
  • Le niobotantalite.

Minéraux indicateurs de lamproïtes

Les minéraux indicateurs de lamproïtes sont un peu différents de ceux des kimberlites. Selon Fipke et al. (1995) :

  • l'ilménite magnésienne ;
  • l'ilménite manganésienne chromifère ;
  • le zircon faible en uranium et en thorium ;
  • l'enstatite magnésienne et faible en FeO, Al2O3, CaO, Na2O ;
  • le diopside chromifère potassique ;
  • le corindon titanifère ou chromifère ;
  • le rutile riche en niobium ;
  • les tourmalines riches en K2O et en TiO2.
Rutile. ©www.fabreminerals.com,Fabre Minerals photo

Autant pour les kimberlites que pour les lamproïtes, les minéraux indicateurs doivent présenter une composition chimique précise reflétant les conditions de pression, de température et d'oxydoréduction qui prévalent lors de la formation du diamant. Il est donc important d'analyser chimiquement le plus grand nombre de minéraux indicateurs possibles afin de s'assurer que plusieurs grains possèdent la bonne composition chimique. Ceci engendre des coûts importants d'analyse et d'interprétation des résultats.

Minéraux traceurs

La méthode des minéraux traceurs est la plus employée en exploration, surtout lors des premières étapes, bien avant les méthodes géophysiques. Utilisée pour la première fois en 1902 pour la cheminée « Premier », en Afrique du Sud, la méthode des minéraux libérés dans l'environnement secondaire (sols, ruisseaux, rivières...) consiste à rechercher des minéraux caractéristiques associés aux kimberlites diamantifères et à remonter à leur source (Bari, H. , 2001).