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Minais Gerais, Brésil, septembre 2008. Non loin de l’entrée d’une mine, quelques hommes fouinent dans un tas de pierres. L’un d’entre eux, le Pr Jacques Cassedanne, s’occupe intensivement de la géologie locale depuis plus de quarante ans ; les trois autres sont en visite éclair dans cette région brésilienne.

Le Dr Frédéric Hatert de l’Université de Liège, Simon Philippo, administrateur du département géologique et minéralogique du musée d’histoire naturelle de Luxembourg, et Maxime Baijot, doctorant en géologie, fouillent pendant deux semaines des déchets miniers et même les fosses à la recherche de pierres intéressantes.

A la recherche de pierres intéressantes

Les exploitants des mines fouillent la pegmatite (voir info box), un type de pierre très fréquent dans cette province, pour y trouver des pierres précieuses. Philippo et ses collègues sont en revanche à la recherche de minéraux de phosphate contenus dans le rocher.

« La pegmatite de Minas Gerais présente une forme allongée et arrondie », explique Philippo. « De plus, la pierre se répartit, en vue de coupe, en différentes zones : le noyau se compose souvent principalement de quartz et est entouré de minéraux de lithium.

Le manteau extérieur se compose de différents types de feldspath. Dans la pegmatite de Minas Gerais, cette couche est par ailleurs enrichie de minéraux de phosphate. »

C’est précisément ces deux familles de minéraux et  leurs corrélations réciproques que Maxime Baijot étudie pour sa thèse de doctorat, une thématique qui n’a jusqu’à présent été traité que partiellement.

Utilité pour la fabrication du métal et du verre

L’intérêt de ce thème ne se limite cependant pas au point de vue scientifique, car il peut également s’avérer utile pour la fabrication du métal ou du verre, car là aussi la connaissance des processus de fonte et de refroidissement des minéraux est essentielle.

À l’aide des méthodes les plus diverses, Baijot a su tiré de nombreuses informations concernant les processus qui influencent la constitution du minéral de phosphate dans les pegmatites. Mais c’est un petit minéral de phosphate rouge avec une bordure brun-verte qui déconcerta les scientifiques.

Le prélèvement fut soumis à une autre méthode d’analyse plus puissante : à l’aide d’une microsonde à électrons, les chercheurs ont réussi non seulement à  établir quels éléments chimiques composent le minéral, mais aussi à déterminer dans quelles quantités les diverses substances y sont présentes.  

Un tout nouveau minéral !

Le résultat fit battre la chamade dans les cœurs de nos chercheurs : ils venaient de découvrir un minéral inconnu à ce jour. C’est la bordure qui entoure le minéral frondelite rouge qui est nouveau – le minéral brun-vert fut officiellement baptisé Qingheiite-(Fe2+).

Sa découverte offre non seulement l’honneur aux scientifiques, mais elle accroît la valeur scientifique de la collection du musée d‘histoire naturelle : toute personne souhaitant étudier la lamelle translucide doit dorénavant s’adresser soit à Monsieur Philippo, soit à l’Université de Liège.

Auteur: Liza Glesener

Photo: ©MNHN

Infobox

Du magma aux minéraux

Lorsque le magma refroidit, il se solidifie. Ainsi se forment des minéraux à partir desquels se forme une roche à son tour. Chaque minéral présente sa propre composition chimique et sa structure de cristal personnelle.

Un même magma forme donc de nombreux minéraux différents, car les substances chimiques sont distribuées (réparties) aléatoirement, et le magma ne refroidit pas non plus partout de la même manière. Les modifications de température, de pression ou de teneur en eau exercent toutes une influence.

Méthodes d’analyse des minéraux

L’examen d’un morceau de roche finement poli (épaisseur d’à peine 30 µm) à l’aide d’une loupe et d’un microscope spécial permet souvent d’attribuer les minéraux à une famille.

L’étape suivante consiste à procéder à une analyse de la structure du cristal. C’est ici que des prélèvements de la roche sont bombardés à l’aide de rayons X. Selon la structure du cristal, celui-ci est plus ou moins fortement plié lors de l’impact.  

L’échantillon observé permet un calcul précis de la structure du cristal pour chaque minéral ainsi que la définition de ses éléments chimiques.

Quel est le rapport entre la fabrication de verre et les minéraux de phosphate ?

La famille des minéraux de phosphate comprend plus de 500 types différents (connus à ce jour). Les minéraux de phosphate réagissent, d’un point de vue géologique, de manière très sensible aux modifications dans leur environnement.  

En pratique, cela signifie que le géologue peut attribuer à chaque minéral de phosphate les conditions de pression, de température et d’oxygène nécessaires à sa création.  

Inversement, ces connaissances peuvent être utilisées dans l‘industrie. Si un fabricant de verre veut par exemple travailler avec des matières telles que le fer, l’aluminium et le phosphate, il doit savoir dans quelles conditions extérieures ceux-ci se réunissent pour former le minéral de phosphate triphylite.

En effet, le triphylite est noir et opaque. Dans certaines conditions, sa présence signifie donc un verre ruiné.

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