DOSSIER : OPALES, LES GISEMENTS D'ETHIOPIE | |
par François MAZZERO
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![]() Merveilles de Yowah en Australie bois fossile opalisé (5 cm de long), Yowah nut et boulder noire. L'Australie et le Mexique sont les principaux pays producteurs d'opale précieuse. La découverte récente d'un important gisement en Ethiopie relance l'intérêt pour cette gemme aux feux colorés uniques. Elle éclaire également une énigme historique. L'opale, SiO2.nH2O, est un minéral très répandu sur la planète. Mais seule une partie infime accède au rang de gemme, par la présence d'un jeu de couleurs (opale noble) ou par la coloration de sa base (opale de feu). La découverte des gisements d'opale et leur exploitation sont très anciennes. Les textes historiques grecs et latins mentionnent cette gemme et le mot usité de nos jours viendrait du Sanscrit upala. En ces temps reculés la taille du diamant, sans doute inconnue, cédait en facilité au polissage de l'opale. En fait il aurait suffit de briser un nodule d'opale rhyolitique pour que les couleurs jaillissant des éclats éparpillés attirent l'œil qui voit et captent l'esprit qui cherche! Dans une caverne au Kenya, Louis Leakey, le célèbre anthropologue, découvrit les premiers artéfacts d'opale connus, datant de 6000 ans. De quel endroit venaient ces opales? Ce fait, relaté par Fred Ward (1) dans son ouvrage intitulé " Opals " est de plus en plus souvent cité dans les publications traitant de cette gemme... notamment sur internet . Voulant trouver la source de cette information en me servant du net justement, par une grande boucle arachnoïde, je suis revenu au mystère du départ : " As the opals in a cave ". " Comme les opales dans une caverne " : c'est une des métaphores de secret ( le concept émotionnel ) donnée par un enfant de 9 ans (2). Les opales découvertes dans cet habitat proto-historique en Afrique servaient-elles comme l'obsidienne à faire des outils tranchants ou bien constituaient-elles des éléments de parures, ou des objets rituels, et provenaient-elles d'Ethiopie ? Il faudra revenir aux publications originales de Louis Leakey (3). |
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![]() Travail à la mine sur Yita Ridge, Menz Gishe district, Showa Province, Ethiopie. Gisement et propriétés gemmologiques Deux types de gisements recèlent la majorité de l'opale gemme : sédimentaires, c'est le cas de l'Australie ; et volcaniques, c'est le cas du Mexique de l'Oregon ou de l'Idaho. Le gisement d'Ethiopie est de type volcanique. Il se situe à environ 250 km au nord-est de Addis Ababa. A l'heure actuelle le nombre de mines en activité varie de 6 à 9. Les nodules d'opale se trouvent dans une couche de tuf d'environ 3 mètres d'épaisseur entre des couches de rhyolite . La séquence complète de roches volcaniques date du Miocène ( 8 à 27 millions d'années) et fait de 300 à 400 m d'épaisseur. Le diamètre des nodules varie de 1 cm à près de 20 cm, la taille moyenne est de 5 cm. La densité de l'opale varie de 1.35 à 2.08, les pierres de faible densité sont hydrophanes (elle collent à la langue de façon spectaculaire). L'indice de réfraction varie de 1.40 à 1.45 avec des cas de biréfringence. La composition principale est la silice, avec des traces de calcium, de fer, de strontium, de Zirconium, et d'autres plus rares comme le manganèse, l'yttrium, le titane... Les opales contiennent des inclusions visibles à un grossissement de 10x, c'est une caractéristique importante qu'il sera intéressant d'étudier. |
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![]() Nodules rhyolitiques du gisement d'Ethiopie (5 cm de diamètre) : opale cristal, opale de feu, opale brune. Si quasiment tout les nodules contiennent de l'opale, les jeux de couleurs (diffraction) apparaissent dans 5% des cas environ et la partie taillable est largement inférieure à 1%. En fait c'est une proportion élevée comparée à d'autres gisements. Au Queensland par exemple, quand il y a de l'opale dans les boulders (dans ce cas c'est une mine peut-être exploitable) elle se cache dans un boulder sur 250 ou 500. Mais le plus extraordinaire c'est l'occurrence de tant de variétés : opale de feu du jaune clair à l'orange rouge, opale cristal, opale blanche, opale contraluz, opale hydrophane, opale brune variant de terre de Sienne à noir. Chacune pouvant présenter des diffractions. Et parfois dans un seul nodule on rencontre 3 types d'opale différents. La patience géologique a construit les micro-édifices de gel siliceux dans les vides de la rhyolite au long des changements climatiques, au jeux des ravinements, des variations géothermiques. La fille de ces processus subtils est la couleur : les opales éthiopiennes et surtout les brunes présentent des dessins extraordinaires. Formation en cellules-tubes (african harlequin !), forêts équatoriales, cieux étoilés, les compositions semblent sans limites. Pourtant s'il y a un point commun à toutes les variétés d'opales précieuses c'est bien la formation des couleurs par la diffraction de la lumière dans le réseau des micro-sphères de silice, l'éthiopienne se singularise par un fréquent rangement " parfait " des billes de silice sur des domaines de plusieurs millimètres. Ainsi dans l'expérience de diffraction d'un faisceau laser (photographie suivante) une opale peu dévier le rayon lumineux comme le fait un miroir interférentiel (un hologramme) ! |
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![]() Tranche d'opale brune (grille de 5 mm). Diffraction d'un faisceau de lumière laser par une des " cellules parfaites ". Couleur Le mystère de l'opale est en premier lieu, les couleurs iridescentes qui semblent vivre en elle, comme un feu inextinguible, uniques dans le monde minéral. Ces couleurs fascinent, engendrent les passions, et les craintes également avec leur cortège de superstitions. Il convient de distinguer les couleurs de la base, l'aspect laiteux (opalescence) et le jeu de couleurs (iridescence). Les couleurs de la base sont déterminées par la présence d'impuretés sous forme de traces : fer, aluminium, cuivre, cobalt, argent, manganèse, nickel... L'opale prend alors la couleur de la silice et des impuretés. C'est par exemple le cas de l'opale de Biot (Alpes-Maritimes) de couleur soutenue verte à bleue due a 3% de cuivre dans sa composition. L'opale de Cervenica historiquement en Hongrie mais actuellement en Slovaquie de l'Est, connue des Romains présente comme d'autres opales blanches un effet d'opalescence. Ceci n'empêche pas l'iridescence de renchérir l'aspect de la gemme. Les pierres éthiopiennes montrent toutes les couleurs du spectre, mais là encore une particularité : Le secret de l'opale réside dans la structure particulière formée par le rangement de micro-sphères de silice. Les travaux d'un chercheur australien, J.V. Sanders, menèrent à la publication (3) en 1964 de l'explication de la formation des couleurs dans l'opale précieuse. Cela a été possible par l'utilisation du microscope électronique, et par les avancées de l'optique non linéaire à commencer par l'holographie. Les billes de silice qui engendrent les couleurs dans le spectre visible ont un diamètre compris entre 0,15 microns pour le bleu et 0. 30 microns pour le rouge. Les pierres éthiopiennes montrent toutes les couleurs du spectre, mais la encore une particularité : les bleus sont rares, les verts et les rouges sont fréquents et intenses. Cependant, pour les opales contraluz comme celle de la photographie suivante, nous ne disposons pas de modèle convaincant pour décrire l'effet de couleur observé quand la lumière éclaire la gemme par transmission. Gageons que les études à venir sur l'opale d'Ethiopie contribueront à parfaire notre connaissance. |
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![]() Opale contraluz éclairée par le soleil (1) - Fred Ward, Opals, Gem Book Plubishers (2) - Deborah Fraser, Sin Hope and Optimism in Children's Metaphors AARE , Sydney Australia, December 2000 (3) - Dr. L.S.B. Leakey, Minerals yearbook, 1939, p. 10. Références : Dossier pour la Science, la couleur, avril 2000
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DOSSIER : CHERCHEUR D'OR EN FRANCE | |
par Pierre-Christian GUIOLLARD
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Cliquez sur les photos pour les agrandir Certaines idées reçues ont parfois la vie dure, dans le domaine de l'orpaillage comme ailleurs. Pour la majorité de nos concitoyens, parler de chercheurs d'or évoque aussitôt la Californie et la ruée vers l'or de 1846, Far-West, cow-boys, chemises à carreaux et revolvers. A les entendre, on pourrait penser que l'histoire de l'or débute au 19ème siècle dans les vastes contrées de l'Ouest américain. L'habillement, pour ne pas parler parfois de l'accoutrement de certains orpailleurs d'aujourd'hui rencontrés au hasard des championnats ou le long des rivières françaises ne peut que consolider cette image largement colportée par les articles de presse. Non l'histoire de l'orpaillage n'a pas débuté en 1846 mais semble bien remonter à la nuit des temps classant cette activité parmi les plus vieux métiers du monde. L'or en France C'est souvent sous forme de paillettes et plus rarement de pépites ou de grains que l'on peut rencontrer l'or dans le sable des rivières françaises. L'or est largement distribué dans les cours d'eau de notre pays mais il est possible de distinguer trois secteurs aurifères importants par leur étendue et leur richesse. Ce sont les Pyrénées, la bordure sud-est du Massif Central (Cévennes) et le Massif Armoricain. A ces grands districts, il faut ajouter le Limousin, quelques rivières du Puy-de-Dôme, du Cantal, la plaine du Rhin, la Savoie et le Rhône et quelques autres d'importance plus modeste. Dans notre pays, le lavage des sables des rivières semble remonter à l'Antiquité, il sera pratiqué au Moyen-Age et se poursuivra jusqu'à la fin du 18ème siècle. Depuis 1975, on assiste au renouveau de l'orpaillage comme activité de loisir essentiellement. Historique
L'activité d'orpaillage amateur peut être considéré comme une activité de recherche minière. Elle peut être pratiquée avec ou sans titre minier mais reste soumise aux disposition du code minier à savoir :
L'adhésion de la Fédération Française d'Orpaillage à GEOPOLIS (Confédération des Acteurs des Sciences de la Terre) a justement pour objectif de favoriser la recherche d'un accord entre le législateur et les orpailleurs afin que tous puissent continuer à exercer librement et raisonnablement ce loisir peu commun menacé au même titre que la collecte des minéraux et fossiles. Compétitions d'orpaillage Depuis vingt ans environs se déroulent à travers le monde des compétitions d'orpaillage sous forme de championnats nationaux et internationaux. Il s'agit en fait d'un concours de dextérité visant à récompenser le chercheur d'or le plus adroit et le plus rapide dans l'art du maniement de la batée ou du pan (outils du chercheur d'or). L'organisation des championnats et les règles sont définis par le Goldpanning World Association, instance mondiale dont le siège est à Tankavaara (Finlande). Ce sont les chercheurs d'or de ce pays qui organisèrent les premier ce genre de compétitions devenues depuis très populaires et qui se développent dans le monde entier, partout où l'orpaillage de loisir et l'orpaillage professionnel sont pratiqués. Conclusion L'orpaillage reste un loisir, au même titre que la collecte des minéraux, du reste beaucoup d'orpailleur sont aussi minéralogistes et les fonds de batées recèlent parfois d'autre richesses minérale que l'or, toute aussi intéressantes à étudier et à collecter (corindons, grenats, zircons,...). La perspective de " faire fortune " est à écartée, au moins sur le territoire métropolitain, c'est le meilleur moyen de ne jamais être déçu.. |
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DOSSIER : LA COULEUR DES CRISTAUX ET DES MINERAUX | ||||||||||||||||
par Jean-Christophe FILLOUX
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Pour la plupart des gemmes et des minéraux, le caractère le plus évident ou l’aspect qui frappe le plus immédiatement l’observateur est la couleur. Les causes de coloration des minéraux sont multiples et la complexité des théories permettant leur étude ne facilite pas la transmission des connaissances sur ce sujet. Les théories permettant l’étude des causes des colorations des cristaux reposent toutes sur de la chimie et de la physique. Dans toutes les causes de coloration décrites dans cet article, à l’exception de la dernière, la clé de la compréhension de la couleur réside dans le comportement des électrons célibataires (présents dans les atomes ou les ions) et dans leur interaction avec la lumière, régie par les conditions restrictives de la théorie quantique. Dans la plupart des minéraux, la couleur provient de l’absorption sélective de la lumière blanche selon différents processus ; dans certains cas plus rares, c’est le cas du dernier mécanisme abordé dans cet article, ce sont des effets d’optique qui créent la couleur. Des recherches scientifiques récentes ont permis d’identifier six causes spécifiques permettant d’expliquer la couleur des cristaux. Voici donc un rapide tour d’horizon sur les principales causes de coloration, illustrées de quelques exemples. Si vous souhaitez en savoir plus sur ce sujet passionnant, vous trouverez à la fin de l’article, une liste de sources d’informations en langue française.
ANNEXE: Les 12 ions métalliques issus d’éléments chimiques de transition (sous couche électronique d incomplète) pouvant colorer les minéraux sont : Ti3+ (titane) ; V3+ et V4+ (vanadium) ; Cr3+ et Cr4+ (chrome) ; Mn2+ et Mn3+ (manganèse) ; Fe2+ et Fe3+ (fer) ; Co2+ (cobalt) ; Ni2+ (nickel) ; Cu2+ (cuivre). Les éléments Cérium Ce et Uranium U peuvent être également responsables de colorations..
SITES INTERNET:
REMERCIEMENTS : j’ai été particulièrement sensible à l’aide qui m’a été apporté lors de mes recherches d’informations sur la couleur des minéraux par M. Fritsch chercheur C.N.R.S. à l’université de Nantes, par Mme Borioli de l’Association Française de Gemmologie, par M. Bayle directeur de la revue "Le Règne minéral", et enfin par M. Schwab, responsable de la bourse minéralogique internationale de Sainte-Marie-aux-Mines. |