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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)

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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

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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).

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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

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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

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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.

Page 15: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 16: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 17: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 18: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

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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.

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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

Page 21: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 22: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 23: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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)

Page 24: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 25: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 26: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 27: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 28: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 29: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

Page 30: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 31: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

30

Références bibliographiques

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Page 32: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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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

Page 33: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 34: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 35: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 36: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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)

Page 37: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

Page 38: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 39: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

Page 40: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 41: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 42: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 43: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 44: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 45: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 46: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 47: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 48: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 49: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 50: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

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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

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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

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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

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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).

Page 55: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

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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.

Page 57: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 58: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 59: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

Page 60: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 61: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

5

II - LES GISEMENTS SECONDAIRES A CORINDON MALGACHE Figure 2 : carte des gisements de corindons malgaches

Page 62: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

Page 63: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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)

Page 64: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

Page 65: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

Page 66: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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)

Page 67: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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)

Page 68: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

Page 69: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

Page 70: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

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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

Page 72: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

).

Page 73: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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).

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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).

Page 75: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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

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20

IV – LES INDICES A CORINDON DECRITS PAR LACROIX

Figure 23 : Carte de localisation des indices à corindon malgaches décrits par Lacroix (1922)

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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)

Page 78: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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)

Page 79: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

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.

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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.

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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 …

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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.

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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.

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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

Page 85: DEA Yohann Offant - Sahambano.pdf

29

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