Lumière et minéraux

[mr42]

Bonjour à tous,

C'est un sujet qui revient régulièrement au fil des discussions mais de façon très dispersée.

Il concerne les multiples effets de la lumière sur les minéraux, à moins que ce ne soit l'inverse: double réfraction, pléochroïsme, polychromisme, fluorescence, phosphorescence... et j'en oublie certainement.

Je crois qu'il y a beaucoup de choses à partager, que ce soient les trouvailles de chacun ou les infos sur les matériels: éclairage, filtres...

Je propose donc ce sujet portant sur tous les jeux des minéraux et de la lumière.

S'il existe déjà un sujet semblable que j'ai raté, merci aux modérateurs de le signaler et d'annuler celui-ci.

[José el Français]

Il concerne les multiples effets de la lumière sur les minéraux, à moins que ce ne soit l'inverse

Les deux...

JeF

[mr42]

Pour entrer dans le vif du sujet, voici un exemple de pleochroïsme.

Il s'agit d'une tourmaline de Sahatany, Madagascar.

En lumière polarisée, elle est rose lorsque l'axe du cristal est perpendiculaire à la direction de polarisation et pratiquement incolore lorsque les deux sont parallèles.

Les deux photos sont prises avec les mêmes paramètres. Le cristal est posé sur un filtre polarisant, lui-même placé sur un papier calque et éclairé par dessous.

[Lionel-R]

C'est absolument magnifique !

Quelqu'un aurait des tourmaline à effet Usambara ?! C'est tellement démentiel !!

Et un effet Alexandrite, c'est tellement jolie aussi (Corindon, Chrysobéryl, Diamant... d'autre ?)

Lâchez-vous sur le pléochroïsme !! (Axinite Mn, Tourmaline, Scapolite, Spodumène...)

Pour la biréfringence à part la calcite ya qui d'autre pour un phénomène vraiment visible ?

Ya tous les effets de nacre : opale, labradorite et autre feldspath

Allez les amis on se lâche ^^

[mr42]

...

L'effet Usambara, qu'est-ce que c'est?

On pourrait tout simplement commencer par faire la liste des divers effets connus...

[José el Français]

Dans les Usambara c'est la dimension du spécimen qui détermine sa couleur. La pierre passe du rouge au vert selon l'épaisseur de caillou que traverse la lumière. Pas données ces Tourmalines...

JeF

[mr42]

A la demande de Lionel, une petite alexandrite de 7 mm en lumière du jour et avec une lampe halogène.

La balance des blancs a été adaptée à chaque mode d'éclairage. Le rendu est bien ce que l'on voit à l'oeil nu.

A propos de ce phénomène, on parle génaralement de "changement de couleur".

Existe-t-il un terme plus précis?

[José el Français]

Non, ce sont plutôt des termes commerciaux que scientifiques d'ailleurs.

En fait, toutes les pierres (et toutes les autres matières) changent de couleur selon la lumière, ça peut être plus ou moins impressionnant, genre sur un rondin en moquette marron pour pas faire grincer les chaises chez mamie c'est pas super impressionnant...

JeF

[Prokofiev]

Autre exemple de pléochroïsme pour une cordierite (iolite)

caillou déjà montré récemment en video dans ce post-ci.

[Prokofiev]

Et puisqu'on ouvre post sur le sujet, déposons ici un lien vers un article de référence tiré d'un site sympathique qu'on ne saurait trop recommander .

Polychroïsme, pléochroïsme : http://www.geowiki.fr/index.php?title=Polychro%C3%AFsme

[Lionel-R]

A propos de ce phénomène, on parle génaralement de "changement de couleur".

Existe-t-il un terme plus précis?

Pas à ma connaissance, la couleur est une impression due à l’interaction des ondes électromagnétique du domaine visible avec notre œil. De ce fait et naïvement suivant l'éclairage, la pierre change de couleur. Donc ce n'est pas trop usurpé comme terme même si un terme plus scientifique doit exister. Kurt Nassau a écrit un bouquin très bien fait sur les causes de la couleur, il faudrait regarder là s'il n'utilise pas un terme plus précis. C'est dans ce livre que j'ai trouvé l'effet Usambara et que je tiens presque 80% de mon savoir théorique sur la couleur, c'est une vraie mine. D'ailleurs, le premier chapitre de ma thèse est consacré à l'origine de la couleur chimique dans les solides, il faut maîtriser un peu la chimie mais ça reste abordable. Pour la trouver tapez Lionel Robertson sur google, vous ne pouvez pas la rater.

[mr42]

Merci pour ces infos, j'ai trouvé ta thèse sans difficulté: sujet passionnant, j'espère que tu as pu continuer à travailler dans ton domaine.

Je vais commencer par le premier chapitre et essayer de trouver le bouquin de Kurt Nassau.

Le terme de changement de couleur s'applique très bien à l'alexandrite mais il pourrait aussi s'appliquer à beaucoup d'autres effets, c'est juste un peu trop général.

[Lionel-R]

Le sujet est effectivement passionnant et porteur, mais les travaux sont arrêtés faute de financements. La dure vie de la recherche. Un volet va être approfondi, celui des matériaux piézochrome, soit le changement de couleur sous l'effet de la pression.

[Le Comptoir Géologique]

Pour ce qui est du pléochroïsme très facile à mettre en évidence avec un filtre polarisant ou aussi avec une dalle LCD (écran d'ordi, de téléphone portable), énormément de minéraux dévoilent des changements de couleurs radicaux. Bien sûr c'est un phénomène qui ne s'observe que dans les matériaux anisotropes (minéraux non-cubiques). Voir à ce propos notre article dans Gem News International : Devouard B., Bornet R., Notari F., Rondeau B., Fritsch E., (2010) Gem News International: Use your cell-phone as a gemological tool. Gems & Gemology , vol. 46, n°2, pp 325-326.

Comme mentionné il existe des minéraux qualifiés de "color change" il n'y a pas de terme plus scientifique à ma connaissance et on utilise volontier l'angliscisme en français. Le plus bel exemple c'est l'alexandrite en premier lieu qui est rouge sous lumière incandescente et verte sous lumière fluorescente. La lumière visible est l'ensemble de toutes les couleurs réunies, l'émeraude est verte par exemple car elle absorbe toutes les couleurs sauf le vert. L'alexandrite absorbe les ondes entre 550 et 600 nm globalement (couleurs jaune-orange). Eclairée avec une lumière riche en rouge comme une ampoule incandescente (au delà de 600 nm) elle apparaît donc rouge, éclairée avec une lumière riche en bleu et vert comme la lumière du jour ou d'un néon elle apparaît verte. Ce phénomène est très commun pour la fluorine, le saphir, le spinelle ou le grenat...

Minéralogiquement,

LCG

[mr42]

Quatre effets différents pour un seul cristal, qui dit mieux?

C'est une calcite toute simple du Minas.

Elle présente bien entendu la biréfringence encore qu'elle ne soit pas très transparente ainsi qu'une série d'effets de fluorescence (couleur différente entre uv longs et courts) et phosphorescence après exposition aux uv courts.

La balance des blancs a été adaptée à chaque source de lumière.

La deuxième photo a déjà été montrée.

[Kayou]

Top !

[Tourberyl]

Bonsoir,

Pleochroïsme de la Tanzanite :

Frédéric

[mr42]

Magnifiques couleurs.

Peux-tu préciser les conditions de prise de vue? Quel type d'éclairage?

[mr42]

Bonsoir,

Les calcites sont parfois fluorescentes.

Dans mes étagères, j'en ai plusieurs qui viennent toutes de régions cristallines.

J'ai en revanche quelques calcites de zones sédimentaires, aucune n'est fluorescente.

On peut essayer de trouver des explications : des fluides plus riches en éléments divers à cause de températures plus élevées...

Mais avant tout, mes statistiques ne portent que sur une dizaine de pièces, c'est insuffisant. Pour élargir l'échantillon, rien de mieux que geoforum.

Avez-vous des exemples de calcites fluorescentes qui viendraient de régions sédimentaires?

Photo jointe: fantôme fluorescent dans une calcite de Bellegarde-en-Forez

[Lionel-R]

Les calcites de Pau, de Rébenacq et de Bruniquel sont fluorescentes, je ne sais pas si on peut les considérer comme des calcites sédimentaires étant particulièrement nul en gitologie. Idem pour l'orthographe des sites, corrigez moi si j'ai fait des fautes.

[mr42]

Il semblerait que les carrières de Bruniquel et Rebenacq produisent du calcaire et se trouvent en zone sédimentaire.

Ce qui répond à la question initiale.

[Nico78]

De meme j'ai quelques fossiles (amonites, belemnites, brachiopodes) fluorescents.

Etant donne leur parfait etat de conservation, je doutes reellement que des fluides d'origines hydrothermales aient put circuler dans cette zone.

[fluopathe]

les coulées carbonatées d'origine karstique (calcite ou aragonite ?) et que l'ont peut trouver facilement dans les carrière de calcaire sont fréquement jaune sous UV long !

[MASK]

Hello,

Certains feldspaths peuvent présenter des effets de lumière intéressants comme la labradorescence, l'adularescence.

Quelques échantilons bruts et d'autres issus de gravier.

A+

[mr42]

Une petite question: on parle de temps en temps de spectroscopie sur géoforum mais on ne voit pratiquement jamais rien de concret.

Je pense que c'est pourtant dans le prolongement naturel des sujets abordés ici.

C'est pourquoi je me suis lancé dans la fabrication d'un spectroscope pour pouvoir montrer quelques essais sans prétention, juste pour lancer la discussion.

Je ne suis pas du tout spécialiste de cette technique, les experts ne manquent pas sur le forum, ils corrigeront si nécessaire...

Après quelques essais avec un cdrom, j'ai fini par acheter un réseau sur un site bien connu qui vend des objets pédagogiques divers. Le reste, c'est du bricolage, du carton de la colle et des lames de cutter pour la fente du spectro.

Juste pour vérifier que l'engin fonctionne correctement, j'ai essayé de reproduire quelques spectres bien connus:

- une lampe fluorescente qui me permet de caler l'échelle de longueur d'onde grâce aux raies du mercure,

- le soleil avec quelques raies de Fraunhofer,

- un peu de chlorure de sodium, en fait de l'eau salée diluée dans de l'alcool à brûler.