L’andalusite est un minéral silicaté riche en aluminium. L’andalousite est un minéral commun dans les roches métamorphiques contenant de l’aluminium. Elle se forme à des températures et des pressions faibles à moyennes. Elle est trimorphe avec la sillimanite et le disthène. Cela signifie que ces trois minéraux ont la même composition chimique, mais qu’ils ont une structure cristalline différente et donc un aspect très différent. La composition chimique de ces trois minéraux est souvent exprimée de la manière suivante : Al2SiO5 mais pas toujours. On l’écrit parfois AlAlOSiO4 ou Al2OSiO4 pour montrer que ce sont des orthosilicates.
Les cristaux d’andalousite sont souvent assez grands pour être vus à l’œil nu et ont une section transversale caractéristique de forme carrée. Variété riche en Mn provenant du massif des Vosges, France. La largeur de la section transversale du plus grand cristal est de 16 mm.
Les anthosilicates sont des minéraux silicatés qui possèdent des tétraèdres de silice (SiO4) isolés dans leur structure cristalline. Ces tétraèdres sont comme des îles tridimensionnelles entourées d’autres éléments. D’autres orthosilicates bien connus sont le zircon, l’olivine, le grenat, la topaze, la titanite, etc. Ce sont les minéraux les moins siliceux parmi les minéraux silicatés et leur formule chimique est généralement écrite d’une manière qui montre clairement les tétraèdres de silice isolés comme une unité structurelle importante. Si nous écrivons la formule chimique comme Al2SiO5, alors nous mettons ces trois silicates artificiellement à part de leurs parents.
L’andalousite, le disthène et la sillimanite ont un aspect assez distinctif les uns des autres. Les cristaux d’andalousite (ils sont couramment assez grands pour être vus) sont allongés et ont une section transversale presque carrée. La kyanite est également allongée, mais elle est en forme de lame et a souvent une couleur bleue vive distinctive. La sillimanite est généralement à grain fin, les cristaux sont également allongés, parfois fibreux (variété connue sous le nom de fibrolite).
Andalusite (brune) dans un schiste andalusite-séricite. Kapteeninautio, Finlande. Largeur de l’échantillon 12 cm.
L’andalousite est généralement rose mais des variétés blanches, grises, jaunes, vertes (gris verdâtre) et violettes sont également fréquentes. La variation de la couleur est principalement due aux éléments chromophores. Le fer donne la coloration rose, le manganèse est responsable de la teinte verdâtre1. L’andalousite est généralement relativement pure, mais elle peut contenir du manganèse et du fer (tous deux sont des chromophores) qui remplacent l’aluminium dans le réseau. L’andalousite variété chiastolite contient des inclusions carbonées sombres qui forment une croix le long des diagonales du prisme. L’andalousite peut facilement s’altérer en séricite (muscovite à grain fin) ou en d’autres silicates en feuille. La variété chiastolite est particulièrement sujette à une telle altération qui commence à partir de la surface de contact entre l’andalousite et les inclusions carbonées1. D’autres inclusions comme le quartz, les minéraux opaques et d’autres minéraux sont également courants dans les cristaux mais ils sont petits, visibles uniquement au microscope. L’andalousite est un minéral physiquement dur (7,5 sur l’échelle de Mohs), mais il peut être moins en surface à cause de l’altération4.
Porphyroblastes de chiastolite de variété andal. (notez les zones sombres diagonales) dans une argile métamorphisée d’Allemagne. Le motif cruciforme chiastolitique (visible lorsque les cristaux sont coupés à angle droit par rapport à l’axe le plus long du prisme) se forme parce que le cristal d’andalousite en croissance repousse les impuretés au fur et à mesure de sa croissance. Au début, il n’était pas capable de se libérer de tous les types d’inclusions, mais au fur et à mesure que les cristaux grossissent, ils deviennent de plus en plus clairs1. Largeur de l’échantillon 11 cm.
L’andalousite se trouve principalement dans les roches métamorphiques. Ces roches métamorphiques sont riches en aluminium. Les protolithes sont des roches sédimentaires qui, par conséquent, doivent également contenir beaucoup d’aluminium. Ce sont des roches sédimentaires riches en argile (schiste, argilite, mudstone, etc.). Tous les minéraux argileux contiennent beaucoup d’aluminium. C’est le moins dense des trois polymorphes (andalusite, disthène, sillimanite) et il est donc stable à basse pression. Si la pression augmente, l’andalousite se transforme en disthène. Si la température augmente beaucoup plus vite que la pression, la sillimanite est la plus stable des trois. Elles sont toutes présentes dans des roches métamorphiques, ce qui en fait de très bons indicateurs des conditions métamorphiques lors de leur formation. L’andalousite n’est plus stable si la température dépasse approximativement 600 °C et la pression plus de 4 kbar (diagramme ci-dessous), ce qui correspond à environ 12…14 km de profondeur dans la croûte.
L’andalousite est un minéral commun dans la cornéenne. La cornéenne est une roche métamorphique à grain fin formée par métamorphisme de contact – roche sédimentaire cuite à côté d’une intrusion de magma chaud. Elle est également fréquente dans les roches métamorphiques régionales (liées à la formation de montagnes), comme l’ardoise et le micaschiste, et peut occasionnellement se trouver dans les roches ignées granitiques. L’andalousite n’est pas particulièrement stable dans l’environnement d’altération, mais on peut la trouver dans le sable et le grès si des roches métamorphiques de qualité faible à moyenne ne sont pas trop éloignées. L’andalousite et le disthène sont utilisés comme matériau de base réfractaire. Elles sont chauffées pour produire de la mullite (l’andalousite doit être chauffée à 1450…1500 °C) qui est utilisée pour fabriquer des briques résistantes à haute température et d’autres matériaux résistant au feu (dans les bougies d’allumage3, par exemple). La sillimanite est rarement utilisée à cette fin car elle a tendance à avoir un grain trop fin, ce qui rend difficile son extraction des roches, et elle nécessite une température plus élevée pour se mullitiser. Les plus grands gisements commerciaux se trouvent en Afrique du Sud. Les cristaux transparents peuvent servir de pierres précieuses. L’andalousite a été décrite pour la première fois en Andalousie (Espagne), et a été nommée d’après cette région4.
Les champs de stabilité des silicates d’aluminium2. L’andalousite est stable à basse pression et à basse température. 1 kbar équivaut à environ 3,5 km de profondeur dans la croûte continentale.
1. Deer, W. A., Howie, R. A. & Zussman, J. (1996). Une introduction aux minéraux formateurs de roches
2. Nesse, William D. (2011). Introduction à la minéralogie
3. Klein, C., Hurlbut, C. S. (1993). Manuel de minéralogie
4. Hurlbut, C. S. (2007). Andalusite. In : Encyclopédie McGraw Hill des sciences &techniques