Les pegmatites : roches à cristaux géants, tourmalines, béryls et kunzite

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Des cristaux plus grands que nature

Une pegmatite est une roche ignée à texture très grossière : ses cristaux dépassent le plus souvent un centimètre, et peuvent atteindre plusieurs mètres. La plupart sont de composition granitique, faites de quartz, de feldspath et de mica, mais avec des grains énormes. Le mot décrit donc une texture avant d'être une composition. Il vient du grec pêgma (« ce qui est fixé, assemblé »), et fut employé par René Just Haüy en 1822 pour la « pegmatite graphique », où le quartz et le feldspath s'interpénètrent en dessins qui évoquent des caractères d'écriture.

Les pegmatites sont à part dans le monde des roches ignées (voir les roches ignées) : ce sont elles qui fournissent la plupart des cristaux spectaculaires, y compris de nombreuses gemmes.

Comment se forment-elles ?

Quand un grand corps de magma granitique se refroidit, il cristallise peu à peu. Le liquide qui reste à la fin est pauvre en matières majeures et riche en eau, en éléments volatils (bore, fluor, phosphore) et en éléments rares (lithium, béryllium, césium, tantale, niobium). Ce liquide résiduel, de faible viscosité, s'injecte dans les fissures de la roche voisine et cristallise de l'extérieur vers l'intérieur. Les atomes y circulent facilement et alimentent quelques gros cristaux plutôt qu'une multitude de petits.

Les spécialistes ne s'accordent pas sur les détails. Le modèle classique (années 1960) invoque la séparation d'une phase aqueuse dans un magma saturé en eau. Des travaux plus récents, comme ceux de David London, proposent un liquide fortement refroidi sous sa température de cristallisation, dont la viscosité, abaissée par des éléments fondants (bore, lithium, fluor, phosphore), freine la formation de nouveaux cristaux et favorise la croissance de quelques-uns. Le sujet reste ouvert, notamment sur la question de la vitesse de refroidissement.

Zones et poches

Les grandes pegmatites sont souvent zonées comme un oignon : une zone de bordure à grains fins, une zone murale, des zones intermédiaires à très gros cristaux (feldspaths, micas), et parfois un cœur de quartz massif. Certaines contiennent des cavités, les poches, où les cristaux ont grandi librement, sans gêne, et se terminent par des faces nettes : c'est là que l'on trouve les gemmes et les cristaux de collection. Les poches sont souvent remplies d'argile, que les chercheurs de cristaux doivent dégager avec précaution.

Les classifications modernes distinguent surtout deux grandes familles, les pegmatites LCT (riches en lithium, césium, tantale) et NYF (niobium, yttrium, fluor).

Minéraux et gemmes des pegmatites

Minéral ou pierre	Intérêt	Dureté de Mohs
Tourmaline (élbaïte et autres)	Cristaux multicolores, parfois bicolores ou « pastèque » ; la tourmaline de Paraíba (Brésil), à cuivre, est célèbre depuis la fin des années 1980	7 à 7,5
Béryl : aigue-marine, morganite, héliodore	Cristaux allongés, parfois de grande taille	7,5 à 8
Topaze	Cristaux transparents, parfois très gros	8
Spodumène : kunzite, hiddénite	Kunzite rose décrite à Pala (Californie) en 1902, du nom du gemmologue George F. Kunz ; clivage parfait, donc fragile	6,5 à 7
Lépidolite	Mica lithinifère rose à lilas, source de lithium	2,5 à 3,5
Amazonite, pierre de lune, quartz fumé, quartz rose	Amazonite célèbre de Pikes Peak (Colorado) ; quartz fumé en grands cristaux	6 à 7
Grenat spessartine, apatite, columbite-tantalite, cassitérite	Minéraux de collection et minerais	variable

Voir nos pages tourmaline rose, morganite, kunzite, lépidolite et aigue-marine.

Les records

Les pegmatites détiennent les plus grands cristaux connus, d'après des compilations qui restent à vérifier au cas par cas : un spodumène de plus de 12 mètres de long dans les Black Hills du Dakota du Sud (mine Etta), un béryl d'environ 380 tonnes à Madagascar (Malakialina), et de grandes masses de feldspath en Carélie qui pèseraient des milliers de tonnes. La grotte de Naica au Mexique, avec ses cristaux de gypse de plus de 11 mètres, n'est pas une pegmatite : elle relève d'un autre processus (voir le système monoclinique).

En France et dans le monde, et à quoi elles servent

Des pegmatites existent dans le Limousin, le Massif central, la Bretagne et les Alpes. La montebrasite, minéral de phosphate de lithium, porte le nom de Montebras, dans la Creuse, où elle a été décrite au XIXe siècle. Elles sont exploitées dans le monde pour leur feldspath (céramique, verre), leur mica, leur quartz de haute pureté et, de plus en plus, leur lithium (batteries) : certains grands gisements de spodumène, par exemple en Australie occidentale, sont des pegmatites.

Les pegmatites ont aussi un côté sensible : le coltan (columbite-tantalite) et la cassitérite, minerais de tantale et d'étain, proviennent en partie de mines artisanales de pays touchés par des conflits. Voir extraction responsable des pierres.

Sécurité, collection et observation

• Poussière de béryl. La poussière de béryl contient du béryllium, toxique par inhalation. Ne meulez et ne poncez jamais du béryl brut ; une pierre taillée et polie ne pose pas de problème.
• Kunzite et topaze : clivage parfait, donc chocs et soleil prolongé à éviter (la kunzite peut pâlir à la lumière).
• Collecte sur le terrain. Elle est réglementée en France et ailleurs : réserves, carrières et propriétés privées. Demandez toujours l'autorisation.
• Observation sans danger. Sur un bloc de granite à gros grains ou sur les paillettes de mica d'un sable de rivière, repérez les « livres » de mica qui se feuillettent à l'ongle. Voir le clivage.

Questions fréquentes

À lire aussi

Les significations évoquées relèvent de la tradition et de la symbolique. Elles ne sont ni des promesses de résultat ni des conseils médicaux. Retour au minéralogie pour débuter.