Contenu
- Qu'est-ce que le rutile?
- Occurrence géologique du rutile
- Mines de rutile
- Polymorphes et impuretés
- Rutile et Gemology
- Utilisations du rutile
- Rutile Synthétique
Quartz Rutilé: Une pierre roulée de quartz rutile. Le rutile peut se présenter sous forme de cristaux en forme d'aiguilles dans des minéraux tels que le quartz, le corindon, le grenat et l'andalousite. Copyright de l'image iStockphoto / Coldmoon_photo.
Qu'est-ce que le rutile?
Le rutile est un oxyde de titane minéral à composition chimique en TiO.2. On le trouve dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires du monde entier. Le rutile se présente également sous forme de cristaux en forme d'aiguille dans d'autres minéraux.
Le rutile a une densité spécifique élevée et est souvent concentré par l'action des courants et des vagues dans les «sables minéraux lourds» qui existent aujourd'hui dans les gisements onshore et offshore. Une grande partie de la production mondiale de rutile est extraite de ces sables.
Le rutile est utilisé comme minerai de titane, il est broyé en une poudre blanche qui est utilisée comme pigment dans les peintures et il est traité pour être utilisé dans une multitude de produits. Des réseaux de cristaux de rutile en forme d'aiguille produisent les “yeux” et les “étoiles” de nombreuses pierres précieuses, telles que l'étoile rubis et l'étoile saphir.
Sable minéral lourd: Des fouilles peu profondes à Folly Beach, en Caroline du Sud, exposent de fines couches de sable minéral lourd. Ces sables sont souvent une source de rutile naturel. Photographie de Carleton Bern, United States Geological Survey.
Occurrence géologique du rutile
Le rutile est un minéral auxiliaire présent dans les roches ignées plutoniques telles que le granite et dans les roches ignées de source profonde telles que la péridotite et la lamproite. Dans les roches métamorphiques, le rutile est un minéral accessoire commun du gneiss, du schiste et de l'éclogite. On trouve parfois des cristaux de rutile bien formés dans la pegmatite et le skarn.
Le rutile et un certain nombre d'autres minerais métalliques sont extraits ensemble de gisements sédimentaires appelés «sables minéraux lourds». Ces sédiments proviennent de l'altération des roches ignées et métamorphiques qui contiennent d'abondants grains minuscules de minéraux de haute densité, tels que le rutile, l'ilménite, l'anatase, la brookite, le leucoxène, la pérovskite et la titanite (également appelée sphène).
Au fur et à mesure que ces roches s'altèrent, leurs particules minérales plus résistantes sont entraînées dans l'environnement côtier marin où elles sont triées et concentrées en fonction de leur densité, en fonction de l'action des vagues et des courants. Lorsque les conditions sont favorables et que les minéraux lourds sont abondants, ces sédiments peuvent devenir des dépôts exploitables.
Extraction de minéraux lourds: Des excavatrices retirent des sables minéraux lourds à la mine Concord, dans le centre-sud de la Virginie. Ces sables contenant jusqu'à environ 4% de minéraux lourds sont extraits et ensuite traités pour éliminer le rutile, l'ilménite, le leucoxène et le zircon. Les sables ont été altérés et érodés par l'exposition à l'anorthosite située à une courte distance. Photo de la United States Geological Survey.
Mines de rutile
Les sables minéraux lourds sont extraits dans le milieu marin peu profond par des navires qui draguent les sédiments, séparent les grains de minéraux lourds, retiennent les minéraux lourds à bord et rejettent la fraction de sédiments légers vers le fond.
Les sables minéraux lourds se trouvent également sur la terre ferme dans des dépôts sédimentaires qui se sont accumulés à des moments où le niveau de la mer était beaucoup plus élevé qu'aujourd'hui. Ces sédiments sont extraits, traités pour éliminer les minéraux lourds et retournés dans un paysage qui a été restauré à sa topographie d'origine.
Sable minéral lourd: Un concentré de minéraux lourds provenant d'une exploitation minière terrestre en Géorgie. Il est composé de grains de la taille d'un sable, composés principalement de rutile, d'ilménite et de zircon.
Polymorphes et impuretés
Le rutile est la forme naturelle la plus abondante de TiO2. Il existe de nombreux polymorphes comprenant l'anatase et la brookite. Fer (Fe+2) substitue parfois le titane à certains spécimens de rutile. Lorsque cela se produit, une différence de valence entre le fer et le titane nécessite un équilibre - et cet équilibre est souvent réalisé par substitution du niobium (Nb+5) et / ou tantale (Ta+5) pour un autre titane. La substitution de ces éléments augmente la densité du rutile et provoque une couleur noire à la fois dans le minéral et dans sa traînée.
Quartz Rutilé: Une pierre à facettes taillée dans du quartz rutile. Les longs cristaux prismatiques au lustre doré sont du rutile. Spécimen et photo par Arkenstone / www.iRocks.com.
Rutile et Gemology
Plus que tout autre minéral, le rutile a une affinité particulière pour la croissance sous forme de cristaux en forme de prisme dans d’autres minéraux. De longs prismes de rutile sont présents dans de nombreux minéraux précieux. Le quartz, le corindon (rubis et saphir), le grenat et l’andalousite sont parmi les plus familiers.
Parfois, ces aiguilles sont grossières et clairement visibles dans la gemme, comme dans de nombreux spécimens de quartz rutile. Ces aiguilles produisent des gemmes de nouveauté attrayantes et intéressantes quand elles ont une couleur et un arrangement agréables. Voir la photo adjacente de quartz rutile.
L'étoile de l'Inde: Ce bijou est un saphir étoilé de 563,35 carats, taillé dans du brut trouvé au Sri Lanka. Il est de couleur bleu grisâtre et a été coupé pour afficher une étoile en haut et en bas. Il est exposé au musée américain d'histoire naturelle à New York. Photo de Wikimedia Commons par Daniel Torres, Jr.
Dans certaines gemmes, telles que le rubis et le saphir, les reflets de la lumière provenant d’un réseau de fins cristaux de rutile dans un cabochon bien taillé produiront une belle "étoile" de lumière à la surface de la gemme. Les rubis et les saphirs avec cette étoile sont connus dans le commerce sous le nom de «pierres précieuses phénoménales», et le phénomène de l'étoile est appelé «astérisme». Voir la photo ci-contre d'un saphir étoilé bleu clair nommé «L'étoile de l'Inde».
Dans d’autres gemmes, une direction de cristaux parallèles formera une ligne de lumière à la surface de la gemme appelée «œil de chat». Le phénomène qui produit un œil de chat est appelé «chatoyance», et les pierres précieuses qui présentent ce phénomène sont dites «chatoyantes». Le chrysobéryl à l’oeil de chat est le joyau le plus connu pour sa chatoyance.
Quartz rutilé avec oeil de chat: Un cabochon taillé dans du quartz rutile extrait au Brésil. Les aiguilles de rutile sont de couleur dorée et ont une texture si grossière que de nombreuses aiguilles individuelles sont clairement visibles. Le cabochon mesure environ 12 x 16 millimètres.
Utilisations du rutile
Les utilisations principales du rutile et de l'oxyde de titane à base de rutile sont: la fabrication de pigments d'oxyde de titane, la fabrication de céramiques réfractaires et la production de titane métallique. L'utilisation du rutile dans la fabrication de pigments touche la vie de presque toutes les personnes aux États-Unis à bien des égards, presque tous les jours.
Finement broyé et traité pour éliminer les impuretés, le rutile se transforme en une poudre blanche et brillante qui constitue un excellent pigment. Il est utilisé pour fabriquer de la peinture en mettant en suspension la poudre dans un liquide. Le liquide sert de support dans l’application de la peinture et s’évapore pour déposer une couche d’oxyde de titane sur l’objet peint. Les pigments d'oxyde de titane sont devenus très importants dans l'industrie des peintures en 1978, lorsque le gouvernement des États-Unis a interdit l'utilisation de pigments à base de plomb dans les produits de peinture destinés à la consommation.
Les pigments d'oxyde de titane sont utilisés pour produire de la couleur blanche dans les plastiques, ainsi que pour produire du papier haute brillance. L'oxyde de titane confère à ces produits une couleur résistante à la décoloration. L'oxyde de titane est également non toxique et chimiquement stable. Ces propriétés lui permettent d'être utilisé comme pigment dans les aliments, les cosmétiques, les produits pharmaceutiques et de nombreux produits de consommation tels que les dentifrices.
La meilleure façon d'apprendre sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer pour en connaître les propriétés. Des collections de minéraux peu coûteux sont disponibles dans le magasin.
Rutile Synthétique
Le rutile a un indice de réfraction très élevé, une forte dispersion et un lustre adamantin. Ce sont des propriétés optiques qui peuvent produire une grande pierre précieuse, et ces propriétés dans le rutile rivalisent ou dépassent celles du diamant. Malheureusement, le rutile naturel a rarement la clarté et la couleur nécessaires pour servir de gemme alternatif au diamant.
Cependant, le rutile synthétique peut être rendu presque incolore avec une excellente clarté. Quand il a été produit pour la première fois dans les années 1940 et 1950, il était taillé en pierres précieuses et vendu comme un simulant de diamant nommé «Titania». Il a atteint un peu la popularité au début, mais cela a commencé à s'estomper une fois que les acheteurs ont découvert que le rutile synthétique souffrait de lésions dues à l’abrasion très rapidement - le rutile a une dureté de Mohs de 6 comparé à une dureté de diamant de 10.