Définition et composition
Le grossulaire est un nésosilicate du groupe des grenats. Sa formule idéale est Ca₃Al₂(SiO₄)₃ : le calcium occupe le site dodécaédrique de la structure, l'aluminium le site octaédrique et le silicium forme des tétraèdres isolés.
Avec l'andradite (grenat calcique et ferrique) et l'uvarovite (grenat calcique et chromifère), le grossulaire appartient à la série des grenats calciques, désignée traditionnellement sous le nom d'« ugrandite ». Il se distingue ainsi de la série des grenats alumineux à fer, magnésium ou manganèse, nommée « pyralspite », qui comprend le pyrope, l'almandin et la spessartine.
La composition naturelle s'écarte souvent de la formule idéale. Le fer trivalent peut remplacer une partie de l'aluminium, ce qui crée des termes intermédiaires entre le grossulaire et l'andradite. Des groupements hydroxyles peuvent aussi se substituer en partie aux tétraèdres de silice ; ces termes hydratés portent le nom d'hydrogrossulaire.
Le nom de l'espèce dérive du latin botanique grossularia, qui désigne la groseille à maquereau. Il évoque la couleur vert pâle de certains cristaux, semblable à celle du fruit.
Propriétés physiques
Comme les autres grenats, le grossulaire cristallise dans le système cubique. Ses cristaux prennent le plus souvent la forme de dodécaèdres rhombiques ou de trapézoèdres, parfois combinés. On le trouve aussi en masses granulaires ou compactes.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Système cristallin | Cubique |
| Dureté (échelle de Mohs) | 6,5 à 7 |
| Densité | Environ 3,4 à 3,7 |
| Éclat | Vitreux à résineux |
| Clivage | Absent |
| Cassure | Conchoïdale à irrégulière |
| Trait | Blanc |
La couleur varie beaucoup selon les impuretés. Le grossulaire pur est incolore ou blanc. Le fer lui donne des teintes jaunes, orangées ou brunes, tandis que le vanadium et le chrome produisent des verts francs.
Sa dureté élevée, l'absence de clivage et sa forme cristalline équante permettent de l'identifier sur le terrain. Ces critères servent notamment à le distinguer de minéraux associés comme le vésuvianite ou le diopside, souvent présents dans les mêmes roches.
Variétés
Plusieurs variétés de grossulaire portent des noms distincts, surtout en gemmologie :
- Hessonite : variété orangée à brun-rouge, dite aussi « pierre de cannelle ». Elle doit sa couleur au fer. Les grenats orangés de la mine Jeffrey sont souvent rattachés à cette variété.
- Tsavorite : variété d'un vert intense, colorée par le vanadium ou le chrome. Elle provient principalement de gisements d'Afrique de l'Est.
- Grossulaire massif, ou « jade du Transvaal » : forme compacte et microcristalline, verte ou rosée, parfois confondue avec le jade.
- Hydrogrossulaire : terme partiellement hydraté, généralement massif. Il est fréquent dans les roches altérées associées aux roches ultramafiques.
Ces appellations commerciales ou traditionnelles ne désignent pas des espèces minérales distinctes. Elles correspondent à des variations de couleur, de texture ou de composition à l'intérieur de l'espèce grossulaire.
Formation et contexte géologique
Le grossulaire est un minéral typique des roches métamorphiques et métasomatiques calciques. On le rencontre principalement dans trois contextes :
- Skarns : roches de contact formées lorsque des fluides issus d'intrusions magmatiques réagissent avec des calcaires ou des dolomies.
- Marbres impurs et roches calco-silicatées : roches issues du métamorphisme régional de sédiments carbonatés argileux.
- Rodingites : roches métasomatiques enrichies en calcium. Elles se forment aux dépens de roches mafiques, comme les dykes de gabbro ou de basalte, enclavées dans des roches ultramafiques en voie de serpentinisation. La transformation de l'olivine et du pyroxène en serpentine libère du calcium, qui migre vers ces roches encaissées et y favorise la cristallisation de grenats calciques, de diopside, de vésuvianite, de prehnite et de chlorite.
Au Québec, ce troisième contexte est le mieux documenté pour le grossulaire gemme. Il caractérise les complexes ophiolitiques de la province géologique des Appalaches, dans le sud de la province. Ces fragments d'ancienne croûte océanique ont été charriés sur la marge continentale lors de l'orogenèse taconienne, à l'Ordovicien. Ils renferment les massifs serpentinisés qui ont longtemps été exploités pour l'amiante chrysotile, dans les régions de Val-des-Sources et de Thetford Mines.
Les marbres et les roches calco-silicatées de la Province de Grenville offrent également un cadre géologique propice aux grenats calciques. Le Système d'information géominière du Québec (SIGÉOM) du ministère des Ressources naturelles et des Forêts permet de consulter les cartes géologiques et les fiches de minéralisations de la province.
La mine Jeffrey
La mine Jeffrey, à Val-des-Sources, dans la MRC des Sources, en Estrie, est une fosse à ciel ouvert creusée dans un massif ultramafique serpentinisé. Exploitée pendant plus d'un siècle pour l'amiante chrysotile, elle a cessé ses activités au début des années 2010. La ville portait le nom d'Asbestos jusqu'à son changement de nom en 2020.
Les rodingites recoupant la serpentinite de la mine ont livré des cristaux de grossulaire réputés dans le monde entier pour leur limpidité, leur éclat et la netteté de leurs faces. Les spécimens répertoriés sont incolores, orange pâle, brun pâle, couleur miel ou roses. Ils sont souvent implantés en groupes sur la roche-mère, en association avec du diopside, de la vésuvianite, de la prehnite, de la clinochlore et d'autres minéraux calciques. Les cristaux orangés sont fréquemment décrits comme de l'hessonite.
La mine Jeffrey est l'une des localités minéralogiques les plus connues du Canada. Elle est également reconnue pour la diversité de ses espèces minérales associées aux rodingites. Ses grossulaires figurent dans les collections de nombreux musées et collectionneurs privés, et la localité est régulièrement citée dans les ouvrages de référence et les bases de données minéralogiques internationales.
Usages
Le grossulaire a surtout une valeur gemmologique et scientifique.
En joaillerie, l'hessonite et la tsavorite sont taillées comme pierres fines. La tsavorite est la variété la plus prisée en raison de sa couleur verte et de sa rareté relative. Les cristaux de la mine Jeffrey sont généralement conservés bruts comme spécimens de collection plutôt que taillés, car leur valeur tient à leur forme cristalline et à leur association avec la matrice.
En géologie, la présence et la composition du grossulaire aident à reconstituer les conditions de pression, de température et de circulation des fluides lors de la formation des roches métamorphiques et métasomatiques. Dans le cas des rodingites, le grossulaire témoigne des échanges chimiques qui accompagnent la serpentinisation des roches ultramafiques.
Comme les autres grenats, le grossulaire peut aussi entrer, sous forme granulaire, dans la composition d'abrasifs industriels. Ce sont toutefois l'almandin et l'andradite qui sont privilégiés pour cet usage.