Description et propriétés
Le spodumène est un inosilicate à chaînes simples appartenant au groupe des pyroxènes, plus précisément aux clinopyroxènes. Sa formule chimique est LiAl(SiO₃)₂, que l'on écrit aussi LiAlSi₂O₆. Il cristallise dans le système monoclinique et se présente généralement en cristaux prismatiques allongés, parfois de très grande taille dans les pegmatites.
Sa couleur varie du blanc grisâtre ou incolore au jaune pâle, au vert, au rose et au violet. Certaines variétés de qualité gemme portent un nom particulier :
- kunzite : variété rose à violette ;
- hiddenite : variété verte ;
- triphane : nom parfois donné aux variétés jaunes ou incolores.
| Propriété | Valeur usuelle |
|---|---|
| Système cristallin | Monoclinique |
| Dureté (échelle de Mohs) | 6,5 à 7 |
| Densité | environ 3,1 à 3,2 |
| Clivage | Deux directions, à environ 87° |
| Éclat | Vitreux |
| Teneur théorique en Li₂O | environ 8 % |
Sur le terrain, les cristaux de spodumène se reconnaissent à leur forme en lattes, à leur clivage prismatique typique des pyroxènes et à leur teinte souvent blanc verdâtre ou grisâtre dans les pegmatites québécoises. Le minéral s'altère fréquemment en minéraux argileux ou en micas en bordure des cristaux.
Formation et contexte géologique
Le spodumène se forme principalement dans les pegmatites granitiques de la famille dite LCT (lithium, césium, tantale). Ces roches à grain très grossier proviennent de magmas granitiques fortement différenciés, enrichis en éléments incompatibles et en éléments volatils au cours de leur cristallisation. Les liquides résiduels, injectés dans les roches encaissantes, forment des dykes ou des essaims de dykes de pegmatite.
Une pegmatite à spodumène typique se compose de feldspath potassique, d'albite, de quartz et de muscovite, accompagnés de spodumène dans une proportion généralement comprise entre 5 et 30 %. L'Office québécois de la langue française définit d'ailleurs la « pegmatite à spodumène » comme une pegmatite contenant une proportion importante de ce minéral, dans cet ordre de grandeur. Des minéraux accessoires comme la tourmaline, le grenat, le béryl, la colombo-tantalite ou la lépidolite peuvent s'y associer.
Au Québec, ces pegmatites sont surtout liées à la Province géologique du Supérieur, le plus vaste noyau archéen du Bouclier canadien. Elles se mettent en place à la fin de l'Archéen, dans des ceintures de roches vertes ou à proximité de grands batholites granitiques, souvent le long de limites entre sous-provinces. Les roches encaissantes sont fréquemment des basaltes métamorphisés (amphibolites) ou des métasédiments, que les dykes recoupent après les principales phases de déformation et de métamorphisme régional.
La Suite de Spodumène
La Suite de Spodumène est une unité lithostratigraphique officiellement définie par Géologie Québec, le service géologique du ministère responsable des ressources naturelles. Elle regroupe des intrusions de pegmatite de la région du lac des Montagnes, couverte par les feuillets cartographiques SNRC 32O11, 32O12 et 32O14, en Eeyou Istchee Baie-James.
Ces pegmatites recoupent des basaltes amphibolitisés du Groupe du Lac des Montagnes, près de la limite entre la Sous-province de La Grande et la Sous-province de Nemiscau, dans la Province du Supérieur. Les principales intrusions décrites dans la suite sont les pegmatites de Whabouchi et de Graab. Certaines intrusions atteignent jusqu'à 2,5 km de longueur et 350 m de largeur.
La minéralisation lithinifère du gîte Whabouchi est encaissée dans la Suite de Spodumène. Une datation U-Pb sur zircon associée à une pegmatite de ce gîte a livré un âge de cristallisation de 2 577 ± 13 Ma, ce qui situe la mise en place de la suite au Néoarchéen et permet de la replacer dans l'histoire tectonique et magmatique régionale de la Province du Supérieur.
Le nom de l'unité, emprunté au minéral, reflète l'importance du spodumène dans la composition de ces pegmatites, qui en contiennent typiquement de 5 à 30 %.
Répartition au Québec
Les pegmatites à spodumène du Québec se répartissent principalement dans deux grands secteurs de la Province du Supérieur.
Eeyou Istchee Baie-James
Le territoire de la Baie-James concentre la majorité des découvertes récentes. Outre le gîte Whabouchi, dans la région du lac des Montagnes, de nombreux gîtes et indices de spodumène ont été mis au jour, entre autres dans les secteurs de Nemaska, d'Eastmain et de la route Transtaïga. Les ceintures de roches vertes et les limites entre sous-provinces, comme celles de La Grande, de Nemiscau et d'Opinaca, constituent des cibles privilégiées. Des campagnes d'exploration menées au cours des années 2020 ont aussi rapporté des dykes de pegmatite à spodumène dans le secteur de Radisson.
Abitibi-Témiscamingue
En Abitibi, les pegmatites associées au batholite de La Corne, au nord-est de Val-d'Or, sont connues depuis le milieu du XXe siècle et ont fait l'objet de la première exploitation de spodumène au Québec. Au Témiscamingue, des travaux de Géologie Québec décrivent des pegmatites lithinifères au nord du lac Simard, où des indices de spodumène ont été découverts dès les années 1950.
Autres secteurs
Des pegmatites lithinifères sont également signalées ailleurs dans le Bouclier canadien québécois, notamment dans le nord du Québec. Le Système d'information géominière du Québec (SIGÉOM) recense les gîtes et indices connus et les rend accessibles au public.
Exploitation et transformation
Le spodumène est la principale source de lithium extraite des roches dures, par opposition aux saumures exploitées notamment en Amérique du Sud. Au Québec, son extraction se fait généralement à ciel ouvert.
Concentration
Le minerai est concassé et broyé, puis le spodumène est séparé des autres minéraux par des procédés comme la séparation en milieu dense et la flottation. On obtient un concentré de spodumène, souvent commercialisé avec une teneur d'environ 6 % de Li₂O.
Conversion chimique
Le spodumène naturel (forme alpha) est peu réactif. Il doit être chauffé à haute température, autour de 1 000 °C, pour être converti en spodumène bêta, une forme plus réactive. Celle-ci est ensuite traitée, par exemple par grillage à l'acide sulfurique et lixiviation, afin de produire des composés comme l'hydroxyde de lithium ou le carbonate de lithium. Des travaux de valorisation de minerais de spodumène de la Baie-James sont documentés dans les rapports de Géologie Québec.
Usages
Les composés de lithium tirés du spodumène servent surtout à la fabrication de batteries lithium-ion, utilisées dans les véhicules électriques et le stockage d'énergie. Le spodumène est aussi employé dans les industries de la céramique et du verre, où il abaisse la température de fusion et réduit la dilatation thermique. Ses variétés transparentes, comme la kunzite, sont taillées en gemmes.
Cadre québécois
Le lithium figure parmi les minéraux critiques et stratégiques visés par les politiques gouvernementales du Québec. Les activités d'exploration et d'exploitation sont encadrées par la Loi sur les mines et, sur le territoire de la Baie-James, par les régimes issus de la Convention de la Baie-James et du Nord québécois.
Histoire et terminologie
Le spodumène a été décrit au tournant du XIXe siècle par le naturaliste brésilien José Bonifácio de Andrada e Silva à partir d'échantillons de l'île d'Utö, en Suède. Son nom vient du grec spodoumenos, « réduit en cendres », allusion à l'aspect grisâtre et terreux que prend le minéral lorsqu'il est chauffé. C'est également à partir de minéraux d'Utö que le lithium a été identifié comme élément chimique en 1817.
Au Québec, l'intérêt pour le spodumène remonte surtout aux années 1950, période des premières découvertes d'indices au Témiscamingue et de la mise en valeur des pegmatites de La Corne, en Abitibi. Cette région a accueilli une exploitation de spodumène pendant les années 1950 et 1960, puis plusieurs phases de relance au XXIe siècle.
L'essor de la demande mondiale en lithium au cours des années 2010 et 2020 a entraîné une intensification de l'exploration, en particulier en Eeyou Istchee Baie-James, où de nombreux nouveaux gîtes ont été découverts et où plusieurs projets ont atteint les stades de l'évaluation environnementale, de la construction ou de la production.
La terminologie française est normalisée par l'Office québécois de la langue française, qui consigne dans le Grand dictionnaire terminologique les termes « spodumène » et « pegmatite à spodumène ». En anglais, le minéral se nomme spodumene.