Description et propriétés
La titanite cristallise dans le système monoclinique. Ses cristaux prennent fréquemment une forme aplatie en coin ou en enveloppe, caractéristique qui a inspiré son ancien nom de sphène, tiré du grec sphên, « coin ». Les macles sont courantes.
Sa couleur varie du jaune au brun, au vert, au rouge brunâtre et au noir, selon la composition chimique. L'éclat est adamantin à résineux. Le minéral se distingue par :
- une dureté de 5 à 5,5 sur l'échelle de Mohs ;
- une densité d'environ 3,4 à 3,6 ;
- des indices de réfraction élevés et une biréfringence forte ;
- une dispersion lumineuse supérieure à celle du diamant, qui donne aux pierres taillées un « feu » marqué ;
- un pléochroïsme souvent net dans les variétés colorées.
Les cristaux qui renferment de l'uranium ou du thorium peuvent subir, au fil du temps, des dommages d'irradiation qui altèrent leur structure cristalline : on parle alors d'état métamicte.
Nomenclature et composition
Le nom titanite, dérivé du titane, a été donné à la fin du XVIIIe siècle par le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth. Le nom sphène, proposé peu après par le minéralogiste français René Just Haüy, est resté longtemps en usage, en particulier en gemmologie et dans la littérature ancienne. L'Association minéralogique internationale retient aujourd'hui le nom de titanite ; Géologie Québec emploie les deux appellations.
Sur le plan chimique, la titanite appartient aux nésosilicates, des silicates formés de tétraèdres SiO₄ isolés. Sa structure admet de nombreuses substitutions :
- l'aluminium et le fer ferrique peuvent remplacer partiellement le titane ;
- le fluor et le groupe hydroxyle peuvent remplacer une partie de l'oxygène non lié au silicium ;
- les terres rares, l'yttrium, le strontium, l'uranium et le thorium peuvent se substituer au calcium ;
- le niobium, le tantale et le zirconium peuvent aussi s'incorporer au site du titane.
Ces substitutions expliquent la variété de couleurs du minéral et son intérêt pour l'étude de la chimie des roches.
Contextes géologiques
La titanite est un minéral accessoire répandu. Géologie Québec la décrit comme présente dans des roches magmatiques sodiques et dans des roches métamorphiques.
Roches magmatiques
Elle se rencontre dans les granites, les granodiorites, les diorites et les syénites, en petits grains souvent visibles à la loupe. Elle est particulièrement abondante dans les syénites néphéliniques et les roches alcalines, ainsi que dans certaines pegmatites.
Roches métamorphiques
Elle est fréquente dans les gneiss, les amphibolites et les schistes, et plus encore dans les marbres et les roches calcosilicatées. Les skarns, qui résultent de réactions entre des fluides chauds et des roches carbonatées, comptent parmi les milieux où se développent les cristaux les plus grands et les mieux formés. On l'y trouve associée au diopside, à la calcite, à l'apatite, à la scapolite, à la phlogopite ou à la vésuvianite.
Milieux sédimentaires
Résistante à l'altération, la titanite peut aussi subsister comme minéral détritique dans les sables et les roches sédimentaires.
Présence au Québec
Province de Grenville
La majorité des occurrences québécoises connues se situent dans la Province de Grenville, vaste ensemble de roches métamorphiques profondément déformées lors de l'orogenèse grenvillienne, il y a environ un milliard d'années. La ceinture métasédimentaire centrale, riche en marbres et en roches calcosilicatées, offre des conditions favorables à la cristallisation de la titanite.
Dans la région administrative des Laurentides, des occurrences sont recensées dans la MRC des Laurentides, notamment dans le secteur de Saint-Jovite, aujourd'hui intégré à la ville de Mont-Tremblant, et à Labelle. Le registre Mindat associe la titanite à la zone de skarn de Saint-Jovite et à une occurrence de fluorapatite du même secteur. Une étude scientifique menée dans ce secteur décrit un assemblage de haute pression à feldspath potassique et vésuvianite, qui documente le contexte métamorphique régional.
En Outaouais, des spécimens sont signalés à la mine Yates, près d'Otter Lake, dans la MRC de Pontiac, ainsi que dans la zone d'exploitation contrôlée (ZEC) Bras-Coupé-Désert.
Collines Montérégiennes
La titanite est également signalée dans les intrusions alcalines des Montérégiennes, mises en place au Crétacé. Elle figure parmi les minéraux de la carrière Poudrette, au mont Saint-Hilaire, gisement reconnu pour ses plusieurs centaines d'espèces minérales, et le registre Mindat la mentionne aussi sur l'île de Montréal, au mont Royal.
Ces localités, tirées en partie de publications minéralogiques non gouvernementales, indiquent des provenances connues sans constituer un inventaire exhaustif.
Distinction avec les minerais de titane
Bien qu'elle contienne du titane, la titanite n'est pas un minerai de titane au Québec. Géologie Québec la répertorie comme une espèce minérale distincte de la substance « titane », laquelle est associée principalement à :
| Minéral | Composition simplifiée |
|---|---|
| Ilménite | FeTiO₃ |
| Rutile | TiO₂ |
| Pérovskite | CaTiO₃ |
| Titanomagnétite | Fe(Fe,Ti)₂O₄ |
Les gisements de titane exploités au Québec, comme celui du lac Tio, près de Havre-Saint-Pierre, sur la Côte-Nord, sont des gisements d'ilménite liés à des massifs d'anorthosite de la Province de Grenville. La présence de titane dans une roche ne signifie donc pas que la titanite en est le porteur principal.
La titanite a été évaluée ailleurs dans le monde comme source potentielle de titane, mais sa teneur relativement faible et la difficulté de son traitement en limitent l'intérêt économique par rapport à l'ilménite et au rutile.
Intérêt scientifique et usages
Géochronologie
Parce qu'elle incorpore de l'uranium dans sa structure, la titanite est couramment utilisée pour la datation uranium-plomb. En Province de Grenville, ces datations aident à reconstituer la chronologie du métamorphisme et du refroidissement des roches, car la titanite enregistre souvent des épisodes thermiques que d'autres minéraux, comme le zircon, ne conservent pas.
Géothermométrie
La teneur en zirconium de la titanite varie avec la température et la pression de cristallisation. Cette propriété sert de géothermomètre pour estimer les conditions de formation des roches métamorphiques et magmatiques.
Minéralogie et gemmologie
Les cristaux bien formés sont recherchés par les collectionneurs. Les variétés transparentes, jaunes à vertes, sont parfois taillées en pierres fines, appréciées pour leur forte dispersion, mais leur dureté modérée les rend sensibles à l'usure. Les cristaux québécois de Grenville, souvent bruns et opaques, relèvent surtout de la collection minéralogique.