Deux chercheurs de l’université de Colombie-Britannique se sont rendus sur l’île de Baffin, dans le Nunavut au nord du Canada, pour rechercher des minéraux très rares : des spinelles bleus à cobalt. Le spinelle est un oxyde de magnésium et de calcium, de formule chimique MgAl₂O₄. La présence d’autres éléments lui donne une large gamme de couleurs et sa variété rouge a souvent été confondue avec le rubis. Ces gemmes sont en tout cas très recherchées. Les chercheurs ont élucidé la condition de leur formation. Ils sont nés dans une chaîne de montagnes comparable à l’Himalaya il y a 1,8 milliard d’années.

Lorsque Philippe Belley est venu à l’Université de Colombie-Britannique pour étudier la formation des pierres précieuses, il ne pensait pas avoir besoin d’apprendre à se protéger des ours polaires.

Mais lorsque certaines de ces pierres précieuses sont enterrées dans l’Arctique canadien sur l’île de Baffin, où le prédateur terrestre le plus important du monde se promène également, vous risquez parfois votre vie au nom de la science.

« Nous avons repéré quatre ours polaires, mais heureusement, ils sont restés loin de nous », a déclaré Belley, qui vient d’obtenir son doctorat du département des sciences de la terre, des océans et de l’atmosphère. « Mais nous avons beaucoup appris sur la formation de certaines gemmes uniques, qui vont changer la façon de les rechercher. »

Philippe Belley et Lee Groat, minéralogiste de l’Université de Colombie-Britannique, ont publié la première étude scientifique sur le spinelle bleu à cobalt du Canada, un minéral en grande partie inconnu du grand public, mais se présentant parfois en gemmes rares qui sont convoitées par les collectionneurs et les connaisseurs du monde entier.

Spinelles bleus dans un carbonate blanc, zone de Kimmirut (cliché de Philippe Belley) et spinelle bleu à cobalt de 0,16 carat (0,032 g).

Le spinelle est disponible dans une variété de couleurs allant du rouge-rose au bleu-violet. Les pierres fines sont prisées pour leur couleur naturelle intense et leur grande transparence, deux mesures de la qualité de la pierre précieuse.

« Le spinelle bleu à cobalt suscite un intérêt considérable pour les pierres précieuses et les bijoux », a déclaré Belley. « Il y a peu de pierres dont la couleur bleue soit aussi intense. »

Même les petites pierres avec une bonne transparence et une belle couleur bleu cobalt peuvent se vendre environ dix fois plus cher qu’un saphir comparable. Mais l’approvisionnement est un problème et même la production des plus importants gisements, au Vietnam, est limitée et sporadique.

« La prospection de pierres précieuses colorées est généralement difficile en raison de la difficulté du terrain ou de l’épaisseur de la végétation dans les principales régions productrices telles que l’Himalaya et le Vietnam. La plupart des nouveaux gisements sont découverts par accident », a déclaré Belley. « Mais il y a d’excellents affleurements sur l’île de Baffin, ce qui facilite l’exploration et l’utilisation de techniques plus avancées telles que l’imagerie par drones ou satellites »

Les chercheurs ont analysé quatorze veines de spinelle sur l’île de Baffin, y compris deux veines de spinelle bleu à cobalt, afin de mieux comprendre comment il se forme.

« C’est une recette simple, mais vous devez combiner les bonnes proportions d’ingrédients chimiques », a déclaré Belley.

Sur l’île de Baffin, le spinelle s’est formé il y a 1,8 milliard d’années à partir de dépôts sédimentaires de marnes dolomitiques et de calcaires à dolomite. Ces roches sédimentaires se sont métamorphosées à une température d’environ 800 °C et à très haute pression.

Belley et Groat ont découvert que l’ingrédient magique produisant cette couleur bleue caractéristique – le cobalt – n’était présent dans des concentrations suffisamment élevées pour produire des pierres de qualité gemme que dans de petites zones localisées.

« Nous avons constaté que du cobalt avait été ajouté à un certain point au cours du dépôt des sédiments ou jusqu’au début du métamorphisme », a déclaré Groat. « Des travaux antérieurs sur d’autres gisements suggéraient que le cobalt était acheminé au cours du métamorphisme à haute température. Nos résultats vont par conséquent changer la manière d’explorer les gisements de spinelle bleu à cobalt. »

Selon Belley, le spinelle de l’île de Baffin contient jusqu’à 500 parties par million de cobalt (0,05 %), ce qui lui confère une couleur bleue vive comparable aux meilleures sources au monde.

Bien que l’accès à la zone d’étude scientifique soit extrêmement difficile et nécessite de longues traversées en bateau à travers l’épais brouillard du détroit d’Hudson, des conditions orageuses, la surveillance des ours polaires et un long processus d’obtention de permis pour protéger l’environnement écologiquement sensible, la géologie de l’île de Baffin est une véritable mine de découvertes scientifiques pour les chercheurs.

L’équipe a également analysé les saphirs Béluga qui ont été utilisés dans la broche de saphirs du jubilé de la Reine et la présence de lapis-lazuli.

« L’île de Baffin est géologiquement similaire à l’Himalaya, où certaines des plus belles gemmes du monde ont été découvertes », a déclaré Belley. « Le Canada n’a pas été largement reconnu comme une source de pierres précieuses fines et colorées, mais nos recherches suggèrent que nous avons tous les bons ingrédients. »

Traduction du communiqué de presse de l’Université de Colombie-britannique.