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DIAMANT - Les Trigones
Les surfaces naturelles des diamants présentent fréquemment des figures de dissolution appelées trigons, localisées exclusivement sur les faces octaédriques {111}. Ces formes, longtemps discutées quant à leur origine, sont aujourd’hui clairement interprétées comme des produits de dissolution différentielle contrôlée par les défauts cristallins. Cette étude synthétise les connaissances actuelles sur la genèse de ces structures et leur signification pétrologique.
Par JJ Chevallier Centre de Recherche Gemmologique
1. Introduction
Le diamant, minéral stable dans le manteau lithosphérique, se forme à haute pression dans des environnements carbonés. Sa morphologie cristalline, dominée par les habitus octaédrique et cubique, dépend étroitement des conditions physico‑chimiques de croissance.
Cependant, après sa cristallisation, le diamant peut rencontrer des environnements agressifs responsables de sa résorption. L’une des signatures les plus emblématiques de cette dissolution est l’apparition de Trigones sur les faces {111}.
Ces microstructures sont essentielles pour reconstruire l’histoire post‑croissance du cristal.
2. Méthodes (synthèse bibliographique)
Cette étude repose sur quatre approches couramment mobilisées dans la littérature scientifique :
2.1. Microtopographie optique et électronique
L’imagerie par microscopie optique et SEM permet la classification morphologique des Trigones (fond plat, pointe pyramidale, Trigone positif, etc.).
2.2. Diffraction et topographie X
La topographie X permet d’établir la relation entre dislocations internes et figures de dissolution en surface, révélant la géométrie tridimensionnelle des défauts.
2.3. Expérimentations HP‑HT
Les expériences, haute pression / haute température, reproduisent les conditions mantelliques, testant le rôle des fluides (CO₂, H₂O, sulfures métalliques) dans la dissolution.
2.4. Comparaison morphologique avec les diamants de gisements
La comparaison avec les diamants naturels de kimberlites, lamproïtes ou inclus dans des xénolithes mantelliques aide à distinguer dissolution mantellique et dissolution éruptive.
3. Résultats (synthèse des connaissances)
3.1. Les faces {111} comme archives structurales
Les faces octaédriques sont extrêmement sensibles à la dissolution. Elles exposent directement les directions cristallographiques préférentielles d’attaque chimique. La dissolution inverse en orientation la symétrie des trigones par rapport à la face d’origine.
3.2. Origine structurale : rôle des dislocations
Les trigones négatifs (dépressions) apparaissent systématiquement à l’affleurement de dislocations. Ils peuvent être :
-
pyramidaux : dislocation active, canal d’attaque privilégié ;
-
à fond plat : dislocation ancienne ou éliminée par dissolution totale.
3.3. Dissolution différentielle et anisotropie chimique
La dissolution est contrôlée par la densité de défauts. Ainsi :
-
les zones riches en dislocations produisent de nombreux trigones ;
-
les secteurs à cristallinité élevée résistent et conservent des arêtes vives.
3.4. Trigones positifs et recristallisation secondaire
Un changement de conditions chimiques (fluides oxydants vs sulfures, variations en fugacité du carbone) peut induire une phase de croissance secondaire, produisant des trigons en relief.
3.5. Implications géologiques
Les trigones permettent de retracer :
-
les épisodes de résorption mantellique,
-
les interactions avec les fluides de conducteurs kimberlitiques,
-
les gradients de température et les dynamiques de transport,
-
la présence ou non de xénolithes protecteurs lors de la remontée.
4. Trigones positifs et recristallisation secondaire
Lorsque les conditions physiques ou la composition du fluide changent (par exemple passage d’un fluide oxydant à un métal–sulfure ou variation de la fugacité du carbone), il est possible d’observer des Trigones positifs, correspondant non pas à une dissolution mais à une recristallisation secondaire.
Des expériences à haute pression ont montré que certaines conditions, notamment une variation du sulfure métallique environnant, peuvent conduire à la stabilisation de structures triangulaires en relief liées à des épisodes de croissance postérieurs à une phase de dissolution intense. [springer]
5. Surfaces nettes, arêtes préservées et résistance structurale
Les zones intactes, aux arêtes fortement marquées, témoignent de la résistance locale du réseau cristallin. Elles indiquent des secteurs où les dislocations sont rares ou absentes, rendant la dissolution beaucoup plus lente. L’étude X-topographique démontre que l’absence de Trigones n’implique pas nécessairement l’absence de dislocations, mais plutôt une moindre interaction entre celles-ci et les fluides agressifs. [jstor]
6. Signification pétrogénétique des Trigones
Les Trigones — qu’ils soient négatifs, positifs, émoussés ou parfaitement définis — constituent une source d’information précieuse sur :
-
l’histoire de dissolution du diamant dans le manteau,
-
la nature et l’agressivité des fluides rencontrés,
-
l’éventuelle recristallisation tardive associée à des changements physico-chimiques,
-
la présence ou non de défauts structuraux internes,
-
les conditions de transport jusqu’à la surface.
Ainsi, les figures Trigoneiques ne reflètent pas la croissance du diamant, mais plutôt les épisodes successifs de dissolution et de perturbations géochimiques subies au cours de son histoire géologique.
Bibliographie (sources citées)
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GIA (2023). Etch Features Reveal the Morphology of Diamond. Gems & Gemology, Vol. 59, No. 3.gia
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Lu, T., Ke, J., Qiu, Z. (2018). Surface dissolution features and contact twinning in natural diamonds. ResearchGate / J. Mineral. Geochemistry.researchgate
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Lang, A.R. (1963). Dislocations in Diamond and the Origin of Trigones. H. H. Wills Physics Laboratory, Bristol.jstor
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Sonin, V.M. et al. (2020). Dissolution of Natural Octahedral Diamonds in an Fe–S Melt at High Pressure. Geology of Ore Deposits.springer
2009 mis à jour novembre 2025