La cordiérite est une espèce minérale constituée de silicate de magnésium et d'aluminium, de formule Al3Mg2AlSi5O18. Elle existe en deux polymorphes :
La cordiérite est essentiellement isostructurale avec le béryl. Les anneaux à six membres AlSi5O18 sont reliés par des tétraèdres centrés sur l'aluminium et des octaèdres centrés sur le magnésium. Dans l'indialite, l'aluminium des anneaux est désordonné, tandis que dans la cordiérite sa position est ordonnée. Ce fait explique la différence de symétrie entre les deux polymorphes.
Données cristallographiques :
Structures cristallines de la cordiérite et de l'indialite
Cordiérite: Structure cristalline. Les atomes de magnésium sont représentés en vert, ceux d'oxygène en bleu. Les sites tétraédriques en jaune sont occupés par des atomes de silicium, ceux en gris par des atomes d'aluminium.
Indialite: Structure cristalline. Les atomes de magnésium sont représentés en vert, ceux d'oxygène en bleu. Les sites tétraédriques en jaune sont occupés principalement par des atomes de silicium, ceux en gris par des atomes d'aluminium.
Le rapport Al/Si = 1/5 est presque toujours respecté. Les substitutions isomorphes importantes sont fer et manganèse pour le magnésium et fer pour l'aluminium (isomorphisme de première espèce). Les cordiérites ont toujours tendance à s’enrichir en magnésium, même lorsqu'elles sont associées à des minéraux ferromagnésiens (biotite, grenats, spinelles).
La topologie de la cordiérite, comme celle du béryl, est celle d'un tectosilicate (classification de Zoltai) et seule la distinction chimique entre les tétraèdres des anneaux à six membres, centrés sur le silicium et l'aluminium, et ceux hors des anneaux, centrés sur l'aluminium seulement, permet de classer ce minéral parmi les cyclosilicates (classification de Machatski-Bragg).
La cordiérite est plus difficile à reconnaître par rapport au béryl, surtout sur les surfaces non altérées, car elle peut être confondue avec le quartz. Sur les surfaces altérées, la cordiérite est transformée en agrégats microcristallins de chlorites ou de muscovite, elle prend alors le nom de pinite.
En couche mince, la biréfringence relativement faible est typique de la cordiérite. D'autres caractères diagnostiques sont la présence d'altération en pinite le long du clivage et des fractures, et les hâlons pléochroïques jaunes autour des inclusions de zircon.
Les macles peuvent aussi être présentes, parfois lamellaires, mais plus fréquemment cycliques, à des angles de 30°, 60° ou 120º.
La morphologie comprend les formes {001}, {100}, {010}, {110} et {111}. L'angle entre {110} et {110} est proche de 60º et confère au cristal une symétrie pseudohexagonale, ce qui explique l'existence de macles cycliques.
Cordiérite dans granite du Velay
La cordiérite apparaît dans les sédiments argileux subissant un métamorphisme thermique. Elle apparaît dès les premiers stades du métamorphisme, associée à la biotite et l'andalousite. Mais elle demeure dans les stades plus élevés du métamorphisme, associée à la sillimanite, au feldspath potassique et à la muscovite.
La cordiérite peut également apparaître dans les roches issues d’un métamorphisme régional. Il s’agit alors d’un métamorphisme de haut degré : gneiss à cordiérite.
La cordiérite peut également se trouver dans quelques roches magmatiques : pegmatites granitiques, norites à cordiérite dérivées d'un magma gabbroïque contaminé par du matériel argileux.