LES SILICATES

LES  NESOSILICATES ET LES SUBNESOSILICATES  

  On classe ces silicates à tétraèdres isolés en 2 sous groupes : Les nésosilicates vrais  Les subnésosilicates qui comportent des polyèdres anioniques supplémentaires 

I) les nésosilicates vrais Ils sont classés en fonction de la taille des cations qui relient les tétraèdres entre eux en : 
-Nésosilicates à petits cations : la phénacite (SiO4) Be2 

-Nésosilicates à cations moyens : l’olivine (SiO4) (FeMg)2   les grenats (SiO4)3(Al, Fe,Cr)2(Ca,Fe,Mg,Mn)3 

-Nésosilicates à gros cations : le zircon (SiO4) Zr Seuls les nésosilicates à cations moyens les subnésosilicates seront étudiés. 

1) Groupe des péridots 

Les péridots sont des minéraux ferromagnésiens formant une solution solide continue entre un pôle Mg qui est la forstérite de formule (SiO4) Mg2 et un pôle Fe qui est la fayalite de formule (SiO4) Fe2 le terme intermédiaire étant l’olivine : (SiO4)(FeMg)2 , minéral bien connu en pétrographie. L’olivine cristallise dans le système orthorhombique (mmm). Elle est rarement automorphe et se présente souvent en masse grenue nodulaire. Elle est de couleur jaune vert à vert olive, de dureté comprise entre 6.5 et 7 et de densité comprise entre 3.25 et 4. Au microscope l’olivine présente une réfringence et une biréfringence moyenne à forte, cette dernière croit avec la teneur en fer. Gisement : l’olivine est un minéral fréquent dans les roches magmatiques basiques (basaltes et gabbros) et ultrabasiques péridotites (dunites).

 La forstérite, rare dans les roches magmatiques est plutôt un minéral des roches métamorphiques qui apparait lorsque des sédiments placés dans des conditions de pression et de température élevées se transforment en calcaire cristallin d’après la réaction suivante : 

Dolomite   +    Quartz     →              forstérite +calcite + CO2 
 2(Ca,Mg)CO3 + SiO2     →     (SiO4)Mg2 +2CaCO3 +2CO2 

La fayalite est un péridot qui cristallise dans les milieux très différenciés enrichis à la fois en Fe et en Na. La fayalite se rencontre dans quelques phonolites, trachytes et leurs équivalents grenus. Altération : les olivines sont souvent transformées soit en serpentine ou en iddingsite de couleur rougeâtre correspondant à un mélange d’oxydes de fer, Mg et de goethite (FeO,OH). Les agents d’altération sont soient des gaz tardi-magmatiques soient des liquides. 

2) Groupe des grenats Ils forment des solutions solides complexes de formule générale : 
(SiO4)3 Y 3+ X 2+ Avec   Y3+= Al3+, Fe3+, Cr3+ Et         X2+= Fe2+, Mg2+, Ca2+, Mn2+ 

Les noms des différentes espèces sont regroupés dans le tableau suivant : 

  Al3+ Fe3+ Cr3+ Fe2+ Almandin   Mg2+ 

 Pyrope  Hanleite Ca2+ Grossulaire Andradite Ouvarovite Mn2+ Spessartine Caldérite  

Les grenats alumineux et l’andradite sont les plus répandus. Les grenats cristallisent tous dans le système cubique holoèdre m3m. Ils sont fréquemment automorphes et présentent un faciès isométrique constitué par la forme rhombododécaèdre (110)  Ils peuvent également se présenter en grains arrondis. Leur couleur, leurs indices de réfraction, leur dureté et leur densité varient avec leur composition. 

  Espèces Couleurs Dureté Densité Almandin Rose à rouge-brun 7 4.25 Pyrope grenat 7 à 7.5 3.51 Grossulaire Incolore, rosâtre à vert-jaune 6.5 3.53 Spessartine Jaune à rouge- brun 7 à 7.5 4.18 Andradite Vert à brun -noir 7 3.75 Ouvarovite Vert émeraude 7 3.77 

Tous les grenats ont un éclat vitreux, ils sont transparents à translucides. 

Gisement : Les grenats sont des minéraux communs des roches métamorphiques et certaines roches magmatiques. Ainsi on trouve : L’almandin dans les gneiss et les micaschistes. Le pyrope dans les péridotites et les kimberlites. Le grossulaire dans les skarns. La spessartine dans les granites et les pegmatites granitiques. L’andradite dans les roches du métamorphisme de contact. L’ouvarovite dans les serpentinites chromifères. 

2)Les subnésosilicates Ce sont des silicates d’alumine correspondant aux minéraux du métamorphisme, il s’agit de l’andalousite, de la sillimanite et du disthène. Ce sont des minéraux polymorphes répondant à la composition globale : SiAl2O5 

a)Andalousite Elle cristallise dans le système orthorhombique holoèdre mmm. Très fréquemment automorphe : cristaux prismatique pseudoquadratique allongés selon Oz et combinant les formes (110), (100),(010) et (001). L’andalousite peut également se présenter en agrégats radiés. Elle renferme souvent des inclusions charbonneuses à la limites des secteurs (110), c’est la variété chiastolite. 

Couleur : blanc sale, gris à marron clair. Elle possède un clivage 010 très facile. Elle est translucide à éclat gras. Elle présente une cassure irrégulière. Dureté =7.5  et densité : 3.1 à3.2. Gisement : l’andalousite est un minéral du métamorphisme de contact entre le granite et les schistes pour donner des cornéennes. C’est aussi un minéral du métamorphisme général ou régional, où elle représente un minéral typique des pressions modérées à basses (< 5 Kbars) on la trouve alors dans les gneiss. L’andalousite s’altère en muscovite et séricite. 

b)Disthène Il cristallise dans le système triclinique holoèdre (1). Ils possèdent 2 clivages, un clivage 100 facile et un clivage 010 plus difficile. Le disthène est fréquemment automorphe et il présente alors un faciès prismatique allongé selon (001) et aplati selon (100). Il se présente souvent en agrégats radiés. Couleur : incolore à bleu ciel ou brunâtre. Le disthène est transparent à translucide et présente un éclat gras sur les clivages. Dureté : 4 à 7 , densité : 3.5 à 3.7  c’est la variété la plus dense des silicates d’alumine. Gisement : le disthène est un minéral que l’on trouve presque exclusivement dans les gneiss  et les micaschistes où il coexiste avec le grenat. Le disthène s’altère en muscovite. 

c)Sillimanite Elle cristallise dans le système orthorhombique holoèdre mmm, et présente des clivages 010  très facile.  La sillimanite est rarement automorphe, elle présente un faciès aciculaire à fibreux allongé selon Oz avec les formes (010) et (110) quelquefois visible. Elle peut aussi se présenter en agrégats capillaires flexueux. Couleur : blanchâtre à brun clair.  Elle est transparente à translucide avec un éclat gras et une cassure esquilleuse. Dureté 6 à 7, densité=3.3. Gisement : La sillimanite est un minéral du métamorphisme général de la catazone (haute température supérieure à 550°C et haute pression). Elle est présente dans les gneiss à sillimanite. Pas d’altération connue. 

Les sorosilicates et les cyclosilicates 

I) les sorosilicates 

Ce sont des silicates (Si2O7) isolés. On distingue : - Les sorosilicates vrais : groupe des mélilites - Les subsorosilicates : groupe des épidotes et de l’idocrase - Les subsorosilicates à ions d’oxygènes supplémentaires : groupe de la lawsonite Seules les subsorosilicates avec le groupe des épidotes feront l’objet de notre étude. 

A) les épidotes 

les minéraux de ce groupe présentent à la fois des fonctions (Si2O7) et (SiO4) ainsi que des ions oxygènes supplémentaires non liés au silicium. On distingue : 

la zoïsite (Si2O7) (SiO4) O (OH) Al3Ca2 elle se présente sous 2 formes : orthorhombique et monoclinique (clinozoïsite) 

la pistachite (Si2O7) (SiO4) (OH) Ca2 Fe Al2O C’est une épidote qui renferme 10% de molécule de Fe2O3, elle cristallise dans le système monoclinique. 

La piémontite  

(Si2O7) (SiO4) O (OH) (Al, Fe

3+ , Fe

2+ , Mn 2+ )3(Ca, Ce, La, Y 3+ )2 C’est une variété qui contient du manganèse et qui cristallise dans le système monoclinique. 

L’allanite ou orthite 

(Si2O7) (SiO4) O (OH) (Fe 3+ , Fe 2+ ) 3(Ca, Ce, La, )2 Al2O (OH) 

En général les épidotes se présentent sous forme de cristaux prismatiques pouvant atteindre une trentaine de cm, parfois aciculaires, avec aplatissement fréquent. Elles peuvent se présenter en groupes fibro-radiés ou en masses grenue. 

Couleur : vert bouteille à vert pistache tirant vers le jaune ou le noir. La piémontite est de couleur brun violacé Cassure irrégulière, parfois lamellaire. Clivage parallèle à l’allongement. Translucide à opaque, avec un éclat vitreux. Dureté comprise entre 6 et 7, et de densité = 3,4 Gisement : les épidotes se rencontrent dans les roches de faible métamorphisme régional. L’allanite se trouve dans les roches éruptives acides : granites, granodiorites et pegmatites. Produit d’altération hydrothermale des silicates alumino-calciques (feldspath, hornblende) 

II) les cyclosilicates

Comme nous l’avons dit en introduction les cyclosilicates se distinguent par les traits particuliers à savoir que les mailles cristallines contiennent des groupes isolés de tétraèdres 

SiO4 associés en anneaux, c'est-à-dire caractérisés par les radicaux complexes :  

(Si4O12) et  (Si6O18). Nous distinguons 2 groupes : Un groupe à 4 tétraèdres associés en anneaux : l’axinite Un groupe à 6 tétraèdres associés en anneaux : le béryl, la tourmaline et la cordiérite.  Les minéraux du 2ième groupe sont les plus importants. 

1) le groupe du béryl C’est le minéral le plus répandu des minéraux renfermant du beryllium. 

Le béryl de formule (Si6O18) Be3 Al2 cristallise dans le système hexagonal. Le béryl a un faciès prismatique. Il se rencontre généralement sous forme de cristaux isolés, quelque fois groupés en druses. Couleur : variée : souvent blanc verdâtre, jaune vert, bleu clair, vert vif, quelque fois rose. Suivant la couleur on distingue : - l’émeraude : béryl de couleur vert vif. Les variétés translucides sans fissures sont des 

gemmes très recherchés (coloration due au Cr 3+ ). 

- L’aigue marine : variété de béryl transparent de couleur bleue. Densité : entre 2,6 et 2,9. 

Dureté : comprise entre 7,5 et 8. Gisement : minéral commun des pegmatites, des granites et des syénites néphéliniques. Le béryl peut prendre naissance par métasomatose dans un contexte métamorphique (ex des émeraudes de Sibérie), soit sédimentaire (ex des émeraudes de Colombie). Gisement important au Brésil, en Inde et en Afrique du Sud. Le béryl est utilisé en industrie aéronautique car le Be est un des métaux les plus légers. Il est par ailleurs utilisé en médecine comme sels de Be. 

mis sur blog Chalal Y.2017

2) Le groupe de la tourmaline 

Sa formule est la suivante :[ (Si6O18) (BO3)3 (OH, F) 4 ]Al6 Y3 Na. Dans laquelle Y= Mg, Fe, Mn, Li, Al Quand Y= Mg, la tourmaline est dite magnésienne, c’est la dravite de couleur jaune brun. Quand Y= (Fe, Mn) la tourmaline est dite ferreuse, c’est le schörl de couleur noire. Quand Y= (Al, Li), il s’agit d’une tourmaline alcaline, l’elbaïte de couleur rose ou bleue. La couleur de la tourmaline est donc fonction de sa composition chimique. La tourmaline cristallise dans le système rhomboédrique, elle se présente sous forme de longs cristaux striés suivant l’allongement(faciès columnaire) à section triangulaire souvent courbe. Elle peut se présente en agrégats aciculaires ou fibreux  Cassure conchoïdale, pas de clivage Transparente à opaque, et à éclat vitreux Densité comprise entre 2,9 et 3,2. Dureté =7à 7,5 Gisement : la tourmaline est un minéral typique des milieux pneumatolitiques. On la rencontre :  Dans les pegmatites où elle coexista avec le quartz et l’orthose et  avec la muscovite. Dans les granites et les greisens avec la cassitérite, la topaze et la wolframite. Dans les gisements aurifères de haute température. Dans les schistes cristallins. 

3) Le groupe de la cordiérite 

De formule : (Si5AlO18) (Mg, Fe)2 Al3 elle cristallise dans le système orthorhombique, de structure cristalline comparable à celle du béryl avec des ions aluminium à la place du Be.  Les cristaux sont rares, elle se présente en grains ou en masse compacte 

Couleur : elle peut être incolore mais souvent colorée : gris, bleu, bleu violet, rarement en blanc jaunâtre ou en brun. Son éclat est vitreux, transparente à translucide Cassure irrégulière à conchoïdale. Clivage net suivant 010 Dureté entre 7 et 7,5 Densité entre 2,60 et 2,66 La cordiérite s’altère en pinite  Gisement : la cordiérite est fréquente dans les roches du métamorphisme général(les gneiss, les granulites, les migmatites) dans les roches du métamorphisme de contact (schistes et cornéennes) mais également dans les roches ignées (pegmatites et granites d’anatexie). 

 LES INOSILICATES 

RAPPEL  Ce sont des silicates à  tétraèdres associés en chaîne  qui peut être simple, tel est le cas des Pyroxènes de formule générale (Si2O6)4-, ou chaîne double cas des amphiboles de formule générale (Si4O11)6- OH. 

I) LES PYROXENES Dans les pyroxènes, les chaînes sont allongés suivant l’axe c et leur période est de 2 tétraèdres d’où leur formule (Si2O6)4- . La formule générale des pyroxènes s’écrit de la façon suivante : 

W (1-p) (X,Y)1+p (Si,Al)2 O6         0 <p<1 

Dans laquelle : W= Ca ou Na cations de grande taille X = Fe2+, Mg, Mn, Li, Ni  cations de taille moyenne  Y = Fe3+, Al, Ti cations de petite taille Les chaînes de tétraèdres sont reliées entre elles latéralement par les cations Ca, Na, Mg, Fe, Al etc. Ces cations occupent 2 sortes de sites différents : M1 et M2.  Les sites M1,  situés entre les petites bases de 2 trapèzes, sont octaédriques. Tandis que les sites M2, sont situés entre les grandes bases et ont une coordination comprise entre VI et VIII  Et donc moins régulière que la précédente.  La symétrie des pyroxènes dépendra en fait de la taille des cations qui occupent ce site M2. Si les cations présents dans ce site M2 sont de dimension moyenne (Fe, Mg..) la symétrie sera généralement orthorhombique, et il s’agira d’ orthopyroxènes. Si au contraire les cations présents dans le site M2 sont volumineux (Ca, Na) la symétrie sera monoclinique et il s’agira de clinopyroxènes. La substitution de Si par Al dans les tétraèdres est généralement très faible. 

classification des pyroxènes 

CARACTERES GENERAUX DES PYROXENES Les pyroxènes se distinguent surtout par leur forme et leur clivage. Forme : les pyroxènes sont généralement trapus, cependant les faciès allongés souvent aciculaires sont d’autant plus fréquent que la teneur en Na est plus élevée. Clivages : ils sont caractéristiques suivant 110. L es traces de ces clivages font entre elles un angle voisin de 90°. Par ailleurs ces clivages sont grossiers et discontinus. 

A) LES ORTHOPYROXENES (OPX) Les OPX forment une solution solide depuis un terme magnésien l’enstatite de formule  Si2O6 Mg2  jusqu’ au terme ferrifère l’orthferrosillite de formule Si2O6 Fe2. Le termes intermédiaire le plus commun est : l’hypersthène  

Les cristaux nets d’OPX sont rares. Le plus souvent ces pyroxènes se présentent en masses  fibreuses, lamellaires ou compactes. Couleur : les termes magnésiens sont de couleur claire, gris, vert pâle, blanc jaunâtre, parfois brun clair. Au microscope, ils sont pratiquement incolores en LN. Les termes extrêmes ferrifères sont noirs verdâtres ou brunâtres. Ce sont les termes intermédiaires que l’on rencontre le plus souvent dans les roches. La dureté est comprise entre 5 et 6 et la densité varie de 3.1 à 3.5 Altération : les OPX s’altèrent en serpentine ou en talc pour les termes magnésiens. Gisement : Les OPX sont fréquents dans les roches basiques et ultrabasiques (gabbros, norites, pyroxénolites, péridotites). Ils sont plus rares dans les roches métamorphiques. Ils sont associés à l’olivine, la serpentine et la magnétite. 

B) LES CLINOPYROXENES (CPX) Dans les CPX le site W sera occupé par Ca ou Na (gros cations). Les pyroxènes sont alors calciques ou sodiques et ils cristallisent dans le système monoclinique. 

1) Les pyroxènes monocliniques calciques Ces pyroxènes contiennent toujours un peu de Fe et de Mg et sont de ce fait classés en fonction des valeurs relatives en Ca, Mg, et Fe dans le diagramme triangulaire de POLDERVAART et HESS (1951). On distingue ainsi : Le diopside Si2O6 CaMg,  L’hédenbergite Si2O6 CaFe L’augite  Si2O6 Ca (Fe, Mg, Al, Ti) La pigeonite a)L’augite L’augite est le minéral le plus répandu, elle peut être ferrique, titanifère et même contenir un peu de sodium (Na) , on dit alors qu’il s’agit de l’augite aegyrinique. Généralement bien cristallisé en prismes trapus de sections octogonales. Sa couleur est variable du brun vert à noir. Cassure conchoïdale. Clivages nets. Translucide à opaque. Eclat vitreux. Les augites d’origine volcanique montrent souvent en LM une mâcle en sablier. Le diallage est une variété d’augite avec un clivage supplémentaire 110. Dureté = 5 à 6  et Densité = 3 à 3,6 Gisement : l’augite est le minéral le plus fréquent dans les roches basiques plutoniques (gabbros) et volcaniques (dolérites et basaltes), mais également dans les roches ultrabasiques (péridotites) Altération : l’augite s’altère en ouralite. L’ouralitisation est la transformation des pyroxènes en hornblende verte en association avec la pistachite et la chlorite quand le degré d’altération est poussé. 

2)Les pyroxènes monocliniques sodiques On distingue : la jadéïte Si2O6 Na Al  et L’aegyrine Si2O6 Na Fe. Cependant la plus répandue est l’aegyrine. a)L’aegyrine Elle se présente en cristaux allongés, en aiguilles forme aciculaire, parfois striée ou cannelée. Couleur : noir verdâtre Transparente à opaque, éclat vitreux Dureté = 7 et densité = Gisement : l’aegyrine est un minéral présent dans les granites alcalins et dans les syénites néphéliniques. 

II) LES AMPHIBOLES 

Les amphiboles présentent des structures en chaîne double (rubans) de tétraèdres SiO4. L’unité structurale est donc le ruban (Si4O11) (OH) dirigé suivant l’axe c. La formule générale des amphiboles est la suivante : A0-1(X, Y) 7-8 (Z4O11)2 (OH) 2 Avec : A= Ca, Na, K X =Mg, Fe, Mn,  Y=Al, Fe3+ Ti, Cr, Li Z= Si, Al Dans les amphiboles la substitution tétraédrique Si ↔Al est plus prononcée que dans les pyroxènes. Entre les couches de formule : [(SiAl)4O11OH,F] , on distingue 5 types de sites de cations. 

Site A : situé au milieu des grandes bases de trapèzes. Ce site peut être occupé par les gros cations  Ca, Na, K de coordinance 8 à 10, ou inoccupé c'est-à-dire vacant. Site M4 : situé en bordure des grandes bases des trapèzes. Ce site contient des cations en coordinance 6 à 8. Sites M1, M2, M3 : ce sont de petits sites qui abritent des cations en coordinance octaédrique.  Ces sites accueillent les cations X et Y qui vont déterminer la symétrie orthorhombique ou monoclinique des amphiboles. Ainsi : Si en X il y a  Fe et Mg les amphiboles sont ferromagnésiennes et cristallisent dans le système orthorhombique. Si X= Ca, les amphiboles sont calciques monocliniques Si X=Na, les amphiboles sont sodiques et monocliniques. 

Caractères généraux des amphiboles Les amphiboles présentent de grandes analogies avec les pyroxènes tant par leur forme que par leur composition chimique. Elles se distinguent des pyroxènes par la structure, l’habitus prismatique en général plus allongé et à section hexagonale, l’angle des clivages proche de 120°, la densité plus faible(2,5 à 3,6) et un radical hydroxyle qui n’existe pas chez les pyroxènes. 

  

1) les amphiboles ferromagnésiennes 

Elles cristallisent dans le système orthorhombique car le site X renferme Fe, Mg. On distingue parmi elles l’anthophyllite  de formule : [(Si4O11) OH] 2 (FeMg)7 Les cristaux à faciès prismatique sont rares. Elle se présente souvent en masse compacte, fibroradiée, fibreuse. Couleur : grise, brunâtre, vert brunâtre, à brun rougeâtre. Clivage suivant le prisme (110) avec un clivage de 120°. Eclat vitreux Dureté=5,5 à 6 et densité=2,8 à 3,2 Gisement : c’est un minéral essentiel des schistes cristallins. 

2) les amphiboles monocliniques calciques 

Dans ce cas le site X renferme  du Ca, les amphiboles appartenant à cette classe sont :  Le groupe actinote-trémolite et la hornblende. 

a)Actinote-trémolite Elle forme une solution solide depuis : un terme magnésien, la trémolite : [(Si4O11) OH] 2Ca2 Mg5 vers un terme ferrifère, la ferroactinote : [(Si4O11) OH] 2 Ca2 Fe5 , le terme intermédiaire étant l’actinote de formule [(Si4O11) OH] 2 Ca2 (Mg, Fe)5 , Les cristaux sont rares chez la trémolite, cependant ils sont plus fréquents chez l’actinote ; prismes plus ou moins allongés, parfois lamellaires. Généralement en agrégats aciculaires à fibreux. Couleur blanc à gris foncé. Eclat vitreux à soyeux ; cassure inégale Dureté=5 à 6  et densité =2,9 à 3,2 L’asbeste à longues fibres est une variété fibreuse de la trémolite. Gisement : la trémolite se rencontre surtout dans les calcaires cristallins et les dolomies.  L’actinote dans les schistes cristallins, chloriteux ou talqueux. 

b) la hornblende Sa formule est : [(Si3AlO11) OH]2 (Ca, Na, K)2-3(Mg, Fe2+, Fe3+, Al)5 On distingue la hornblende verte et la hornblende brune ou hornblende basaltique qui est plus riche en fer. 

La hornblende basaltique est généralement bien cristallisé :cristaux prismatiques allongés à section hexagonale. La hornblende verte en cristaux libres peu nets, en agrégats allongés aplatis, fibreux, parfois massif.  Couleur Hb verte :vert, vert bleuâtre, brun clair, vert noirâtre. Hb brune : brun à noir brillant. Translucide. Cassure subconchoïdale. Dureté = 5 à 6 et densité = 3 à 3,4 Altération en épidote, serpentine, chlorite. Gisement : la Hb brune ou Hb basaltique est plus fréquente dans les roches volcaniques (basaltes, trachytes). La Hb verte se rencontre dans les granites, les syénites, les dioritesmais également dans les roches du métamorphisme de contact et dans les schistes cristallins (amphibolites). 

3) Les amphiboles monocliniques sodiques Le site X renferme du Na.  Nous citerons parmi les plus importants la riébékite de formule : [Si4O11 (OH)]2 Na2 Fe3+4 Elle se présente en cristaux prismatiques irréguliers ou fibreux et en agrégats lamellaire ou asbestiforme.  Couleur : bleu noir à noir  Eclat vitreux mais parfois soyeux à chatoyant Clivage parfait selon le prisme vertical Dureté = 5,5 à 6 et densité = 3,02 à 3,42. Gisement : on  rencontre la riébékite dans les roches du métamorphisme de basse température et de basse et moyenne pression, mais également dans les roches magmatiques alcalines : dans les granites et les syénites.  

LES PHYLLOSILICATES

L'élément structural de base dans les phyllosilicates est le feuillet constitué de tétraèdres dont deux sont reliés par leur sommets de façon que chaque tétraèdre possède

un O2 et 3/2 de O2

Cette trame bidimensionnelle silicatée à symétrie pseudo hexagonale est complétée par

une couche d'octaèdres de type : Brucite : Mg (OH)2 ou de gibbsite : AL (OH)2. 

Il existe alors 3 type d'associations de ces couches tétraédriques et octaédriques.
1) une couche tétraédrique superposée à une couche octaédrique.(épaisseur 7Â)

(Si4O10)(OH)2 M2-3 (OH)6
 2)une couche octaédrique disposée entre deux couche tétraédriques (épaisseur l0 Â) (Si4O10)(OH)2 M2-3

3) Identique au précédent avec une couche octaédrique libre .
(épaisseur 14 Â).
(Si4O10)(OH)2 M2-3 Mg3(OH)6

La classification des phyllosilicates se fait suivant

- le type de feuillet et de son épaisseur - L'occupation de sa couche octaédrique qui peut être faite par 2 Al3+ ou par 3 Mg2+ Si c'est Al 3+: deux sites seront occupés et un site sera vacant,c'est le cas des

phyllosilicates dioctaédriques Si c'est Mg2+: les 3 sites seront occupés , c'est le cas des phyllosilicates trioctaédriques.

- de la nature des liaisons entre les feuillets

- du degré de symétrie

Compte tenu de cela nous aurons : Des phyllosilicates à 2 deux couches {7 &): groupes des serpentines et de la kaolinite Des phyllosilicates à 3 couches (10 Â; , groupes du talc -pyrophyllite et des micas Des phyllosilicates à 4 couches (14 Â)' groupes des chlorites, vermiculites et

montmorillonites.

I) Groupe de serpentines

Phyllosilicates à 2 couches 7 Â de formule [(Si4O10](OH)2 Mg6 (OH)6 Quand elle est riche en Mg , c'est de I'antigorite Quand elle est riche en Fe c'est de la ferro-antigorite Elle se présente soit sous forme de feuillets ou elle peut également présenter un faciès

fibreux.

Sa couleur est généralement verte plus ou moins foncé. Gisement : Elle est répandue dans les roches contenant des pyroxènes et des péridots car

leur altération donne de la serpentine.

II) Groupe du talc
Leur formule est : [(Si4O10)(OH)2] Mg3, Ils se présentent sous forme de paillettes qui glissent les unes sur les autres. Quand ils subissent l'action des hautes températures ils perdent OH et deviennent des

pseudopyroxènes.

Gisement : se sont des minéraux de roches essentiellement métamorphiques.

La pyrophyllite est une variété de talc alumineux de formule :[(SiaO10)OH2] Ai2.

III) Groupe des Micas

Ils sont construits sur la base de Si4O10 avec substitution de 1 Si par Al ,dans la couche

tétraédrique qui est compensé par un cation (K, Na, Ca).

Les formules structurales des micas s'écrivent :

[(Si3AlO10) (OH,F)2] X2Y4 micas dioctaédriques
[(Si3AlO10) (OH,F)2]2 X2Y6 micas trioctaédriques
X = K, Ir{a, Ca, Cs, Rb, (H2O)+

Y2+: Mg, Fe, Mn

Y3+: A1, Fe, Cr, V, Ti
Les gros ions X occupent les sites interfoliaires, ils assurent la cohésion de la structure. Ils existent des micas intermédiaires entre dioctaédriques et trioctaédriques comme les lépidolites pour lesquels le remplissage octaédrique est compris entre 2 et 3. Les micas sont cristallochimiquement très complexes et peuvent être considérés comme des solutions solides entre plusieurs espèces :

Les micas dioctaédriques

[Si3Al O10 OH2 ]Al2 K -+ 1a Muscovite [Si3Al Oro OHz ]Al2 Na -> La paragonite [Si3Al O10 OH ]Cr2 K  La fuschite

Les micas trioctaédriques

[Si3AI O10 OH2 ]Mg2 K-+ la Phlogopite [Si3Al 016 OH2 ](Fe, Mg), K +La biotite [Si3Al Or OHz ]Fes K+ L'Annite

Le Li et le Na peuvent parfois remplacer 1e K , on aura alors

[Si3Al O10 OH2 ]Al2 Li -+ Le Lepidolite [Si3Al Oro (OH)2 ](Fe,Al)2 Li + La zinwaldite

Caractères minéralogiques communs aux micas

Généralement monocliniques holoèdres 2lm ,

Ils cristallisent généralement en plaquettes pseudohexagonales aplaties selon (0001).

Ils possèdent un clivage 001 parfait et unique, il passe entre les feuillets TOT.

Les macles par accolement (001) sont fréquentes.

La couleur des micas est variable :

Les micas alumineux sont transparents, blanchâtres tel est 1'exemple de la muscovite et

de la paragonite.La muscovite coioré en vert par le Cr devient de la fuschite.

Les micas ferromagnésiens sont noirs (la biotite), brun doré (la phlogopite).

Les lépidolites (41, Li) sont de couleur rose à rose violacée.La zinwaldite est gris terne.

La dureté des micas est comprise entre 2.5 et3.

Leur densité augmente avec la teneur en Fe.

Gisement : Les micas sont des minéraux essentiels dans toutes les roches magmatiques (plutoniques ou volcaniques). Ils sont également présents dans les métamorphiques

(général et de contact). Les micas sont rares dans les roches sédimentaires, mais peuvent

parfois résister au transport et donner des grés micacés : les psammites.

Les micas s'altèrent facilement en chlorite ou vermiculite avec ségrégation de granules

d'oxydes de fer dans les clivages.

IV) Groupe des chlorites

Ce sont des aluminosilicates de Fe, Mg et Al qui forment un groupe de minéraux

monocliniques ressemblant aux micas mais qui en diffèrent par 1es caractères structuraux,

par un clivage moins facile donnant des lamelles flexibles mais non élastiques et ayant

généralement une couleur vert foncé. On distingue :

- des chlorites magnésiennes (épaisseur des feuillets:14 A
 pennine [Si 3.5-3.1Al 0.5-0.9 O10 (OH)2] (Mg, Al)3 Mg3(OH)6
 clinochlore [Si3Al O10 (OH)2 ](Mg, Al)3, Mg3 (OH)6
 - des chlorites ferrifères qui présentent une strcture de type serpentine à 7 A :
 la chamosite

]Si2Al2O10 (OH)2)] (Fe2+)4, Al2) (OH)6

Caractères des chlorites magnésiennes

Les cristaux sont rarement bien forrnés. Ils présentent un aspect hexagonal ou parfois en

tonnelet. Ils peuvent se présenter également en masses lamellaires.

La dureté est comprise entre 2 et 2.5, ils sont de couleur vert plus ou moins foncé, sont

transparents à translucides, à éclat nacré à gras. Couleur de la trace incolore

Gisement : minéraux très répandus aussi bien dans les roches magmatiques que

métamorphiques.

Ils proviennent souvent de la transformation hydrothermale de silicates ferromagnésiens

(biotite, amphibole etc..).

Dans les roches métamorphiques ils donnent 1es schistes chloriteux

Caractères des chlorites ferrifères Elles se présentent en masse compacte, cryrtocristalline ou oolithiques .Elles sont de couleur gris verdâtre à noir. Elles se rencontrent essentiellement dans les roches sédimentaires où el1es forment des bancs épais au milieu des calcaires.

V) Minéraux des argiles

On distingue : La Vermiculite [Si3AI O10 (OH)2 ] (Fe, Mg, Al]3 n H2O La vermiculite cristallise dans 1e système monoclinique. El1e se présente en cristaux lamellaires à section hexagonale. Elle est de couleur verte, ou jaune d'or à brune. Elle est translucide à éclat vitreux à nacré. Son clivage est parfait. La vermiculite représente le produit de transformation hydrothermale de la biotite et de la

phlogopite. La montmorillonite [Si4 O10 (OH)2 ] Al2 n H2O La montmorillonite est une argile smectique de couleur blanche, grise ou rose. Elle absorbe I'eau en augmentant de volume sans devenir plastique :.les bentonites. Elle se forme par alteration de roches basiques dans des conditions alcalines (climat

semi-aride, eaux stagnantes). Elle est utilisée Çomme adsorbant pour la purification des huiles,pétroles et comme boue

de forage.

La kaolinite [Si4 O10 (OH)2 ] Al2 Les cristaux sont très rares, elle se présente en lamelles pseudo-hexagonales, et plus généralement en masse compacte grenue ou terreuse. De couleur blanche, jaunâtre ou verdâtre , elle présente un toucher onctueux et un éclat mat. Elle absorbe l'eau en donnant une pâte plastique. Gisement : Elle se forme par altération atmosphérique ou hydrothermale de roches riches en alcalins . Les feldspaths sont souvent sujet à kaolinisation (pegmatite, granite, gneiss)

et des roches sédimentaires.

LES TECTOSILICATES 

Rappel 

Ce sont des silicates à tétraèdres en édifices à 3 dimensions ou tectosilicates, c’est à dire tétraèdres disposés en charpente ou toit. Les tétraèdres SiO4 sont soudés les uns aux autres par leur 4 sommets. De ce fait chaque atome d’O2  appartient à 2 tétraèdres voisins. Lorsque les tétraèdres sont dépourvus d’Al la charpente atteint la neutralité électrique et 

la formule structurale de l’édifice est SiO4/2 ce qui donne SiO2, c’est le groupe de la silice. Lorsque les tétraèdres contiennent de l’Al les charges négatives excédentaires de la charpente sont compensées par de gros cations alcalins ou alcalino-terreux qui viennent se 

loger dans les cavités, la formule structurale devient alors [ (Si Al)O2]n , c’est le groupe des 

feldspaths , des feldspathoïdes et des zéolites. Les tectosilicates se subdivisent ainsi en 5 groupes ou familles : - groupe de la silice  - groupe des feldspaths  - groupe des feldspathoïdes  - groupe des zéolites  - groupe des scapolites  

 I) Famille ou groupe de la silice 

a) polymorphisme de la silice La silice se présente sous la forme de nombreuses variétés polymorphiques, variétés dont le champ de stabilité est donné dans le diagramme d’équilibre P-T (voir figure ci-dessus) Il existe plusieurs variétés de silice :  - cristallisé avec comme exemple le quartz - à structure fibreuse exemple la calcédoine - amorphe exemple l’opale 

 Le quartz (SiO2) Il cristallise dans le système rhomboédrique pseudo hexagonal, il présente souvent la forme bi pyramidée. Couleur : bien que normalement incolore (cristal de roche ou quartz hyalin), le quartz peut présenter de nombreuses colorations (phénomène d’allochromatisme).  On distingue ainsi : Le quartz rose, couleur due à des traces de Mn ou des inclusions d’hématite. Le quartz jaune ou citrine couleur due à des traces d’hydroxydes ferriques colloïdales. Le quartz violet ou améthyste couleur due à des traces de Re3+. Le quartz noir ou enfumé Le quartz blanc laiteux Dans ces 2 derniers cas la colorations serait liée à une distribution électronique particulière. Œil de tigre : variété de silice à reflets chatoyants.  Dureté : 7 Cassure conchoïdale, éclat gras à vitreux. Pas de clivage, mais présence de macle par pénétration ou accolement. Gisement : Il peut être présent dans tous types de roches aussi bien magmatiques, que métamorphiques et sédimentaires. Dans les roches magmatiques, il intervient dans la classification des roches en tant que minéral cardinal au même titre que les feldspaths et feldspathoïdes. Il caractérise les roches sursaturées. On le trouve dans les granites, les granodiorites ,les diorites quartziques et leur équivalents effusifs. Dans les roches métamorphiques, il est présent aussi bien dans les roches du métamorphisme de contact que celles du métamorphisme général. Dans les roches sédimentaires, il caractérisent les grès.    

b) la calcédoine et l’opale (SiO2)n H2O 

Ce sont des produits de concrétion de la silice dans un contexte sédimentaire (silex, chert) ou igné (nodules d’agate, remplissage de vacuoles). La calcédoine peut être subdivisée en calcédoine au sens strict à coloration uniforme, et en agate diversement colorée selon des bandes parallèles ou concentriques. Elles peuvent être blanches, rouges, brunes ou vertes. Les opales sont appelées hyalite quand elles sont incolore et transparente à éclat gras, et opale noble quand elles sont translucides mais réfléchissant la lumière.    

c) Tridymite et cristobalite La tridymite se rencontre sous 2 formes : -de haute température, cristallisant dans le système hexagonal -de basse température cristallisant dans le système orthorhombique Elle se présente généralement en minces plaquettes hexagonales maclées 2 par 2 ou 3 par 3. Elle se présente également en rosettes de cristaux blancs. Gisement : la tridymite est un minéral de roches volcaniques acides : trachytes, andésites et tufs rhyolitiques. La cristobalite se rencontre également sous 2 formes : -de haute température, cristallisant dans le système cubique - de basse température cristallisant dans le système quadratique Elle se présente sous forme de cristaux octaédriques, parfois macles sur(111), ou en masses sphérolitiques. Gisement :elle est associée à la tridymite. 

II) Famille ou groupe des feldspaths 

Les feldspaths sont de loin les minéraux les plus importants de l’écorce terrestre. La composition des feldspaths usuels est décrites comme solution solide ternaire entre 3 pôles stœchiométriques :  

Orthose :Si3Al O8 K 

Albite Si3Al O8 Na 

Anorthite Si2Al2 O8 Ca  
Il existe 2 groupes fondamentaux de feldspaths :

 Les feldspaths alcalins : orthose- albite
 Les feldspaths calco-sodiques : les plagioclases 

a) Les feldspaths alcalins On distingue les feldspaths potassiques et les feldspaths sodiques. - les feldspaths potassiques 

Ils sont polymorphes de formules Si3Al O8 K, on a : 

L’orthose cristallisant dans le système monoclinique Le microcline cristallisant dans le système triclinique  La sanidine cristallisant dans le système monoclinique On peut considérer que la phase microcline possède une structure entièrement ordonnée du point de vue des positions des tétraèdres de Si et des cations Al. Alors que la phase orthose admet un désordre partiel entre Si et Al. Le désordre devient total dans la sanidine monoclinique. Les phases ordonnées réalisées lors de refroidissement lent sont dites de basse température, alors que les phases désordonnées cristallisant rapidement sont dites de haute température. 

Les feldspaths sodiques  

Ils sont représentés par l’albite de formule Si3Al O8Na.. 

Dans les feldspaths alcalins, il peut y avoir une solution solide parfaite depuis les feldspaths sodiques jusqu’au feldspaths potassiques mais à haute température seulement, comme dans les laves .(voir planche ci-dessus) Par contre à basse température, il y a immiscibilité entre les termes extrêmes (les ions K et Na ont des rayons ioniques qui diffèrent de plus de 15%), et le milieu qui possède, par exemple, une composition de 60% d’Orthose et 40% d’albite se consolide en un cristal hétérogène : la perthite. Le feldspath dominant constitue la matrice de  l’édifice dans laquelle l’autre est dispersé sous forme de facules ayant l’aspect de veines, fuseaux, lacets taches etc… visible à l’œil nu et au microscope. L’apparition de la série continue de haute température ou celle de basse température est fonction de 2 facteurs : - la température initiale de consolidation - la vitesse de refroidissement qui doit  être rapide pour que puisse subsister la série de haute température. (diagramme) 

b)Les feldspaths calco-sodiques : les Plagioclases C’est le type parfait d’une série isomorphe complète allant de l’albite à l’anorthite. (diagramme voir planche). On distingue  Albite de 0 à10% d’An 

Oligoclase 10à 30% d’An Andésine 30 à 50% d’An Labrador 50 à 70 % Bytownite 70 à 90% Anorthite 90 à 100 % Les plagioclases cristallisent dans le système triclinique. 

Caractères généraux des feldspaths Les feldspaths possèdent un grand nombre de caractères communs, quelque soit l’espèce à laquelle ils appartiennent. Lorsqu’ils ne sont pas altérés, ils sont d’un blanc de porcelaine ou plus rarement incolores. Ils cristallisent dans les systèmes monoclinique ou triclinique. Les clivages  (001) parfaits et (010) imparfaits sont communs à tous les feldspaths. Les feldspaths sont très souvent maclés : Macle de Carlsbad : simple, accolement de 2 individus est caractéristique des feldspaths potassiques (orthose et sanidine). Macle de l’albite :polysynthétique par accolement de plusieurs individus caractéristique des plagioclases. Macle du péricline : il s’agit de macle polysynthétique de l’albite et du microcline. Le quadrillage observé en LM du microcline correspond à la combinaison des macles de l’albite et du péricline. Les feldspaths sont souvent automorphes. Les feldspaths sont rarement transparents, ils sont généralement translucides. Couleur : Les feldspaths sont blanc laiteux, grisâtre ou rosâtre (orthose) ou vert clair notamment le microcline qui prend le nom  d’amazonite. L’éclat des feldspaths est vitreux et parfois nacré à irisé. Leur dureté est de 6 et leur densité est comprise entre 2.5 et 2.7. Gisement : Les feldspaths sont les minéraux cardinaux des roches ignées, sursaturées, saturées et même sous saturées en silice, grenues, microgrenues ou microlitiques. Les feldspaths alcalins sont plus communs dans les roches acides, et les pegmatites potassiques alors que les plagioclases sont plus abondants dans les roches basiques (diorites, gabbros). Dans les roches métamorphiques, le microcline est le principal représentant des feldspaths. 

Dans les roches sédimentaires détritiques le feldspaths orthose apparaît dans les grés feldspathiques ou arkose.  Altération des feldspaths : Les feldspaths potassiques s’altèrent en kaolinite par lessivage des alcalins, ou en damourite, séricite ou en saussurite (épidote par hydratation des plagioclases basiques. 

III)Les feldspathoïdes 

Ce sont des minéraux déficitaires en silicium, ils sont symptomatiques (indiquent) des roches sous saturées dans la classification des roches magmatiques. D’après leur structure on distingue 3 groupes de feldspathoïdes : - 

groupe de la néphéline caractérisée par le squelette de la tridymite - groupe de la leucite  cristobalite - groupe de la sodalite caractérisé par un squelette en cage. 

1)Groupe de la néphéline Dans ce groupe on distingue la néphéline et la cancrinite. 

La néphéline (Ne) de formule : (SiAlO4)4 Na3 K, cristallise dans le système hexagonal. Elle est stable jusqu’à 900°C et à 1250°C elle se charge en carnégieite cubique. La Ne est rarement bien cristallisé en prisme trapus, elle est souvent grenue ou massive. Sa cassure est subconchoïdale, elle est incolore, blanc jaunâtre, parfois verdâtre, ou rougeâtre. L’éclat de la néphéline est vitreux à gras. Elle s’altère en sodalite, pinite ou zéolites. Gisement : La Ne est le feldspathoïde le plus commun, elle se rencontre dans toutes les roches sous saturées, plutoniques ou volcaniques (syénites néphéliniques, phonolites, basanites). Le minéral prend également naissance par voie métasomatique dans les roches métamorphiques tels que les calcaires néphéliniques. 

La cancrinite de formule (SiAlO4)3 (Na ,Ca)4  CO3 (H2O) 0-3  

1 cancrinite équivaut à 3 Ne + CaCO3   Elle se présente rarement en cristaux prismatiques mais plutôt en masses compactes dans les syénites néphéliniques. 

2) groupe de la leucite 

Dans ce groupe on distingue la leucite et l’analcime. 

La leucite de formule : (Si2 Al O6) K cristallise, dans le système quadratique, en cristaux pseudocubiques inclus, atteignant parfois 5 cm, montrant des faces trapézoèdres, faces souvent striées. Elle est parfois grenue ou massive, à cassure conchoïdale, de couleur blanc laiteux à gris, opaque parfois translucide, à éclat vitreux. Gisement : La leucite se rencontre essentiellement dans les laves : basaltes à leucite, phonolites, et leucitites.  

L’analcime de formule (Si2 Al O6) Na H2O est parfois classée dans les zéolites parce qu’elle 

contient de H2O. Elle cristallise dans le système cubique avec des cristaux libres atteignant parfois jusqu’à 15 cm dans les géodes. Elle se présente très rarement en cubes plutôt en masses compactes terreuses de couleur blanc jaune ou rosé et à éclat vitreux. Gisement : L’analcime se rencontre dans les basaltes, les tufs basaltiques, les trachytes et les phonolites, dans les roches sédimentaires où elle résulte de l’altération de la leucite. 

3) Groupe de la sodalite     Dans ce groupe on distingue :  

la sodalite de formule : (Si AlO4)6 (Na8 Cl2)  

le noséane de formule : (Si AlO4)6 (Na2 SO4) 

l’haüyne de formule : (Si AlO4)6  (Na, Ca)4-8 (SO4)1-2 La sodalite cristallise dans le système cubique, elle se présente rarement en cristaux mais souvent en masses compactes et en grains. Elle peut être incolore, blanche, grise, verdâtre, parfois même bleue lavande. Elle est transparente à translucide et  son éclat est vitreux. L’haüyne se présente le plus souvent en grains arrondis de couleur blanche à bleu ciel à clivage net transparente à translucide. Gisement : Dans les roches plutoniques et volcaniques sous saturées où ces minéraux coexistent avec la leucite et la néphéline, .dans les syénites néphéliniques et dans les phonolites. 

 IV) groupe des zéolites Ce sont des tectosilicates caractérisés par de larges canaux qui contiennent des molécules d’eau lâchement liées (eau zéolitique). Cette eau peut être  absorbée ou résorbée de façon réversible, en réponse à des variations de pression partielle de vapeur d’eau ou de chauffage ( A température modérée , le squelette silicaté reste rigide. L’eau zéolitique expulsée peut être réversiblement remplacée par différents atomes ou 

molécules gazeux (H2S, NH3,CCl4, Ar, Xe, Ne…) ou des métaux (Hg), d’où leur utilisation comme piège moléculaire dans les pompes à vide, et comme pièges sélectifs de petites molécules dans un mélange (tamis moléculaire). Ce sont des alumino-silicates hydratés dont les charges négatives de la charpente sont compensées par Ca, Na, et K et plus rarement par Ba, Sr, et Mg. Les formules chimiques des zéolites répondent à la relation : 

(CaO + Na2O + K2O + BaO + SiO + MgO) / Al2O3 = 1  Ces cations qui eux aussi logés dans les canaux sont peu liés, ils sont facilement échangeables entre eux  2Na        Ca d’où leur utilisation dans l’adoucissement des eaux dures. 

D’après leur structure et leur faciès, on distingue 3 familles : 1 – les zéolites fibreuses : faciès allongé, aciculaire à fibreux, elles forment des groupements fibroradiés. - Natrolite : Na2 ( Al2Si3O10) 2 H2O, qui cristallise dans le système orthorhombique. - Thomsonite 

- Mesolite : Na2 Ca2 (Al2Si3O10) 8H2O qui cristallise dans le système monoclinique. 

2 – Les zéolites lamellaires : faciès aplatis, clivage facile selon 010. 

- Heulandite : (Ca,Na2) (Al2Si7O18) 6 H2O, cristallise dans le système monoclinique.  

- stilbite: (Ca, Na2, K2) (Al2Si7O18) 7H2O, cristallise dans le système monoclinique. 

3 – les zéolites isométriques : ce sont d’excellents tamis moléculaires leur symétrie est pseudo cubique ou cubique.  - Chabazite : (Ca, Na2) (Al2Si4O12) 6 H2O cristallise dans le système rhomboédrique. 

- Pargasite : (Ca, Na2) (Al2Si4O12) 16 H2O cristallise dans le système cubique.                          

Las zéolites sont incolores ou blanches à reflets jaunâtres, verdâtres ou rougeâtres. Eclat vitreux à soyeux. Dureté comprise entre 4 et 5,5 , densité  2 à 2,5Les zéolites se distinguent les unes des autres par une étude aux RX  Gisement : .Elles sont généralement présentent en association avec la calcite dans les vacuoles des roches effusives (basaltes) et dans les pegmatites. 

V) Groupe des scapolites ou des wernérites Ces minéraux présentent la même trame silicatée que les feldspaths, mais dans les grosses lacunes de la trame sont insérés de gros cations. La symétrie est quadratique. Les scapolites forment une série isomorphe entre  

La marialite  (Si3AlO8)6 (Cl2, SO4, Ca3) Na8 et  

La Méïonite (Si3AlO8)6 (Cl2, SO4, Ca3) Ca8 Le dipyre étant le terme moyen de la série. On peut dire que : la marialite équivaut à 3 albites + 2 NaCl     et  

la méïonite équivaut à 3 anorthites + CaCO3. Ce qui a fait penser que les wernérites étaient des sortes de plagioclases à tendance pneumatolitique. Gisement : On trouve les wernérites dans les roches métamorphiques enrichies localement ou 

régionalement en Cl2, CO3, SO3. Elles s’altèrent en mica, épidote , albite ou kaolin. 

RAPPELS SUR LA STRUCTURE ATOMIQUE. LIAISONS. Isotypisme et Isomorphisme polymorphisme

Rappels sur la structure de l’atome et des liaisons chimiques 

I) L’atome 

A) Définition  La matière est constituée de plusieurs particules dites élémentaires, c'est-à-dire indivise. L’atome est constitué d’un noyau et d’électrons qui gravitent autour du noyau.

B) Le noyau Il représente à lui seul la masse de l’atome. Il est constitué de protons et de neutrons. Cet ensemble est chargé positivement. Z est le numéro atomique, il correspond au nombre de protons qui est caractéristique de chaque espèce atomique. N représente le nombre de neutrons. A correspond à la masse atomique : A= Z+N

Dans certains éléments un nombre variable de neutrons est associé à un nombre fixe de protons, il s’agit des isotopes qui diffèrent les uns des autres par leur masse atomique  mais possède le même numéro atomique.  Exemple : K dont Z = 19 mais N peut être N = 20, 21, 22 on aura donc 3 isotopes  du K  39K,   40K,   41K

C) Les électrons Le noyau de l’atome à l’état fondamental est entouré par un nombre d’électrons égal à Z, de telle sorte que la charge de l’atome soit nulle. Dans le modèle de BOHR ? ces particules négatives gravitent autour du noyau et sont disposés en couches concentriques nommées : K, L, M, N….. A chaque couche correspond un nombre d’électrons, ainsi : K=2, L=8, M=18, N=32 Néanmoins une couche périphérique ne peut pas contenir plus de 8 électrons que l’on désigne sous le nom d’octet. Un couche qui contient 8 électrons sur sa couche périphérique est complète et stable (ex les gaz rares).

  En fait tout atome d’un élément quelconque a tendance à posséder un octet sur sa couche la plus externe et ceci au prix d’un déséquilibre électrique. Cette tendance est d’autant plus marquée que les électrons périphériques sont proches de 8. Soit n le nombre d’électrons sur la couche périphérique 2 cas peuvent se présenter : - Soit  l’atome peut acquérir  (8-n) charges négatives pour devenir un anion et (8-n) représente l’électrovalence négative de l’élément. - Soit l’atome peut perdre ces n électrons périphériques et gagner n charges positives pour devenir un cation et n représente alors l’électrovalence positive de l’élément.
Exemple : Cl- dans lequel Z=17 : 1s2, 2s22p6, 3s23p5
                  Ca++ dans lequel Z=20:  1s2, 2s22p6, 3s23p6, 4s2
NB: les éléments dont les couches les plus externes renferment le même nombre d’électrons se tuent sur la même colonne du tableau périodique. Exemple les alcalins  (1ière colonne) renferment 1 électron sur la couche externe. Ces éléments ont alors les mêmes propriétés chimiques.

II) Les liaisons chimiques  

A) Définition
Les liaisons chimiques sont le résultats de forces diverses (notamment électrostatique) qui retiennent des atomes identiques ou différents au voisinage ou en contact les uns des autres. Elles permettent ainsi l’individualisation de corps définis : gazeux, liquide ou solides (formation de cristaux). On distigue

 5 types de liaisons chimiques : ionique, covalente, métallique, hydrogène, Van der Walls.

Liaison ionique ou hétéropolaire
Ce sont des liaisons qui s’exercent entre des particules de signes opposés ou ions qui s’attirent selon les lois de l’électrostatique.
    Ex : NaCl      Na+ et Cl Il y a transfert d’électrons de l’électron électropositif (cation) vers l’électron électronégatif 

Le rayon ionique On peut assimiler un ion à une sphère dont le rayon serait alors le rayon ionique. On peut également supposer que le rayon reste constant quelque soit la combinaison ionique dans laquelle il est engagé. L’analyse aux RX permet de déterminer la distance entre les 2 ions dans un cristal. Soit A=l’anion et M=le cation on a donc :  dAM = RA+RM  avec R =rayon ionique                          La distance dAM est égale à la distance entre les 2 noyaux séparant l’anion du cation. Tout se passe comme si un cristal ionique était constitué d’un empilement de sphères anioniques et cationiques jointives. Grâce aux RX on peut déterminer dAM avec précision mais les RX ne donnent pas RA et RM. En théorie, il suffit de connaitre un seul rayon ionique pour en déduire de proche en proche les autres rayons ioniques. L’intérêt de connaitre les rayons ioniques réside dans la possibilité de prévoir pour des composés de structure inconnue la distance des rayons ioniques (dAM)), des ions de sphères opposés et de connaitre également leur coordinence.

Notion de coordinence ou de coordination

Dans un cristal ionique, les sphères hypothétiques représentant les ions tendent à se joindre les unes des autres le plus possible de façon à constituer une structure compacte.  Un cation M sera entouré par n sphères anioniques A  et n est appelé nombre de coordination ou coordinence de M dans la structure considérée. A pression et température donnée la coordinence d’un cation dépend du rapport RM / RA , c'est-à-dire rayon ionique du cation / rayon ionique de l’anion qui lui est associé. Supposons que M soit entouré de 3 anions A le touchant et se touchant entre eux. Les noyaux des anions sont situés aux 3 sommets d’un triangle équilatéral dont le centre est occupé par le rayon du cation RM.  Le calcul géométrique de RM/RA égal à 15% ou 0,15 on a alors la coordinence III. Cette valeur est une valeur limite, en effet : Si RM/RA est inférieur à 0,155 (<0,155) les 3 anions se gênent et ne peuvent plus se rapprocher suffisamment du cation. Le cation ne pourra être rapproché que de 2 anions et on aura alors la coordinence II.

Si RM/RA est supérieur à 0,155, les anions ne sont plus jointifs mais la coordinence sera toujours égal à III. Si maintenant un 4ième anion se met en place on aura un tétraèdre régulier dont le cation occupera le centre et la valeur limite RM/RA sera égal à 0,225. La coordinence est imposée par des considérations géométriques simples liées aux possibilités d’assemblage de sphères de rayons différents en tenant compte de la nécessaire neutralité de l’édifice.

 RM /RA  Coordinence  Types d’édifices
Entre 0 et 0,155  II  linéaire
Entre 0,155 et 0,225  III  triangle
Entre 0,225 et 0,414  IV  tétraèdre
Entre 0,414 et 0,732  VI  octaèdre
Entre  0,732 et 1  VIII  cube
1  X ‐ XII  Cube‐octaèdre



La  coordinence peut varier en fonction de la température et de la pression pour la combinaison d’un même cation avec un même anion. Ainsi la coordinence augmente lorsque la pression de formation du cristal augmente et cette coordinence diminue lorsque la température de formation du cristal augmente.

Ex : Dans le cas de Al3+ O2   le rapport RAl/RO = 0.57/1.32 = 0.43 cette valeur est une valeur limite avec 0.414 c'est-àdire entre la coordinance IV et VI. A température et pression normale l’ion Al est susceptible de s’entourer de 4 ou 6 Oxygènes mais on note une préférence pour VI. A haute pression seule la coordinance VI permet des édifices stables. Mais à haute température, la coordinance IV est favorisée. Ainsi pression et température jouent en sens inverse.

  Isotypisme et Isomorphisme 

1) Isotypisme Deux espèces minérales sont isotypes lorsqu’elles ont des compositions chimiques distinctes mais des formules structurales analogues, elles appartiennent au même système cristallin et les polyèdres de coordination impliqués dans les deux structures sont identiques ou comparables.

Ex la halite : NaCl ; et la sylvine : KCl  Sont isotypes et elles appartiennent toutes les deux au groupe cubiques à faces centrées. Na et K sont hexacoordonnés.

Liaisons métalliques 

Elles s'exercent entre les atomes de métaux électro-positifs. Les métaux peuvent être considérés comme formés par un assemblage d'ions positifs, les électrons libérés étant dispersés et se déplaçant facilement au sein de cet assemblage. Ils peuvent facilement interférer avec les rayons lumineux: Ils rendent les métaux opaques et leur donnent l'éclat métallique; leur mobilité explique les bonnes conductivités thermiques et électriques.  La faiblesse des liaisons métalliques, leur facile reconstitution et l'existence de plans d'assemblage atomique compact qui sont des plans de glissement rendent les métaux malléables. Parmi les minéraux, les métaux natifs et de nombreux sulfures possèdent des liaisons métalliques. Liaisons covalentes Elles s'exercent entre les atomes de même électronégativité.  Les atomes voisins mettent en commun leurs électrons de valence afin de compléter leur couche électronique périphérique. Dans le diamant par exemple, chaque atome de carbone est entouré par quatre autres atomes de carbone, situés au sommet d'un tétraèdre régulier circonscrit, chacun mettant en commun un électron avec l'atome central dont la couche électronique de valence se trouve ainsi saturée.



La liaison covalente

est encore appelée homopolaire. Liaisons ioniques Elles sont de nature électrostatique, et s'exercent entre ions de charges contraires.  C'est le cas du chlorure de sodium (Na Cl) où chaque ion est entouré par des ions de charge opposée. Dans la liaison ionique, il se produit un transfert d'électrons de l'élément électropositif vers l'élément électronégatif. Si l'on excepte les éléments natifs et les sulfures, les liaisons ioniques ou polaires sont fréquentes dans le règne minéral.

Liaisons de Van der Waals,

Elles sont très faibles par rapport aux autres. Ce sont les forces de liaison propres aux réseaux dont les nœuds sont occupés par des molécules neutres (cas de la plupart des composés organiques). Dans les rares minéraux à réseaux moléculaires : soufre, realgar, les forces intramoléculaires sont de nature covalente et fortes, alors que les molécules sont faiblement liées par des forces de Van der Waals.

PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES DES DIFFÉRENTES LIAISONS CHIMIQUES 

2) Isomorphisme  Deux espèces minérales sont isomorphes, si elles sont isotypes, constituées de cations et d’anions de rayons ioniques voisins pour envisager leur syncristallisation en cristaux mixtes. Les deux espèces forment des solutions solides. Ex : les péridots dont la composition varie depuis un terme magnésien (Mg2SiO4) la forstérite à un terme ferrifère (Fe2SiO4) la fayalite. Le terme intermédiaire étant l’olivine . Conditions des remplacements ou substitutions isomorphiques Les substitutions isomorphiques ne seront possibles que si certaines conditions sont réalisées. a) Les rayons ioniques doivent être voisins,  la différence entre les rayons ioniques ne doit pas dépasser les 15%. K et Na ne peuvent pas se substituer car le rayon ionique de K =1.33 et le rayon ionique de Na est de 0.97 ( la différence entre les 2 rayons ioniques est supérieure à 15%). b) Les polyèdres de coordination doivent avoir des formes identiques, de même que la coordinence. c) La valence et la structure électronique doivent être semblables. Si les valences sont différentes, l’excès ou le défaut de charges doit être compensé par un autre remplacement rétablissant l’équilibre c’est un remplacement hétéromorphique. Ex l’albite (Si3AlO8Na) et l’anorthite (Si2Al2O8Ca).Ca2+ - Na+ et Si4+-Al3+ d) La température et la pression jouent un rôle important. Certains remplacements isomorphiques sont complets à haute température et haute pression, mais partiels à basse température et basse pression. Ex les feldspaths alcalins sodipotassiques où la diminution de la température provoque la formation de deux phases : les perthites.


3) Le polymorphisme Deux espèces minérales ou plus sont dites polymorphes si elles ont la même composition chimique mais des structures cristallines différentes. Ce changement de forme est lié aux variations de la température et de la pression.

Ex : CaCO3   s’il cristallise dans le système rhomboédrique, il s’agit de la calcite  s’il cristallise dans le système orthorhombique, il s’agit de l’aragonite

Ex : SiO2   Si elle cristallise dans le système rhomboédrique, il s’agit du quartz α Si elle cristallise dans le système hexagonal, il s’agit de la tridymite Si elle cristallise dans le système quadratique, il s’agit de la cristobalite Si elle cristallise dans le système monoclinique, il s’agit de la coesite Si elle cristallise dans le système quadratique, il s’agit de la stishovite 

Ex : SiAl2O5  (silicates d’alumine) Triclinique : disthène, orthorhombique : andalousite, quadratique : sillimanite. 

Lorsque ces espèces minérales concernent des éléments simples tels que Fe, C, S, etc… elles sont dites allotropes. Ex : le carbone C  quand il cristallise dans le système cubique,  il donne le diamant Et quand il cristallise dans le système hexagonal, il donne le graphite.

Lorsqu’elles concernent des éléments simples tels que le, C, S, etc…, elles sont dites allotropes

CLASSIFICATION DES MINERAUX

LES ÉLÉMENTS NATIFS

Ce sont 22 éléments capables de former des minéraux natifs:

 Il y a les métaux comme l'or (Au) l'argent (Ag), le cuivre (Cu) le platine (Pt) et le fer (Fe)

Ils sont tous cubiques et possèdent les caractéristiques des corps à liaisons métalliques

Des semi métaux As arsenic et Bi bismuth liaisons métalliques et covalentes

Métalloïdes Soufre S et carbone C 

le Soufre est associé aux fumerolles volcaniques ou aux sulfates (gypse et anhydrite)

le carbone se présente sous forme de deux minéraux : le diamant cubique et le graphite héxagonal

le diamant se trouve en inclusions dans les cheminées cylindriques verticales (pipes) formées de péridotites particulières appelés kimberlites localisées dans les vielles plate formes peu plissées Indes, brésil Sibérie

le graphite est rencontré dans les roches métamorphiques marbre micaschistes et gneiss

les éléments natifs Cette classe réunit environ 80 minéraux constitués par un ou plusieurs éléments natifs à l'état de mélange (alliage).  les métaux natifs (or, argent, cuivre, fer, platine...), qui possèdent un fort éclat métallique et une densité élevée; ils sont malléables et ne présentent pas de clivages. Ils cristallisent tous dans le système cubique, à l’exception du Mercure Natif, hexagonal (Hg*) qui est liquide alors que les minéraux naturels sont à l’état solide. L’or peut former des alliages avec l’argent l’électrum (Au, Ag) et aussi avec le cuivre (Au, Cu).  Les semi-métaux Ce sont le Bi, Sb, As, Te,..., l'éclat est variable (métallique à submétallique), la densité élevée; ils sont plus ou moins malléables et présentent des clivages. Le bismuth (Bi*) est un métal blanc, cristallin et fragile avec une teinte rosâtre. Le bismuth est le plus diamagnétique de tous les métaux, et la conductivité thermique est inférieure à n'importe quel autre métal excepté le mercure. L’arsenic (As) est chimiquement très similaire au phosphore qui le précède dans la même famille. On dit qu'il est son « analogue chimique ». Il présente trois formes allotropiques : jaune, noir et gris L’antimoine ou stibium (Sb) à un aspect blanc argenté et cassant, il présente des propriétés intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux. Les métalloïdes carbone (C), soufre (S) 

 Ils sont fragiles, peu denses et présentent de nombreuses formes, comme par exemple le carbone, dont les polymorphes (éléments allotropes) les plus connus sont le graphite et le diamant. 

(a) Diamant : Un atome -aux 8 sommets d'un cube ; -au centre de chacune des faces de ce cube ; -dans quatre des huit sites tétraédriques du cube. Chaque atome de carbone est entouré par quatre autres atomes de carbone, situés au sommet d'un tétraèdre régulier circonscrit, chacun mettant en commun un électron avec l'atome central dont la couche électronique de valence se trouve ainsi saturée.  (b) Graphite : Les atomes de carbone sont fortement liés par des liaisons covalentes en formant des feuillets qui sont liés entre eux par des liaisons de Van der Waals beaucoup plus faibles permettant l'excellent clivage basal. Le soufre : Il est de loin l’élément natif le plus abondant sur terre. Il cristallise dans le système orthorhombique. Le soufre (S-alpha) forme un trimorphe avec la garibaldite (Sbêta) et la rosickyite (en) (S-gamma) dont la localité type est Havirna, Letovice, Tchéquie. 

2 - les halogénures 

La classe des hallogénure rassemble 130 espèces. Les chlorures et les fluorures sont les plus abondants.

Ce sont des sels des acides HCl, HF, HBr, HI Exemples: HCl + NaOH          NaCl + H2O 2 HF + CaO          CaF2  +  H2O

Ils sont vitreux, incolore ou peu colorés (à l'exception de la fluorine). Leur dureté est faible. Les chlorures sont généralement solubles dans l'eau. Ils sont formés par évaporation d'eau de mer à des périodes variées des temps géologiques, en particulier au Trias. Certains bromures, chlorures et iodures se trouvent dans les zones d'oxydation des gîtes métallifères.

 - FLUORINE Cubique  CaF2   Cristaux en cubes (100), avec parfois troncatures peu développées des sommets ou arêtes. Plus rarement, cristaux en octaèdres. Souvent en masses clivables. Parfois macle par rotation de 180° autour d'un axe ternaire. CIivage parfait, permettant d'obtenir des octaèdres. d = 3,2/ D =  4. Transparent à translucide. Eclat vitreux. Couleur variable (parfois dans un même cristal) souvent vive : violet, bleu, jaune, rose, blanc, incolore.

Dans les gîtes hydrotermaux, seule ou associée à quartz et barytine, comme gangue de minerais de Pb, Zn, Ag, Mn. Filons de pegmatite avec cassitérite, lépidodite, topaze, tourmaline, apatite ... Etymologie : du latin flus : couler (substance aidant à la fusion des métaux). Minerai de fluor; fondant; céramique; optique. Usages alimentaires, agricoles, industriels.

HALITE      (sel gemme)  NaCl    Cubique Le plus souvent en cubes. Masses clivables, cristallines. Clivages parfaits. d = 2,2 / D = 2. Transparent à translucide. Eclat vitreux. Incolore, blanc, gris, parfois teinté par des inclusions en bleu, rouge. Très soluble dans l'eau. Saveur salée. Dans les terrains sédimentaires généralement argileux, en couches irrégulières, ou en dômes (diapirs). Formée par évaporation, la halite est associée au gypse, anhydrite, sylvite.. .

LES SULFURES  ET SULFO-SELS 

Cette classe comprend environ 350 minéraux. La classe des sulfures et sulfosels présente pour le géologue minier l'une des parties les plus importantes de la minéralogie, car elle renferme les minerais de base de presque tous les métaux :  Ag, As, Bi, Cd, Co, Cu, Ge, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pt, Sb, Tl et Zn. LA SOUS-CLASSE DES SULFURES Avec les sulfures, on classe des minéraux similaires mais plus rares, qui sont les séléniures (Se), les tellurures (Te), les arséniures (As) et les antimoniures (Sb). AX A = Ag, As, Bi, Cd, Co, Cu, Fe, Ge, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pt, Sb, Tl, et Zn  X = S (pour les sulfures); Se (pour les séléniures); Te (pour les tellurures); As (pour les arséniures); Sb (pour les antimoniures).  

Les principaux sulfures sont: Le Réalgar AsS ,     l’Orpiment As2S3 ,  le Cinabre HgS,     la Stibine Sb2S3 , la Cobaltite CoS , la Bismuthinite Bi2S3  ,  la Pyrite FeS2 , la Marcassite FeS2   , la  Molybdénite MoS2 , l’Arsénopyrite FeAsS  Les Tellurures: la Calavérite AuTe2 , la Sylvanite (Au,Ag)Te2  Un arséniure: la Skuttérudite (Co,Ni)As3 

PYRITE                    FeS2         Cubique Souvent en cube. Les octaèdres et pentagono-dodécaèdres sont fréquents. Les faces du cube sont souvent striées. Elle se présente aussi en massive granulaire. d = 5/ D = 6. Cassure irrégulière. Opaque, éclat métallique vif. Couleur jaune laiton pâle. Trace noire. S'altère facilement en limonite, de couleur brun terne, souvent en conservant sa forme originelle ("pseudomorphose"). C’est le plus commun des sulfures, il se forme dans toutes conditions de température, c’est un minéral ubiquiste. C’est une source de soufre pour la fabrication de l'acide sulfurique.                                  Cristaux de pyrite 

MARCASSITE           FeS2          Orthorhombique Cristaux tabulaires, plus rarement prismatiques. Plus souvent en masses globulaires, fibroradiées. Groupements maclés en fer de lance. d = 5/ D = 6.  Cassure conchoïdale. Opaque, éclat métallique. Couleur jaune de bronze à reflets grisâtres ou verdâtres ; plus blanche que la pyrite sur cassure fraîche. Trace noire à brun-verdâtre. Altération plus facile que la pyrite, avec formation de sulfates de fer blanchâtre et acide sulfurique ; Pseudomorphoses en limonite.  

       

CHALCOPYRTITE           Cu Fe S 2           Quadratique Cristaux automorphes peu fréquents (tétraèdres). Généralement masses finement grenues. Grains ou mouches informes. Cassure irrégulière. d = 4,1 à 4,3 ; D = 3,5 à 4. Ne raye pas le verre (contrairement à la pyrite). Opaque, éclat métallique. Couleur jaune d'or, souvent ternie ou irisée en bleu, vert, rouge, par oxydation superficielle. Trace noire verdâtre. S'altère fréquemment en covellite, chalcosine, malachite, sulfates de cuivre. Gisements variés : très fréquente dans les gîtes hydrothermaux filoniens. 

PYRRHOTITE. Fe 1-x S (0 < x < 0, 2)  Hexagonal ou Monoclinique  

Cristaux assez rares, en tablettes hexagonales parfois groupées en rosettes. Généralement en masses compactes. d = 4,6 / D = 4. Fragile, cassure concoïdale. Opaque, éclat métallique. Couleur jaune bronze à reflets rosés. Patine brune. Trace gris-noir. Magnétique. Très altérable, en sulfates puis limonite. Source: dans les gîtes hydrothermaux avec blende, pyrite, galène, chalcopyrite. Rarement utilisé comme source de soufre ou de fer. 

GALENE        Pb S       Cubique Cristaux automorphes en cubes (100) ou cubo-octaèdres (100) et (111), avec facettes accessoires. Le plus souvent en masses cristalline àcassures en escalier. d = 7,6 / D = 2,5. Clivages parfaits. Opaque, éclat métallique. Couleur gris de plomb. Trace gris de plomb. Facilement altérable en anglésite, cérusite, pyromorphite ... Un des sulfures les plus répandus : Filons hydrothermaux de toutes températures, surtout hypo- et mésothermaux.  

STIBINE (Antimonite)      Sb2S3      Orthorhombique Prismes allongés suivant c striés verticalement, souvent courbés, aiguilles parfois en groupements radiés, masses fibreuses. d = 4,6; D = 2. Clivage parfait. Opaque, éclat métallique brillant mais ternissure en bleu-noirâtre. Trace gris de plomb à noire. Altération en antimoniates jaunes à jaune-verts. Une goutte de solution de KOH colore la stibine en orangé. Modes de gîsement : Dans les filons hydrothermaux de basse température, avec quartz, barytine, calcite, pyrite, cinabre, or.  

SPHALERITE (BLENDE)      ZnS    Cubique Cristaux de forme complexe, souvent tétraédriques. Généralement en masses clivables grossièrement à finement granulaires. Clivages parfait. d = 3,5 à 4,2; D = 3,5 à 4 . Transparent à presque opaque, éclat adamantin. Couleur jaune (blende "miellée") brune, noire. Poussière jaune à brune. Contient souvent Fe, Mn, Cd. S'oxyde en hémimorphite, smithsonite...Minéral très répandu. Gîtes hydrothermaux filoniens ou de substitution, avec pyrite, galène et chalcopyrite. La Wurtzite est un sulfure de zinc (ZnS) hexagonal, de haute température . La marmatite est une blende noire riche en fer (Zn, Fe)S. Le cléiophane est une blende claire verdâtre à jaunâtre. 

ARSENOPYRITE (MISPICKEL)   Fe As S    Monoclinique Souvent automorphe : prismes à section losangique, courts ou allongés suivant c, parfois suivant b; faces verticales striées parallèlement à c. Agrégats grenus. Fragile, cassure irrégulière. d = 6 / D = 5,5. Eclat métallique vif. Couleur blanc d'argent à gris d'acier plus blanc que la marcassite. Poussière noirâtre. Fréquent, le plus commun des minéraux arsénifères. Minéral de haute température. Gisements : Dans les gîtes de contact avec or,  scheelite, pyrrhotite. Dans les gîtes pneumatolytiques et les filons hypothermaux avec wolframite, cassitérite, or, tourmaline, fluorine. Disséminé dans les calcaires métamorphiques. 

CINABRE     HgS     Rhomboèdrique Rarement en cristaux (maximum 2 à 5 cm) : rhomboèdres, parfois aplatis, maclés ou en groupement pseudohexagonaux. Généralement en incrustations, croûtes, enduits, masses compactes à terreuses. d = 8.1 ; D = 1,5 . Cassure irrégulières. Clivage bon. Couleur : rouge; brunissant par altération superficielle. Translucide en cristaux. Eclat adamandin, semi-métallique ou terreux.

COVELLITE (Covelline)    CuS   Hexagonal Cristaux très rares : petites tablettes hexagonales. Le plus souvent en masses compactes, terreuses, en croûte, en enduits pulvérulents. d = 4,6; D = 1,5 à 2. Cassure conchoïdale. Clivage parfait suivant l'allongement. Couleur : bleu-noir. Opaque. Eclat métallique, gras, mat. Poussière : gris de plomb. Mode de gisement : dans la zone d'altération des gîtes cuprifères. Important minerai de cuivre. LA SOUS-

CLASSE DES SULFOSELS

 La formule générales est :   A m B n X n , où

A = Cu, Ag, Pb, Sn, Bi, Fe               B = As, Sb                    X = S.

 La sous-classe des sulfo-sels est moins importante que celle des sulfures. On y groupe les sulfo-arséniures, les sulfo-antimoiniures des métaux suivants : Ag, Cu, Pb, Sn, Bi, Fe. Les principaux minéraux sont : Pyrargirite Ag3 Sb S3, Proustite Ag3 As S3 , Cuivres gris (Tetrahédrite – Tennantite) Cu12 (Sb, As)4 S13 . Enargite, Bournonite, Jamesonite

Proustite   Ag3AsS3   (argent rouge arsénié)   Rhomboédrique Cristaux assez rares, exceptionnellement de grande taille (10 cm); prismes, scalénoèdres ou rhomboèdres aigus. Généralement masses grenues à compactes, croûtes ou dendrites.  d = 5.57 / D = 2.5. Très fragile. Cassure conchoïdale. Couleur : rouge-vermillon à rouge cerise lorsqu'elle est fraîche. Devient noir rougeâtre et opaque à la lumière. Eclat adamantin. Trace rouge brunâtre. Cristaux pseudo quadratiques, aplatis. Souvent en masses compactes, parfois grenues. d = 5,8/ D = 2,5-3. Fragile. Cassure subconchoïdale. Couleur: gris de plomb plus ou moins terni. Opaque. Eclat métallique. Poussière grise. Dans les gîtes hydrothermaux de moyenne température, avec galène, sphalérite, chalcopyrite, quartz, barytine, fluorine.

CUIVRES GRIS :

Solutions solides Cu12 (As,Sb)4 S13, avec deux pôles : Tétraédrite Cu12 Sb4 S13  et Tennantite Cu12 As4 S13 Cubique
Souvent en cristaux : tétraèdres. Macles fréquentes. Egalement en masses compactes ou grenues.
d = 4,6 à 5,1 (augmente avec le pourcentage en Sb)/
D = 3 à 4,5 (augmente avec le pourcentage en As).
Assez fragile. Cassure conchoïdale. Couleur gris acier à noir de fer. Opaque. Eclat métallique, parfois brillant. Poussière : noir olivâtre. Dans les gisements hydrothermaux de moyenne température.

LES OXYDES ET HYDROXYDES 

IV. Oxydes et hydroxydes (≈ 17 % de la croûte terrestre, dont 12.5 % pour le quartz)

Cette classe comprend les composés des métaux - et de quelques métalloïdes -  avec l'oxygène ou avec le groupe hydroxyle [OH]. Une quarantaine d'éléments peuvent former avec l'oxygène des composés simples. Les principaux composés naturels décrits ici concernent les éléments H, Be, Mg, Al Si, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Sn, Nb, Ta, Th et U. La majeure partie des oxydes et hydroxydes se forme dans la partie superficielle de l'écorce terrestre, dans la zone d'influence de l'atmosphère et des eaux de circulation. Certains trouvent leur origine dans les processus endogènes (magmatiques, pegmatitiques et hydrothermaux) comme le quartz, la cassitérite, le rutile, certains spinelles et oxydes de fer. Dans quelques cas ils sont liés aux phénomènes de métamorphisme : corindon, spinelle. Les propriétés physiques des oxydes sont caractérisées par une grande rigidité, une dureté élevée, une grande stabilité chimique et un point de fusion élevé. Ces qualités font qu'on les retrouve facilement dans les produits d'altération des roches, en particulier comme minéraux lourds dans les alluvions. Les hydroxydes sont souvent le produit du remplacement de l’oxygène par le groupe [OH]. Ainsi MgO ⇒ Mg(OH)2 et Al2 O3 ⇒ 2Al (OH)2. Ces minéraux sont souvent lamellaires. Leur résistance mécanique est un peu plus faible que celle des oxydes.

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Cette classe regroupe quelque 320 minéraux, l'oxygène (O) ou l'ion hydroxyle (OH-) occupe la position de l'anion. On distingue trois sous-classes : celle des oxydes simples, comme la cassitérite (SnO2). celle des oxydes multiples, lorsque plusieurs métaux cohabitent (chromite, avec du fer et du chrome), comme la chromite (FeCr2O4). celle des hydroxydes, où le groupement (OH-) occupe la position de l'anion. On différencie aussi le groupe des spinelles (cuprite, magnétite), des chrysobéryls pour les oxydes d’aluminium et de béryllium (œil de chat), des corindons pour les oxydes d’aluminium (rubis, saphir), des quartz pour les oxydes de silicium (cristal de roche, améthyste, agate, aventurine, jaspes), et des opales pour les oxydes de silicium hydraté. A quelques exceptions près, les oxydes simples et multiples sont des minéraux durs et relativement denses; à l'opposé, les hydroxydes présentent fréquemment une faible dureté. 

RUTILE            TiO2        Quadratique Presque toujours en cristaux nets, à section octogonale, à faces du prisme souvent striées longitudinalement et terminaison octaédrique. Egalement en masses grenues ou compactes. En fine aiguilles incluses dans le quartz. Macle en "genou" fréquente. d = 4,2 / D= 6 à 6,5. Cassure concoïdale. Translucide à opaque, éclat adamandin. Couleur brunfoncé à noir; rouge à brun-rouge dans les faciès aciculaire. Poussière brun-pâle. Peut renfermer des quantités notables de Fe, Nb, Ta. Inaltérable, il est fréquents dans les alluvions. Forme la plus stable de TiO2. Constituant accessoire fréquent de nombreuses roches éruptives (granites, syénites, diorites, …) et métamorphiques (cipolins, gneiss, quartzites…). En cristaux de grandes tailles dans les pegmatites et les filons hydrothermaux. Dans les gîtes détritiques, parfois avec ilménite, magnétite et monazite (sables noires). Etymologie (du latin "rutilus" = rouge) 

CASSITERITE       SnO2        Quadratique Isomorphe du rutile. Souvent cristaux bien formés mais petits. Prismes trapus, plus rarement aciculaire (Etain de bois). En grains de forme irrégulière. Parfois en masses concrétionnées à structure fibreuses. Macle fréquente en bec d’oiseau. d = 7 / D = 6 à 7 . Cassure inégale. Translucide à opaque, éclat adamantin, gras sur la cassure. Couleur brunrosé clair, brun-noir à noir. Peut renfermer quelques % de fer, Nb, Ta, Ti, essentiellement sous la forme d'inclusions minérales. Inaltérable, elle est fréquente dans les gîtes alluvionnaires. Minéral de haute température, dans les granites, aplites et les pegmatites et dans les filons à quartz, avec topaze, fluorine, tourmaline, lépidolite, béryl, molybdène, wolframite, mispickel, etc…. Principal minerai d'étain. 

 CORINDON            Al2O3       Rhomboédrique Souvent en cristaux pouvant atteindre de grandes dimensions ( 1 m et plus). Prismes en forme de tonnelets pseudo hexagonaux. Egalement en masse lamellaires ou grenues.         d = 4/ D = 9. Cassure irrégulière. Tenace. Couleur : gris, bleuâtre, brunâtre, rougeâtre, rarement incolore ou noir.  Eclat adamantin à vitreux.  Variétés : Rubis : de couleur rouge, Saphir : de couleur bleue. Les saphirs et rubis sont des gemmes, elles font parties des pierres précieuses avec le diamant et l'émeraude (béryl vert). Gisements : Dans certaines roches ignées hyperallumineuses (syénites). 

HEMATITE (Oligiste)      Fe2O3       Rhomboédrique Cristaux automorphes généralement tabulaires, en lamelles minces ou épaisse. Souvent groupées parallèlement ou en rosettes. Face d'aplatissement striées en triangle. Plus rarement en cristaux prismatiques ou rhomboédriques. Souvent d'aspect micacé. Massif, granulaire, fibreux, fibro-radié, concrétionné. Terreux, mêlé d'argile et vivement coloré en rouge (ocres). d = 5 / D = 5 à 6. Opaque, transparent en lames très minces. Eclat métallique à submétallique (la variété oligiste est fortement métallique). Couleur gris de fer, rouge terne dans les variétés compactes. Trace brun rougeâtre à rouge. Peut s'hydrater en limonite. Oxyde très répandu, d'origine primaire ou provenant de la transformation de sidérite, magnétite. Gisements variés. 

PECHBLENDE /Uraninite       UO2       Cubique Cristaux rares, cubiques ou octaédriques (Uraninite). Le plus souvent variétés cryptocristallines (Pechblende) en masses mamelonnées, compactes ou terreuses. d : 8 à 10 (Uraninite) ; 6,5 à 8,5 (Pechblende) /  D = 5,5. Cassure inégale ou conchoïdale.  Opaque. Eclat résineux ou mat. Couleur noire à noir brunâtre. Trace noir brunâtre. Très radioactive. Gisements : Dans les gîtes mésothermaux. En variétés pulvérulentes dans certaines roches sédimentaires riches en matières organiques avec pyrite et marcassite. Principal minerai d'uranium. 

SPINELLE          Mg Al2 O4        Cubique Mg2+ et Al3+ peuvent être substitués respectivement par Fe2+, Zn2+, Mn2+ et par Cr3+, Fe3+, Mn3+, ce qui entraîne des modifications des propriétés physiques. Cristaux octaédriques. Macle fréquente. d = 3,5 à 4   selon la composition/ D = 8. Cassure irrégulière. Transparent à opaque. Eclat vitreux. Couleurs variées : le plus communément brunâtre ou verdâtre plus ou moins foncé à noir (variétés ferrifères) ; parfois incolore, rose, rouge, bleu. Minéral de métamorphisme de contact de dolomies et calcaires magnésiens (dans cipolins avec phlogopite). Minéral accessoire de certaines pegmatites. Constituant fréquent des roches ultrabasiques (variété ferrifère et chromifère)(lherzolites à spinelle). Usage : les variétés transparentes sont utilisées comme gemmes.

MAGNETITE          Fe Fe2 O4        Cubique Les cristaux automorphes sont généralement des octaèdres (spinelle ferrifère). Le plus souvent, masses granulaires ou compactes. d : 5,2 / D = 6 . Cassure inégale. Opaque, Eclat métallique ou terne. Couleur noire. Poussière noire. Fortement magnétique. Altération en hématite et limonite. Minéral primaire de haute température: disséminé ou en ségrégations dans les roches éruptives surtout basiques; en filons de haute température, avec sulfures variés; gîtes de métamorphisme de contact; dans les météorites. Minerai de fer.

CHROMITE              FeCr2O4           Cubique Spinelle chromifère. Cristaux très rares : octaèdres. Généralement en grains arrondis ou en masses grenues à compactes. d= 4,1 à 4,9/ D = 5,5. Peut contenir Mg (jusqu'à 20% MgO). Cassure irrégulière. Couleur : noir. Opaque. Eclat métallique à mat. Trace noire. Parfois faiblement magnétique. Fréquente dans les péridotites et les serpentines. 

CHRYSOBERYL 

 Al2BeO4     Orthorhombique Généralement bien cristallisé : cristaux tabulaires, avec stries sur la face d'aplatissement. Macles fréquentes donnant des cristaux d'aspect hexagonal. d=3,7/ D = 8,5. Fragile. Cassure irrégulière. Clivage assez facile. Couleur : jaune, vert, vert olive, vert brunâtre. Transparent à opaque. Eclat vitreux. Variétés : Alexandrite : variété gemme de chrysobéryl verte à la lumière du jour, rouge violacé à la lumière artificielle. Œil de chat : variété chatoyante de chrysobéryl vert jaunâtre. 

GEOTHITE        FeOOH         Orthorhombique Rarement en cristaux prismatique ( < 1 cm), striés verticalement; agrégats fibreux, touffes radiées. Généralement masses fibreuses à fibro-radiées et concrétionnées, parfois poreuses à terreuses. d = 4,3 / D = 5. Cassure inégale. Clivage net. Couleur : brun noir à brun rouge foncé, brun jaune. Opaque. Eclat terne. Poussière brun jaune. Minéral provenant généralement de l'altération des autres minéraux de fer (pyrite, magnétite, sidérite, ankérite, ....).

 LIMONITE             FeOOH nH2O        amorphe Sous ce terme on désigne un mélange de minéraux de fer oxydé, silice colloïdale, argiles, où domine la goethite contenant de l'eau adsorbée:  (FeOOH nH2O). Généralement masses compactes, fibreuses, mamelonnées, concrétionnées, souvent porreuses et terreuses à poudreuses (pulvérulentes). d= 2,7 / D= 4 à 5. Cassure variable : conchoïdale ou terreuse. Fragile. Couleur : brun noir à noir, jaune brunâtre, brun rouge (variété terreuse), ocre jaune à brun orangé (variété poudreuse). Opaque. Eclat terreux, vernissé dans les variétés mamelonnées. Trace: jaune brune. 

BAUXITE : Hydrates d'alumine  Al(OH)3 –AlOOH Les bauxites sont des mélanges, en proportion variables, de divers constituants cryptocristallins, parmi lesquels peuvent dominer la  gibbsite (ou hydragillite) de formule Al(OH)3, la boehmite et le diaspore tous les deux de formule AlO.(OH) et orthorhombiques. La bauxite (roche) se présente en masse terreuses, argileuse compactes à structure pisolithique, souvent à texture bréchique. d = 2,5/ D = 1 à 3. Couleur : blanc, jaunâtre, rose, rouge brique. Opaque. Eclat terreux. Comme produit résiduel d'altérations

V.  Carbonates 

 Cette classe comporte les combinaisons d'un petit nombre d'éléments métalliques avec le groupe anionique [CO3]2-. Ce sont des cations bivalents de moyens et grands rayons ioniques : Mg, Fe, Zn, Ca, Mn, Sr, Pb, et Ba. Le cuivre participe également à cette classe, mais toujours accompagné de l'anion [OH] 1-.  Le zinc apparaît dans les mêmes conditions. On trouve les carbonates dans les roches sédimentaires, dans les roches métamorphiques qui en dérivent et dans les filons hydrothermaux où ils constituent souvent la gangue des minerais métalliques. Ces minéraux sont caractérisés par une dureté assez faible, une solubilité notable vis à vis de l'eau et une très forte biréfringence. Ils sont assez facilement solubles dans les acides avec un dégagement gazeux effervescent de CO2. On associe aux carbonates les quelques nitrates, caractérisés par le groupe anionique [NO3]1-. 

Calcite, CaCO3 R 2.7 3 1.49-1.66 Formes cristallines très variées, clivage rhomboédrique. Effervescence à froid avec HCl.

Magnésite, MgCO3 R 3 4 1.51-1.70 Masse compacte blanche. Effervescence à chaud avec HCl.

Sidérite, FeCO3 R 3.9 3.5 1.64-1.87 Rhomboèdres gris à brun foncé. Dans les filons hydrothermaux.

Rhodochrosite, MnCO3 R 3.5 4 1.60-181 Cristaux rares, encroûtements. Rose à violet. Filons hydrothermaux et zone d’altération superficielle.

Dolomite, CaMg(CO3)2 R 2.9 4 1.50-1.68 Rhomboèdres fréquents. Incolore à gris. Effervescence à chaud avec HCl.

Ankérite, Ca(Fe,Mg)(CO3)2 R 3 4 1.53-1.72 Ressemble à la dolomite. Conditions de gisement identiques, dans les zones riches en fer.

Aragonite, CaCO3 O 2.9 3.5 1.53-1.68 Souvent en prismes rhombiques mâclés en pseudo-prisme hexagonal. Blanc à brunâtre.

Strontianite, SrCO3 O 3.7 5 1.52-1.67 Cristaux aciculaires rares, teinte variable. En concrétions dans des géodes et dans des roches sédimentaires.

Cérusite, PbCO3 O 6.5 3 1.87-2.08 Cristaux blancs ou incolores, éclat adamantin. Macles fréquentes en réseau triangulaire.

Malachite, Cu2(CO3)(OH)2 M 4 4 1.65-1.91 Cristaux rares. Encroûtements mamelonnés verts.  Zone d’oxydation des gîtes de cuivre.

Azurite, Cu3(CO3)2(OH)2 M 3.9 3.5 1.73-1.83 Cristaux prismatiques aplatis, bleu foncé brillant. Zone d’altération des gîtes de cuivre.

Hydrozincite, Zn5(CO3)2(OH)6 M 3.7 2.5 1.64-1.75 Masse concrétionnée incolore à éclat terreux ou nacré. Zone d’altération des gîtes de zinc.

Aurichalcite, (Cu,Zn)5(CO3)2(OH) M 3.6 2 1.66-1.75 Prismes aciculaires en touffes bleu-clair. Zone d’altération des gîtes de cuivre et de zinc.

Natron, Na2CO3.10H2O M 1.4 1.5 1.41-1.44 Dans les évaporites, autour de lacs riches en Na. Efflorescences. Soluble dans l'eau.

VI. Borates

 Ils ne constituent qu'une infime partie de la croûte terrestre. On les rencontre dans les dépôts dus à l'évaporation de lacs salés, auprès de certaines sources chaudes et autour des dépôts fumeroliens des volcans. Ils sont caractérisés par les groupes anioniques [BO3]3- ou [BO4]5-, souvent liés entre eux, formant des structures en chaînes ou en feuillets. Ils forment des minéraux généralement blancs. Leur indice de réfraction peu élevé leur confère un éclat vitreux et leur dureté est faible.

Borax, Na2B4O6(OH)2.3H2O M 1.7 2.5 Cristaux massifs, tabulaires, lits massifs ou efflorescences autour des sources chaudes.

VII.  Sulfates 

Ici le soufre ne se trouve plus comme anion, mais il constitue, en qualité de cation S6+, un groupe anionique avec 4 atomes d'oxygène : [SO4]2-. Cette combinaison n'existe qu'en milieu oxydant et c'est donc près de la surface de la croûte terrestre qu'on trouve les sulfates, dans la zone oxydée des gisements métalliques ou dans les filons hydrothermaux. Ce groupe anionique est de grande taille et ne peut former de composés stables qu'avec des cations eux aussi de grande taille : Ba, Sr, Pb, par exemple. Les cations plus petits ne peuvent entrer dans des combinaisons sulfatées que si elles sont hydratées. On place aussi dans cette classe les quelques rares tellurates [TeO3]2-  et sélénates [SeO3]2-. Les propriétés physiques des minéraux sont marquées par une dureté faible, une biréfringence beaucoup moins élevée que celle des carbonates. Certains sont facilement solubles dans l'eau. A l'exception de la barytine et de la célestine qui forment souvent la gangue de certains filons hydrothermaux, on rencontre les sulfates dans les roches sédimentaires d'origine lagunaire et dans la zone d'oxydation des gisements métallifères.

Gypse, CaSO4.2H2O M 2.3 1.5 Cristaux tabulaires incolores, transparents. Macle en "fer de lance". Aussi en masse blanche, parfois habitus fibreux à éclat nacré. En feuillets jaune-brun dits "rose des sables".

barytine 

Anhydrite, CaSO4 O 2.9 3 Généralement massive. Cristaux tabulaires rares. Incolore, blanc, rose, mauve. Barytine, BaSO4 O 4.5 3 Prismes aplatis, souvent associés en feuillets épais. Incolore, blanc ou brunâtre. Eclat vitreux.

Célestine, SrSO4 O 3.9 3.5 Cristaux prismatiques ou tabulaires. Incolore à blanc. Eclat vitreux. Parfois en veines fibreuses.

Anglésite, PbSO4 O 6.3 3 Prismes tabulaires. Incolore à blanc ou jaunâtre. Eclat résineux à adamantin. Zone d’oxydation des.gîtes de Pb.

Alunite, KAl3(SO4)2(OH)6 R 2.7 3.5 Cristaux pseudo-cubiques, parfois tabulaires, masses compactes ou fibreuses. Incolore à jaunâtre. Eclat vitreux.

VIII.  Wolframates, molybdates, chromatesblog Chalal 2017

Parfois associés aux sulfates, les wolframates, caractérisés par le groupe [WO4]2-, ne forment de composés stables qu'avec le fer, le manganèse et le calcium. Ce sont des minéraux qui cristallisent à haute température, à la périphérie des massifs granitiques, dans les pegmatites et les filons hydrothermaux.

Hubnerite, MnWO4 M 4.8 4 Mêmes formes que la wolframite. Brun à rougeâtre, parfois irisations, translucide. Trait rouge-brun.

Wolframite, (Fe,Mn)WO4 M 7.3 4.5 Prismes trapus ou tabulaires. Stries dans la direction d'allongement. Gris noir, opaque, éclat submétallique.

Ferberite, FeWO4 M 7.2 5.5 Comme la wolframite.

Wulfénite, PbMoO4 Q 7 2.5 Tables à section carrée. Jaune-orange à brun. Eclat résineux à adamantin.

IX.  Phosphates, arséniates et vanadates 

Cette classe est caractérisée par la présence des groupes anioniques volumineux [PO4]3-, [AsO4]3- ou [VO4]3-. Les minéraux phosphatés sont nombreux mais globalement ils ne représentent qu'une faible part de la croûte terrestre. La grande taille du groupe [PO4] ne permet des combinaisons stables anhydres qu'en présence de gros cations [Pb, Y]. Les cations plus petits impliquent un complément de remplissage de la structure par des molécules H2O. Les propriétés physiques de ces minéraux sont assez diverses et il est difficile de leur trouver des points communs. A part l'apatite qu'on trouve dans les roches magmatiques, la plupart des phosphates, arséniates et vanadates, se trouvent dans la zone d'oxydation de la croûte terrestre et dans les stades terminaux des processus magmatiques (pegmatites, filons hydrothermaux).

Monazite, (Ca,La,Y,Th)PO4 M 4.9-55 5 Formes diverses. Habitus tabulaire ou prismatique. Brun-rouge. Eclat résineux à adamantin.

Xénotime, YPO4 Q 4.5 4-5 Prismes et bipyramides. Jaune-brun à brun-rouge. Opaque à translucide, éclat résineux.

Apatite, Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) H 3.2 5 Prismes hexagonaux. Incolore à bleu-vert. Transparent à opaque, éclat vitreux à résineux.

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Quartz, SiO2 R 2.65 7 Prismes et rhomboèdres caractéristiques.  Massif dans filons. Transparent, incolore, éclat vitreux.

Tridymite, SiO2 R 2.3 6.5 Cristaux hexagonaux tabulaires très petits dans les cavités de certaines laves riches en silice.

Cristobalite, SiO2 Q 2.27 6.5 Cristaux octaédriques très petits, sphérules. Dans les cavités de certaines laves riches en silice.
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Spinelle, MgAl2O4 C 3.6 8 Octaèdres fréquents, masse granulaire. Rouge, bleu, vert. Transparent, éclat vitreux. Dans les roches métamorphiques.

Magnétite, FeFe2O4 C 5.2 6 Octaèdres, dodécaèdres, masse compacte. Attirable à l'aimant. Noir à éclat métallique. Roches éruptives.

Chromite, FeCr2O4 C 5.1 5.5 Octaèdres, masse compacte ou nodules. Brun-noir, éclat métallique. Dans les roches  éruptives basiques.

Chrysobéryl, BeAl2O4 O 3.7 8.5 Prismes maclés en étoile pseudo-hexagonale. Vert jaunâtre, éclat vitreux. Pegmatites et roches métamorphiques.

Hausmannite, MnMn2O4 Q 4.85 5 Pseudo-octaèdres, masse granulaire. Brun-noir, éclat sub-métallique. Filons hydrothermaux de haute température.

Minium, PbPb2O4 ⎯ 4.6 2-3 En masse terreuse pulvérulente. Rouge à brun-rouge.  Zone d'oxydation des gîtes de plomb.

Hollandite, Ba(Mn4+,Mn2+)8O16 Q 4.7-5. 0 4-6 Prismes trapus, masse fibreuse.  Noir à gris argent, éclat métallique.  Zone d'altération des gîtes  de Mn.

Columbite, (Fe,Mn)Nb2O6 Tantalite, (Fe,Mn)Ta2O6 R R 5.2 8.2 6  6.5 Constituent des cristaux mixtes. Cristaux tabulaires épais. Brun à noir, opaque, éclat submétallique. La densité augmente proportionnellement avec la teneur en Ta2O6. Dans les pegmatites et les filons hydrothermaux de haute température.

Pyrochlore, (Na,Ca)2Nb2O6(OH,F) C 4.4 5.5 Octaèdres ou grains informes. Jaune-brun, éclat résineux. Carbonatites et pegmatites.

Microlite,  (Ca,Na,Fe)2(Nb,Ta)2O6(OH,F) C 5.5 5.5 Octaèdres ou grains informes. Jaune pâle à brun, éclat résineux. Dans les pegmatites.

Samarskite, (Fe,Y,U)2(Nb,Ta)2O6OH,F) R 5.7 5-6 Prismes à section rectangulaire, masse compacte. Noir brunâtre, éclat résineux. Pegmatites.

Diaspore, AlO(OH) R 3.5 6.5 Rares prismes transparents, striés. Masse feuilletée. Jaune verdâtre. Eclat vitreux à résineux.

Goethite, FeO(OH) R 4.4 5 Prismes striés, masse fibroradiée, concrétions. Brun-noir, éclat adamantin à terreux.  Zone d’altération superficielle.

Manganite, MnO(OH) R 4.3 4 Prismes striés verticalement, concrétions. Noir, éclat métallique à terreux. Filons hydrothermaux de basses température.

Limonite, hydroxydes de fer ⎯ 3.8 5 Mélange de divers hydroxydes de fer. Brun jaune, pulvérulent. Produit d’altération.

Brucite, Mg(OH)2 R 2.3 2.5 Cristaux tabulaires, en feuillets. Blanc à vert pâle. Transparent à éclat résineux. Roches  de faible métamorphisme.

Gibbsite, Al(OH)3 M 2.5 3 Cristaux tabulaires pseudo hexagonaux. Masse à aspect opalin, encroûtement. Blanc à verdâtre, éclat vitreux.

Romanéchite, BaMn2+Mn4+8O16(OH) M 6.4 5-6 Masse compacte, concrétions, stalactites. Noir, éclat submétallique à terreux. Zone d’alteration des gîtes  de Mn.

Psilomélane Terme général qui désigne les oxydes de manganèse massifs : romanéchite, cryptomélane.