Pr. Salah Bouhlel
Cours Géologie Faculté des Sciences de Tunis Unversité Tunis El Manar Salah Bouhlel  
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B- Minerais des métaux ferreux
 
B- Minerais des métaux ferreux
 
Ce groupe comprend les minerais du fer, ainsi que tous les minéraux dont les alliages améliorent la qualité du fer, donc utilisés pour l'amélioration de l'acier.
 
1- Minerais de fer
Les principaux minerais de fer sont la chamosite, l'hématite, la lépidocrocite, la magnétite, la sidérite et la thuringite. L’utilité du fer est connue.
 
1.1- Magnétite
 
Chimie :
Fe3O4
Syst. Cristallin :
cubique
Dureté :
5,5
Couleur:
noir de fer
 
Densité :
5,2
Trait :
noir
Clivage :
imparfait
Eclat :
métallique, mat
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
Opaque
 
Cristaux libres on inclus dans la roche. Octaèdres, rhombododécaèdres. Dissé­minée dans la roche sous forme compacte, agrégats granuleux à massifs. Forte­ment magnétique. Minéral accessoire dans de nombreuses roches. Forme des gise­ments indépendants intramagmatiques et sédimentaires.
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2- Hématite (oligiste)
 
Chimie :
Fe2O3
Syst. Cristallin :
rhomboédrique
Dureté :
6‑6,5
Couleur:
gris‑noir, brun‑rouge, irisations multicolores
Densité :
5,2‑5,3
Trait :
rouge à brun‑rouge
 
Clivage :
Aucun
Eclat :
métallique, mat
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux inclus dans la roche ou libres, bipyramidaux, cubiques, rhomboédriques, tabulaires. Agrégats granuleux, écailleux à massifs, fibroradiés, terreux. Mode de gisement : comme minéral accessoire dans de nombreuses roches. Forme des gisements indépendants intramagmatiques, sédimentaires et métamorphiques. Les minettes, les ilabirites et les micaschistes ferrifères sont des roches fortement ferrifères.
 
Fer spéculaire (oligiste spéculaire) Hématite grossièrement cristallisée, gris ­noir, éclat métallique.
Oligiste micacée Variété de fer (ou oligiste) spéculaire se présentant sous forme d'agrégats foliacés.
Hématite rouge Hématite massive, rouge à brun‑rouge, généralement dépourvue d'éclat. Une variété particulièrement massive est parfois utilisée en joaillerie.
Hématite rouge concrétionnée  Hématite à surface lisse, mamelonnée.
Hématite rouge terreuse, sanguine, ocre rouge Variété d'hématite rouge pou­dreuse à terreuse. Matière première de pigments.
Limonite hématite brune, mélange de plusieurs minéraux, formé principalement de goethite. Dans presque tous les sols, dans la zone d'oxydation des gîtes métallifères.
Hématite brune Synonyme de limonite ou limonite en masses pulvérulentes.
Limonite botryoïde Limonite en forme de rognon ; surface lisse et noire.
Minerai de fer oolithique Minerai se présentant sous la forme de petites sphères de limonite ressemblant à des grains de blé.
Minerai sidérolithique Concrétions limonitiques de la taille d'un pois, formées dans les crevasses des roches calcaires.
Fer limoneux Masses limonitiques informes, souvent à structure alvéolaire, enveloppées d'incrustations végétales.
Fer des lacs ou fer des marais Dépôts de limonite formés dans des étendues d'eau peu profondes ; semblable au fer limoneux.
Ocre jaune terreuse Masse de limonite brun‑jaune contenant des impuretés diverses.
 
 
 
1.3- Goethite (fer oxydé hydraté)
 
Chimie :
FeOOH
Syst. Cristallin :
Orthorhombique
Dureté :
5‑5,5
Couleur:
noire, brune, jaunâtre
Densité :
3,8‑4,3
Trait :
brun
Clivage :
parfait
Eclat :
adamantin, soyeux, mat
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
translucide à opaque
 
Cristaux petits, prismatiques, aciculaires. Agrégats rayonnants, compacts, massifs, pulvérulents. Dans la limonite.
 
Fer oxydé hydraté Synonyme de goethite, ou goethite en cristaux libres.
 
Lépidocrocite mica de fer. Propriétés : comme la goethite. Associée à cette dernière dans la limonite.
 
1.4- Sidérite
 
Chimie :
FeCO3
Syst. Cristallin :
rhomboédrique
 
 
 
Dureté :
 
 
 
4 ‑ 4,5
 
 
 
Couleur:
 
 
jaunâtre, brune, noire, irisations
Densité :
3,7‑3,9
Trait :
blanc, brun, noir
Clivage :
parfait
Eclat :
vitreux, nacré
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
translucide à opaque
 
 
Cristaux rhomboédriques. Agrégats spathiques à compacts, finement granuleux, oolithiques. Dans les filons et en strates dans les sédiments.
 
1.5- Chamosite
 
Chimie :
(Fe,Mg,Al)6[(OH)2 (Si,AI)4O10]
Syst. Cristallin :
monoclinique
Dureté :
2‑3
Couleur:
gris‑vert à noire
Densité :
3,0‑3,4
Trait :
gris‑vert
Clivage :
très parfait
Eclat :
vitreux, mat
Cassure :
irrégulière
Opacité:
opaque
 
Masses granuleuses, massives, oolithiques. Associée aux minerais de fer.
 
 
 
2- Minerais de manganèse
 
Les principaux minerais de manganèse sont l'hausmarinite, la manganite, le psilo­mélane, la pyrolusite, la rhodochrosite, la rhodonite. Le manganèse est utilisé pour la production de ferromanganèse et l'étamage des glaces.
 
2.1- Pyrolusite (manganèse oxydé)
 
Chimie :
MnO2
Syst. Cristallin :
quadratique
Dureté :
6.5
Couleur:
gris acier à gris foncé
Densité :
4,5‑5,0
Trait :
noir
Clivage :
parfait
Eclat :
métallique, mat
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux prismatiques, rares et petits. Agrégats généralement botryoïdes, fibrora­diés et à surface lisse et mamelonnée, également sous forme de masses terreuses et oolithiques. Généralement légèrement tachante. Mode de gisement : en gisements sédimentaires indépendants ou comme minerai accessoire dans d'autres gisements manganésiens.
 
Polianite Désignation vieillie pour des formes bien cristallisées de pyrolusite.
Wad Variété de pyrolusite terreuse à pulvérulente.
 
2.2- Nodules de manganèse
 
Nodules de 2 à 5 cm de diamètre développés concentriquement autour d'un noyau, se trouvant sur les fonds marins à 4000‑6000 m de profondeur. Ce sont des nodules minéralisés contenant jusqu'à 40 % de manganèse (d'où leur nom). Ils contiennent égale­ment du cuivre, du nickel, du cobalt et du zinc à des teneurs de 0,2 à 1 %.
 
2.3- Psilomélane
 
Chimie :
(Ba, H20)2 Mn5O10
Syst. Cristallin :
monoclinique
Dureté :
4‑6
Couleur:
noir, brun‑noir
Densité :
4,7
Trait :
noir, brun
Clivage :
aucun
Eclat :
mat
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
opaque
 
Masses finement granuleuses à massives, rayonnantes, égale­ment terreuses.
Mode de gisement : dans la zone d'oxydation des gîtes métallifères manganésiens.
Actuellement, le psilomélane est moins utilisé qu'il l'a été jusqu'à présent. D'autres minerais de manganèse, comme la coronadite, la hollandite et le crypto­mélane sont devenus récemment plus importants que le psilomélane.
 
Psilomélane concrétionné  Agrégat mamelonné, botryoïdal, réniforme et fibroradié de psilomélane. Surface lisse et brillante, comme polie.
 
Manganomélane Terme général désignant les minerais microcristallins compacts de manganèse. Utilisé parfois comme synonyme de psilomélane.
 
2.3- Rhodochrosite(dialogite)
 
Chimie :
Mn CO3
Syst. Cristallin :
rhomboédrique
Dureté :
3.5-4
Couleur:
rouge‑rose, brune, noire
Densité :
3,3‑3,6
Trait :
blanc
Clivage :
parfait
Eclat :
vitreux
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
translucide
 
Cristaux rhomboédriques , rares et généralement petits, souvent selliformes, libres dans des druses. Agrégats granuleux à compacts, spathiques, massifs, fibroradiés à surface lisse et mamelonnée, également en incrustations ou en encroûtements. Mode de gisement : dans les gisements filoniens, en amas et en strates dans les roches sédimentaires. Les variétés ayant une belle couleur rouge‑rose avec des couches alternativement claires et foncées et un dessin en zigzag sont utilisées comme gemmes et comme pierres décoratives. Le gisement le plus important se trouve en Argentine près de San Luis, à l'est de Men­doza. Ce sont d'anciennes mines d'argent abandonnées par les Incas, où de la rho­dochrosite se dépose depuis le 13e siècle sous forme de stalagmites.
 
2.4- Manganite
 
Chimie :
MnOOH
Syst. Cristallin :
monoclinique
Dureté :
4
Couleur:
brun‑noir, grise
Densité :
4,3‑4,4
Trait :
brun foncé, noir
Clivage :
parfait
Eclat :
métallique
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
translucide à opaque
 
Cristaux prismatiques allongés, à striation parallèle suivant l'allongement, macles de pénétration fréquentes. Agrégats fibroradiés et enchevêtrés, pouvant être égale­ment oolithiques, rarement granuleux. A l'état frais, les cristaux et les agrégats sont brun‑noir et montrent un trait brun foncé. Lorsqu'ils sont altérés (c'est‑à‑dire transformés en pyrolusite) leur couleur est gris acier et leur trait, noir. Mode de gisement : dans les gîtes filoniens manganésiens des roches magmatiques ainsi que dans d'autres types de gîtes.
En raison de sa forte teneur en manganèse, plus de 60 %, la manganite est un important minerai de manganèse. Comme ses gisements sont cependant limités quantitati­vement, la manganite n'a plus aujourd'hui qu'une importance secondaire.
 
 
 
2.5- Hausmannite
 
Chimie :
Mn3O4
Syst. Cristallin :
quadratique
Dureté :
5.5
Couleur:
noir de fer, tirant sur le brun
Densité :
4,7‑4,8
Trait :
brun‑rougeâtre
Clivage :
parfait
Eclat :
métallique
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux bipyramidaux, souvent striés horizontalement, fréquemment maclés, généralement libres. Agrégats compacts à granuleux à finement granuleux‑mas­sifs. Mode de gisement : comme minerai accessoire dans les gîtes manganésiens, pas de gisements indépendants.
 
3. Minerais de molybdène
 
La molybdénite, la molybdite, la ferrimolybdite, la powellite et la wulfénite sont des minerais de molybdène. Le molybdène est utilisé dans la fabrication d'aciers spéciaux pour en améliorer les propriétés (principalement leur résistance à la corrosion et à l'échauffement, leur ténacité). Il est également utilisé dans l'industrie chimique, en électrotechnique et comme lubrifiant à haute température.
 
3.1- Molybdénite
 
Chimie :
MoS2
Syst. Cristallin :
hexagonal
Dureté :
1-1,5
Couleur:
gris‑bleu tirant sur le violet
Densité :
4,7‑4,8
Trait :
gris foncé, vert quand l'échantillon est pulvérisé
Clivage :
très parfait
Eclat :
métallique
Cassure :
flexible non élastique
Opacité:
opaque
 
 
Cristaux hexagonaux, aplatis, rares et habituellement mal formés. Agrégats en feuillets recourbés à écailleux, parfois massifs. Onctueuse au toucher, tachante. Disséminée dans la roche, dans les filons, souvent dans les roches granitiques. Minerai accessoire dans de nombreux gisements. Ne se rencontre guère en grande quantité.
 
3.2- Ocre de molybdène Expression synonyme de molybdène ; désigne aussi une série de produits d'altéra­tion des minéraux de molybdène, surtout la molybdite et la ferrimolybdite.
 
3.3- Molybdenite
 
Chimie :
MoO 3
Syst. Cristallin :
orthorhombique
Dureté :
2
Couleur:
vert‑jaune, orange, brune
Densité :
4,0‑4,5
Trait :
jaunâtre, brunâtre
Clivage :
imparfait
Eclat :
éclat soyeux, mat
Cassure :
cassure irrégulière
Opacité:
opaque
 
Agrégats microcristallins, disséminés, fibreux, sous forme d'enduits. Mode de gisement : dans du quartz associée avec la molybdénite.
 
3.4- Wulfénite (plomb jaune)
 
Chimie :
 PbO4
Syst. Cristallin :
quadratique
Dureté :
3
Couleur:
jaune orangé, grise, incolore
Densité :
6,7‑6,9
Trait :
blanc
Clivage :
imparfait
Eclat :
résineux, adamantin
Cassure :
irrégulière, conchoïdale, fragile
Opacité:
transparente à translucide
 
Cristaux généralement tabulaires, pouvant être également pyramidaux et en courtes baguettes, le plus souvent en cristaux libres sur du minerais de plomb. Agrégats compacts, massifs, rares, formant des croûtes cristallines, des masses de structure alvéolaire à caverneuse.
 
Mode de gisement : dans la zone d'oxydation des gîtes plombifères.
 
4. Minerais de nickel
Les principaux minerais de nickel sont la chloanthile, la garmérite, la nickéline et la pentlandite. Utilisé pour la fabrication d'aciers inoxydables, d'alliages avec le fer et les métaux lourds non ferreux, le nickelage et comme catalyseur.
 
4.1- Chloanthite
 
Chimie :
(Ni,Co)As3
Syst. Cristallin :
cubique
Dureté :
5.5
Couleur:
 blanc d'étain, gris acier, gris foncé
Densité :
6,4‑6,6
Trait :
gris‑noir
Clivage :
aucun
Eclat :
métallique
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux cubiques. Agrégats compacts, massifs, disséminés, réniformes, sous forme de mouchetures vertes.
 
Mode de gisement : dans les gisements de cuivre et de nickel.
 
4.2- Pentlandite
 
Chimie :
(Ni, Fe)9 S8
Syst. Cristallin :
cubique
Dureté :
3,5-4
Couleur:
jaune bronze, brun tabac
Densité :
4,6‑5,0
Trait :
noir
Clivage :
parfait
Eclat :
métallique
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux inconnus. Se rencontre sous forme de petits corps minéralisés associés aux gisements de pyrrhotine, on comme minéral accessoire dans les roches plutoni­ques basiques.
 
4.3- Nickéline
 
Chimie :
NiAs
Syst. Cristallin :
hexagonal
Dureté :
5-5.5
Couleur:
rouge cuivré
Densité :
7,5‑7,8
Trait :
trait brun noir
Clivage :
imparfait
Eclat :
métallique, ternissant avec l'altération
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux tabulaires, pyramidaux. Masses compactes, réniformes‑botryoïdes. Fré­quemment incrustée par de l'annabergite verdâtre (fleurs de nickel). Mode de gisement : dans les gîtes filoniens.
 
5. Minerais de tungstène
 
Les minerais de tungstène sont la wolframite et la scheelite. Le tungstène joue un rôle important dans l'amélioration des aciers
 
5.1- Wolfram (Wolframite)
 
Chimie :
(Fe, Mn)WO4
Syst. Cristallin :
monoclinique
Dureté :
5-5,5
Couleur:
brun foncé à noir
Densité :
7,12-7,60
Trait :
brun foncé, noir
Clivage :
parfait
Eclat :
métallique, gras
Cassure :
irrégulière, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux tabulaires, prismatiques, aciculaires, striés verticalement. Agrégats compacts, feuilletés, rayonnants. Dans des filons
 
5.2- Scheelite
 
Chimie :
CaWO4
Syst. Cristallin :
quadratique
Dureté :
4,5-5
Couleur:
jaune, grise, brunâtre
Densité :
5,9‑6,1
Trait :
blanc
Clivage :
imparfait
Eclat :
gras, adamantin
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
translucide
 
Cristaux bipyrarnidaux, parfois tabulaires, généralement libres. Rarement en masses compactes.
 
Mode de gisement : dans des filons, surtout dans les pegmatites et les skarns, occasionnellement aussi dans des placers.
 
6. Minerais de chrome
 
La chromite est le seul minerai important de chrome. Le chrome est utilisé pour l'amélioration des aciers.
 
6.1- Chromite
 
Chimie :
(Fe, Mg) Cr2O4
Syst. Cristallin :
cubique
Dureté :
5,5
Couleur:
noire
Densité :
4,5‑4,8
Trait :
brun
Clivage :
aucun
Eclat :
métallique, gras
Cassure :
irrégulière, conchoïdale
Opacité:
opaque
 
Cristaux octaédriques, rares. Le plus souvent sous forme de masses compactes ou en grains disséminés.
 
Mode de gisement : dans les péridotites et dans les serpenti­nites, également dans des placers.
 
7. Minerais de cobalt
Ce groupe comprend l'asbolane, l'hétérogénite, la cobaltine, la linnéite, la skutté­rudile. Le cobalt est utilisé dans la préparation d'alliages pour aciers durs et tenaces et la fabrication d'aimants. Il est également employé dans la production de céramique et de verre.
 
 
7.1- Erythrine (fleur de cobalt)
 
Chimie :
Co3[ASO4]2 8H2O
 
Syst. Cristallin :
 
Dureté :
2
Couleur:
rose fleur de pêcher, gris verdâtre quand elle se trouve mélangée à de l'annabergite.
Densité :
3,07
Trait :
rouge pâle
Clivage :
 
Eclat :
nacré, vitreux
Cassure :
 
Opacité:
 
 
Agrégats le plus souvent rayonnants à feuilletés, globulaires, réniformes, terreux et sous forme de mouchetures. Importante non comme minerai, mais en tant qu'indica­trice de gisements riches en cobalt.
 
7.2- Cobaltite
 
Chimie :
CoAsS
Syst. Cristallin :
cubique
Dureté :
5,5
Couleur:
blanc argenté vers le rougeâtre
Densité :
6,0‑6,4
Trait :
gris‑noir
Clivage :
imparfait
Eclat :
métallique
Cassure :
conchoïdale à irrégulière
Opacité:
opaque
 
Cristaux cubiques toujours inclus dans la roche, faces striées. Egalement en agré­gats granuleux. Dans différentes sortes de gîtes filoniens, dans les roches méta­morphiques. Minerai de cobalt important, mais rarement en grande quantité.
 
8. Minerai de vanadium
 
Les minerais de vanadium les plus importants sont la carnotite, la descloïzite, la patronite et la vanadinite. Principalement utilisé dans la préparation d'alliages pour aciers spéciaux. Employé aussi pour la fabrication d'aimants permanents.
 
8.1- Carnotite
 
Chimie :
K2 [(UO2)2V2O8]3H2O
Syst. Cristallin :
monoclinique
Dureté :
4
Couleur:
jaune, vert‑jaune
Densité :
4,5‑4,6
Trait :
jaune à vert
Clivage :
parfait
Eclat :
nacré, soyeux, mat
Cassure :
fragile
Opacité:
translucide à opaque
 
Cristaux tabulaires et très petits. Agrégats finement granuleux à massifs, égale­ment en masses terreuses et pulvérulentes. Mode de gisement : dans les roches sédimentaires.
 
8.2- Patronite
 
Chimie :
VS4
Syst. Cristallin :
monoclinique
Dureté :
1‑2
Couleur:
gris‑bleu
Densité :
2,81
Trait :
vert‑noir
Clivage :
aucun
Eclat :
mat
Cassure :
conchoïdale
Opacité:
opaque
 
Cristaux inconnus. Masses finement granuleuses, à l'aspect de coke, terreuses. Mode de gisement : dans les schistes bitumineux et les matériaux asphaltiques.
 
8.3- Vanadinite
 
Chimie :
Pb5[Cl(VO4)3]
Syst. Cristallin :
hexagonaI
Dureté :
3
Couleur:
jaune, brune, rouge orangé
Densité :
6,5‑6,1
Trait :
jaune pâle
Clivage :
aucun
Eclat :
adamantin, gras
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
opaque
 
Cristaux en courtes baguettes ou pyramidaux ; rarement compacte, réniforme, fibreuse. Mode de gisement : dans la zone d'altération des gîtes plombifères. Minerai de vanadium localement important.
 
9. Minerais de titane, minerais de tantale et de niobium
 
L'ilménite, le rutile et le sphène sont des minerais de titane, la columbite et le pyrochlore, des minerais de niobium et tantalium. Le titane, le tantalium et le niobium sont des métaux utilisés pour l'amélioration des aciers. Ils jouent égale­ment un rôle important en électronique et dans l'industrie d'armements.
 
9.1- Sphène  (titanite)
 
Chimie :
Ca Ti [OSiO4]
Syst. Cristallin :
monoclinique
Dureté :
5-5,5
Couleur:
jaune, brun, vert, noir
Densité :
3,4-3,6
Trait :
blanc
Clivage :
imparfait
Eclat :
adamatin, gras
Cassure :
conchoïdale, fragile
Opacité:
: transparent à opaque
 
Cristaux prismatiques, tabulaires. Macles fréquentes. Parfois agrégats granuleux. Minéral accessoire dans de nombreuses espèces de roches. Très ponctuellement exploitable comme minerai de titane.
 
9.2- llménite  (fer titané)
 
Chimie :
Fe TiO3
Syst. Cristallin :
rhomboédrique
Dureté :
5-6
Couleur:
noire tirant vers le violet
Densité :
4,5‑5,0
Trait :
brun‑noir
Clivage :
aucun
Eclat :
éclat métallique
Cassure :
conchoïdale, irrégulière, fragile
Opacité:
mat transparence
 
Cristaux tabulaires oui rhomboédriques. Agrégats compacts, granuleux ; fréquemment sous forme disséminée. Dans les roches magmatiques et dans les sables.
 
 
9.3- Pyrochlore
 
Chimie :
(Na,Ca)2(Nb,Ti,Ta)2 O6(OH,F,O)
Syst. Cristallin :
cubique
Dureté :
5-5,5
Couleur:
brun, noir
Densité :
3,5‑4,6
Trait :
brun‑jaune
Clivage :
aucun
Eclat :
adamantin, gras
Cassure :
conchoïdale, irrégulière, fragile
Opacité:
translucide à opaque
 
Cristaux inclus dans la roche, cubiques, octaédriques. En masses compactes, sous forme disséminée. Mode de gisement : dans les peginatites et les carbonatites.
 
 
Liste des cours disponibles  
  1) Minéralogie Générale (IGS3)

2) Gîtes Minéraux (Gîtes météllifères et Métallogénie) (ST3 RME ET IGS4

4) Géochimie des isotopes stables S1 du M1 (= géochimie Isotopique II dans le programme affiché)

5) Substances Utiles (industriel minerals) et ressources énergétiques pour LAGTE2 (en construction)

6) Atlas des minéraux des minerais (LAGTE2, ST3, IGS4)

7) Atlas métallographie sous miccroscope à lumière réfléchie (ST3 RME, IGS4 et autres...)

8) Inclusions fluides pour la métallogénie et la géologie des bassins sédimentaires et des réservoirs (ST3 RME, IGS 4 et MASTERS ST)


 
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