Chapitre 8
Description systématique des minéraux silicatés
I - LES NESOSILICATES :
Les nésolsilicates rassemblent principalement les groupes suivants :
GROUPE DE L'OLIVINE
Forsterite Mg2 (Si04)
Fayalite Fe2 (Si04)
GROUPE DES GRENATS A3B2(Si04)3
Pyrope Mg3Al2(Si04) 3 Spessartite Mn3Al2(Si04) 3 Andradite Ca3Fe2(Si04) 3
Almandin Fe3Al2(Si04) 3 Grossulaire Ca3Al2(Si04) 3 Uvarovite Ca3Cr2(Si04) 3
GROUPE DU ZIRCON
Zircon Zr(SiO4)
GROUPE DES SILICATES D'ALUMINE
Andalousite Al2SiO5
Sillimanite Al2SiO5
Disthène (Kyanite ou cysanite) Al2SiO5
Topaze Al2(Si04)(F,OH)2
Staurolite Fe2Al9O6 (SiO4)4 (O, OH) 2
Sphéne CaTiO(Si04)
GROUPE DE L’OLIVINE ou PERIDOTS : (Mg, Fe)2 [SiO4] Orthorhombique.
Séries de solutions solides entre la Forsterite Mg2 (Si04) (pôle magnésien)
et Fayalite Fe2 (Si04) (pôle ferrifère)
Cristaux automorphes généralement petits en prismes aplatis. Souvent en grains arrondis, disséminés dans la roche ou rassemblés en ségrégations (accumulations localisées).
D = 3,3 / H = 6,5 à 7. Fragile. Clivage distinct. Transparent à translucide. Eclat vitreux vif. Couleur jaune‑verdâtre à vert olive. Altération atmosphérique : libération d'oxydes ferriques rougeâtres.
Minéral typique de haute température. Constituant des roches intrusives en provenance du manteau (péridotites). Elément des basaltes et des nodules de péridotites remontés par les basaltes. Dans les calcaires dolomitiques impurs ayant subi un métamorphisme thermique.
Usage : réfractaires. Etymologie : couleur vert‑olive.
GRENATS A3B2(Si04) 3 A = Ca, Mg, Fe, Mn et B = AI, Fe, Cr
Pyrope Mg3Al2(Si04) 3 Spessartite Mn3Al2(Si04) 3 Andradite Ca3Fe2(Si04) 3
Almandite Fe3Al2(Si04) 3 Grossularite Ca3Al2(Si04) 3 Uvarovite Ca3Cr2(Si04) 3
Cubiques. Cristaux automorphes très fréquents. Formes habituelles : Rhombododécaédre et trapézoére. Souvent en grains irréguliers.
D = 3,5 à 4,3 H = 6,5 à 7,5. Pas de clivage. Cassure irrégulière. Couleur variable suivant la composition : rouge sombre (Pyropre), jaune à brun rouge (Spessaartite), rose (Almandin), brun à noir Andradite, vert éméraude, vert foncé (Uvarovite), incolore vert jaunâtre (Grossulaire). Poussière blanche. Eclat vitreux ou résineux. Altération en chlorite.
Dans roches métamorphiques : gneiss, micaschistes (var. almandin, Fe, AI) ; calcaires métamorphique (var. grossulaire, Ca, Al). Dans Roches éruptives : aplites, pegmatites, granites. (var. spessartite, Mn, Al et almandin) ; roches ultrabasiques (var. pyrope, Mg, Al).
Usage : abrasif. Les beaux cristaux bien colorés sont recherchées comme pierres gemmes (Pyropre, Ouvarovite et Grossularite). Etymalogie : du latin "granatus", semblable aux grains.
ZIRCON Zr(SiO4) Quadratique
Prismes à section carrée. Parfois en grains. Clivages peu nets. Cassure conchoïdale. D = 4,7 / H = 7,5. Transparent à opaque. Eclat vif. Couleur : Jaunâtre, verdâtre, brun-rougeâtre, rouge.
Minéral accessoire commun des roches éruptives, spécialement acides et sodiques. Commun dans les pegmatites.
Minerai de zirconium. Certaines variétés sont des gemmes.
GROUPE DES SILICATES D'ALUMINE :
SILLIMANITE Al2 [O SiO4] ou Al2 SiO5 Orthorhombique
Le plus souvent en longues et minces baguettes à terminaisons indistinctes, groupées en gerbes ou enchevêtrées. Clivage parfait
D = 3,2 / H = 6 à 7. Transparent à translucide. Grisâtre, brunâtre, jaunâtre, verdâtre. Peu altérable.
Dans les gneiss et les micas schistes
ANDALOUSITE Al2 [O SiO4] ou Al2 SiO5 Orthorhombique (pseudoquadratique)
Généralement en prismes grossiers à section carrée, parfois mal formés. Bon Clivage.
D : 3,2 / H = 7,5 (sur le minéral non altéré)
Le plus souvent pierreux et altéré. Rarement translucide. Couleur blanchâtre, rose; souvent inclusions charbonneuses régulièrement disposées et dessinant des croix noires sur les sections transversales : (variété chiastolite.
S'altère fréquemment en mica blanc et kaolin. Devient opaque et tendre.
Minéral de métamorphisme, surtout des schistes argileux au contact d'intrusions granitiques.
Egalement dans les gneiss, micaschistes, associée à disthène, sillimanite, cordiérite, grenat
Filons de pegmatites (andalousites roses, limpides).
Matière première pour l'industrie des réfractaires résistants aux chocs thermiques (ex : cônes de rentrée atmosphérique des cabines spatiales ... ).
DISTHENE (Kyanite ou cyanite) Al2 [O SiO4] ou Al2 SiO5 Triclinique
Long cristaux prismatique aplatis, souvent, à faces striées. Agrégats plus ou moins radiés, lamellaires ou fibreux. Macles variées.
D = 3,5 . H = 5 selon l'allongement, 7 perpendiculairement à l'allongement sur une face de clivage. Cassure à aspect haché perpendiculairement à l'allongement. Flexible. Clivage parfait. Couleur bleu ciel à incolore, parfois jaune, rougeâtre, verdâtre Translucide à transparent. Éclat vitreux, nacré sur clivage. Poussière incolore.
Minéral de métamorphisme dans les gneiss et les schistes micacés, avec grenat, staurotide, corindon
TOPAZE Al2[(F,OH)2 SiO4] Orthorhombique
En cristaux prismatiques à terminaisons variées. Très riche en formes, pouvant atteindre de grandes dimensions (un mètre et plus). Egalement en agrégats massif, grenus, aciculaires.
D = 3,4 à 3,6. H = 8. Cassure conchoïdale. Clivage basaI excellent et caractéristique. Couleur incolore à jaune, bleu, verdâtre, grisâtre. Transparent à translucide. Éclat vitreux. Poussière incolore.
Minéral des gîtes pneumatolytiques dans les granulites, les greisens et filons pegamatitiques. Association avec cassitérite, lépidolite, béryl, tourmaline.
Les topazes bien colorées et transparentes sont recherchées comme gemmes. Changent de couleur lorsqu'elles sont chauffées.
STAUROTIDE (Fe,Mg,Zn) Al9Si4O23(OH) Orthorhombique
Toujours cristallisée. Prismes simples, souvent aplatis. Fréquemment m: mâclée : mâcles en croix.
D = 3,7 / H = 7 à 7,5. Cassure conchoïdale. Couleur : brun-noirâtre à brun-rouge, parfois ocre. Translucide à opaque. Eclat vitreux. Poussière blanche.
Dans roches métamorphiques (schistes et gneiss), associée aux grenats, à l'andalousite, au disthène, à la sillimanites, à la cordiérite.
SPHENE (Titanire) CaTi [O SiO4J ou TiO2 CaO SiO2 Monoclinique
Cristaux de faciès variable, aplatis à tabulaires. Agrégats grenus, masses compactes, parfois lamellaires. Mâcles fréquentes.
D = 3,5 / H = 5 à 5,5. Cassure inégale. Clivage. Couleur : jaune à brun noir, vert, gris, rarement incolore. Transparent à opaque. Éclat adamantin à résineux. Poussière incolore.
Fréquent dans les roches éruptives (granites à amphiboles, syénites...), les roches métamorphiques (gneiss à amphiboles, amphibolites...), les cavités et fissures des gneiss, les calcaires métamorphiques.
II - LES SOROSILICATES
Epidote, Vésuvianite, Hémimorphite,
EPIDOTE Ca2 (Fe,Al)Al2 [(O OH)2 Si2O7] Monoclique
Cristaux prismatiques allongés suivant l’axe binaire b. Faces striées suivant l'allongement.
Parfois aciculaire ou fibreux. Clivage parfait
D = 3,3 à 3,5 / H = 6 à 7. Transparent à opaque. Eclat vitreux. Couleur ordinairement vert à vert jaunâtre.
Minéral de métamorphisme dans les gneiss. Minéral de métamorphisme des grès, calcaires au voisinage des roches éruptives (avec actinote, sphène, chlorite). Se forme également par altération des plagioclases (saussuritisation) et de silicates calciques (fréquent dans les ophites du Trias).
VESUVIANITE (Idocrase) Ca10 (Mg,Fe) 2 Al4 [(OH)4 (SiO4) 5 (Si2O7) 2] Quadratique
Généralement cristaux prismatiques parfois centimétriques terminés par des pyramides plus ou moins tronquées par la base. Faces souvent striées verticalement. Parfois grenu ou massif.
D = 3,4 / H = 6,5. Cassure inégale. Couleur : vert à brun, parfois jaune, rouge brun, noirâtre, plus rarement rose bleu. Transparent à translucide. Eclat vitreux à gras. Poussière blanche.
Minéral du métamorphisme de contact, particulièrement dans les calcaires avec grenats calciques, wollastonite, diopside. Très beaux cristaux au Vésuve (Italie) par action des laves sur les calcaires.
HÉMIMORPHITE (Calamine) Zn4[(OH)2 Si2O7] .H2O Orthorhombique
Fréquente en cristaux aplatis à lamellaires, rarement centimétrique. Face d'aplatissement striée verticalement. En groupes radiés. En agrégats grenus, stalactitiques. En croûtes ou masses terreuses (calamine).
D = 3,4/ H = 4,5 à 5. Cassure irrégulière. Clivage facile. Couleur incolore, blanc, vert ou bleu pâle, jaune, brunâtre. Transparent à translucide. Eclat vitreux. Poussière incolore. Massive ou grenue elle ne se différencie de la smithsonite que par le comportement aux acides.
Dans les zones d'oxydation des gîtes plombo-zincifères, associés à galène, sphalérite, smithsonite, , cèrusite, anglesite
III - CYCLOSILICATES
Cordiérite , Béryl, Tourmaline, Dioptase, Chrysocolle
CORDIERITE (Mg, Fe)4 Al6 (Al 2 Si10 O36) Orthorhombique
Prismes courts pseudohexagonaux à faces striées verticalement. Souvent en masses compactes ou grains informes. Bon clivage.
D = 2,6 / H = 7. Transparent à translucide : Eclat gras. Couleur bleue ; devient vert par altération. Altération très rapide en masse d'apparence informe ayant la composition de la muscovite.
Minéral accessoire de certaines roches éruptives (granites). Minéral de métamorphisme de contact (Gneiss, schistes cristallin).
BERYL AI2Be[Si6O18] Hexagonal
Beaux cristaux libres ou inclus dans la roche. Prismes hexagonaux allongés, plus rarement courts ou aplatis. Faces du prisme souvent striées. Agrégats bacillaires fréquents, souvent en masses grenues.
D = 2,7. H = 7,5 à 8. Cassure conchoïdale. Couleur : incolore, verdâtre, gris, vert émeraude, vert pâle, jaune, blanc, rose. Transparent à translucide. Éclat vitreux. Poussière incolore. Souvent difficile à distinguer du quartz, se distingue de l'apatite par la dureté et l'insolubilité aux acides, de la topaze par l'absence de clivage.
Les belles qualités sont recherchées comme gemmes. Selon la couleur on distingue :
· l'émeraude , de teinte vert émeraude (contient Cr et V) ;
· l'aigue-marine, bleu ciel pâle à bleu vert
· l'héliodore, jaune (contient Fe)
· la morganite, rose (contient souvent Cs).
Mode de Gisement : Principalement dans pegmatites et roches liées génétiquement aux granites : granites albitisés, greisens, filons hydrothermaux. Les émeraudes du gîte de Muzo (Colombie) sont en liaison avec des venues hydrothermales agissant sur un complexe de sédiments bitumineux et des intrusions de roches ignées magnésiennes chromiféres. L'émeraude se rencontre aussi dans les schistes micacés (Oural, Autriche). L'aigue-marine se trouve dans des géodes et fissures du granite (Brésil). La morganite se rencontre dans les pegmatites à lépidolite et rubellite (var. Tourmaline).
TOURMALINE R'R3" Al6 [(OH)4 (BO3) 3 Si6O18]
R' = Na, Ca, ; R" = Fe,Mg, Al, Li
Rhomboédrique.
Cristaux prismatiques à section triangulaire, parfois groupés parallèlement ou radialement. Faces du prisme profondément striées selon l'allongement. Les terminaisons d'un même cristal s'ont différentes et traduisent l'hémiédrie (pas de centre de symétrie).
D = 3 / H = 7,5 .Pas de clivages. Cassures transversales. Translucide à opaque. Eclat vitreux. Couleur variable : noir, schorl, variété ferrifère) brun‑noir, verdâtre jaune a incolore (dravite, var. magnésienne); rose (rubellite, var. lithinifère), parfois bleu. Changement de couleur par chauffage.
Minéral pneumatolytique commun des granites à mica blanc et des aplites. Elément accessoire le plus fréquent des pegmatites granitiques. Dans Gneiss et schistes au voisinage des granites. Dans Calcaires et marnes métamorphiques. Fréquemment dans les gites à Sn‑W. Les dravites apparaissent dans des roches sédimentaires magnésiennes peu métamorphiques.
Les belles tourmalines sont recherchées comme gemmes.
DIOPTASE Cu6[Si6O15] .6 H20 Rhomboédrique
Cristaux prismatiques parfois centimétriques avec faces du rhomboèdre, plus ou moins allongés. Rare en agrégats grenus ou en prismes aciculaires.
D = 3,3 . H = 5. Cassure irrégulière. Un clivage. Couleur : vert foncé, vert émeraude à vert d'herbe. Transparent à translucide. Éclat vitreux. Poussière verte ou verdâtre. Se déshydrate et devient opaque.
Minéral secondaire, avec chrysocolle, malachite, cuprite, hémimorphite, cérusite, wulfènite.
CHRYSOCOLLE CuSiO3 .nH2O Colloïdal.
Masses collomorphes, reniformes, stalactitiques ; en croûtes et remplissage de fissures.
D = 2 à 2,4. H = 2 à 4. Cassure très conchoïdale. Couleur du vert émeraude au vert bleu, au bleu ciel, brun, noirâtre. Translucide à opaque. Éclat vitreux à gras. Poussière incolore.
C'est une «opale » plus ou moins riche en cuivre. Minéral typique de la zone d'oxydation des gîtes de cuivre. Remplace et pseudomorphose l'azurite, la malachite, la cérusite, etc.
IV - INOSILICATES
GROUPE DES PYROXENES
Série des Orthopyroxènes
Enstatite Mg2(Si2O6)
Hypersthène (Mg,Fe)2(Si2O6)
Série des Diopsides
Diopside CaMg(Si2O6)
Hedenbergite CaFe(Si2O6)
Augite Ca(Mg, Fe, Al) [( Si, Al)2 O6]
Série des Spodumènes
Spodimène LiAl(Si2O6)
Jadéite NaAl(Si2O6)
Aegérine Na,Fe(Si2O6)
Groupe des Pyroxénoïdes
Wollastonite Ca(SiO3)
Rhodonite Mn(SiO3)
0RTHOPYROXENES Orthorhombique
ENSTATITE Mg2(Si2O6)
HYPERSTENE (Mg,Fe)2(Si2O6)
Cristaux généralement petits et rares, en prismes courts, tabulaires. Souvent massif en agrégats compacts à granuleux, fibreux, lamellaires, spathiques.
D = 3,2 à 3,3, augmente avec la teneur en fer/ H = 5,5 à 6. Fragile. Clivage bon. Cassure irrégulière. Couleur : grise, verte, brunâtre, incolore trait blanc éclat vitreux, transparent à opaque.
Le fer peu remplacer le magnésium en toute proportion jusqu'à 90%. Cependant dans les orthopyroxènes les plus commun le rapport F:Mg dépasse rarement 1:1. L'Enstatite pure Mg2(Si2O6), contient MgO 40% et SiO2 60%. Si la teneur en FeO est compris entre 5 et 13 % la variété est appelée Bronzite ; si compris entre 13 et 20 % l'orthopyroxène est appelé Hypersthène (Mg,Fe)2(Si2O6)
Les orthopyroxène se rencontrent principalement dans les roches magmatiques basiques (pyroxènites, péridotites, gabbros, norites, basaltes), également dans les roches métamorphiques, gneiss notamment.
SERIES DIOPSIDES Ca(Mg, Fe)(Si2O6) monocliques
Diopside CaMg(Si2O6)
Hédenbergite CaFe(Si2O6)
Augite Ca(Mg, Fe, Al) [( Si, Al)2 O6]
La diopside et l'hédenbergite forment une série complète de solutions solides. L'augite peut être considérée comme un terme intermédiaire de la série, dans lequel il y a substitution partielle de Mg et de Si.
Cristaux libres ou inclus dans la roche, en prismes courts, à section octogonale (8 faces latérales). Agrégats granuleux ou grossièrement lamellaire. Macle très commune. Clivages faciles mais interrompus souvent peu visibles.
D = 3.3 / H = 5 à 6. Opaque. Eclat vitreux ou métallique (diallage). Couleur : blanc à vert pâle pour diopside, de plus en plus foncé avec l'augmentation de la teneur en fer; l'augite est noirs. Transparent à translucide. Poussière blanche à grise.
Dans les roches magmatiques et métamorphiques.
Variétés de Diopside :
Diallage : Variété d'aspect métallique rappelant du bronze, à clivage très parfait.
Diopside chromifère : Variété vert‑éméraude clair, pierre décorative.
Altération en amphibole , talc, serpentine.
Diopside se rencontre dans les calcaires et dolomies recristallisés par métamorphime de contact. Diopside et hédenbergite se rencontrent dans le métamorphime régional, associés avec trémolite, scapolite, idocrase, grenat et sphène. La variété diallage se rencontre dans les gabbros, péridotites et serpentines.
L'augite est un élément important des roches éruptives basiques intrusives (gabbros, dolérites) ou volcaniques (basaltes, tufs basaltiques).
Etymologie de l'Augite : du grec "auge", éclat (les cristaux ont souvent des faces brillantes).
AEGYRINE Na,Fe(Si2O6) monoclinique
Cristaux inclus dans la roche, en prismes allongés imparfaits. Agrégats fibreux.
D = 3,4‑3,55 /H = 6-6,5. Clivage important. Cassure irrégulière. Couleur : vert foncé, vert‑noir, brunâtre. Poussière jaunâtre à brunâtre, vert. Eclat vitreux, résineux . Translucide.
Dans les roches magmatiques pauvres en Silice, comme : néphélinite, syénite et phonolite.
PYROXENOÏDES :
WOLLASTONITE Ca3[Si3O9] ou CaSiO3 Triclinique
Cristaux rares, prismatiques allongés, souvent tabulaires. Agrégats massifs à fibreux, parallèles ou réticulés.
D = 2,8 à 2,9. H = 4,5 à 5. Cassure inégale. Deux bons clivages. Couleur : blanc à grisâtre. Translucide. Éclat vitreux, nacré sur le clivage. Poussière incolore. Généralement fluorescent en jaune ou orange aux U.V.
Minéral des calcaires métamorphisés au contact des magmas acides. Associé à calcite, diopside, grenats calciques, etc.
RHODONITE CaMn4[Si5015] Triclinique
Cristaux rares tabulaires. Ordinairement massive, lamellaire, grenue à compacte.
D = 3,6. H = 5,5 à 6,5. Cassure irrégulière. Tenace si elle est compacte. Deux clivages formant un angle proche de 90°. Couleur rose, rouge brunâtre, rarement verdâtre ou jaunâtre. Noircit en surface à l'air. Translucide à opaque. Éclat vitreux, nacré sur le clivage Poussière blanche.
Oxydation en MnO2, en rhodocrosite ou en silicates hydratés de manganèse.
Filons hydrothermaux. Gîtes métamorphisme de contact (métasomatique). Gîtes sédimentaires de manganèse métamorphisés.
GROUPE DES AMPHIBOLES
Les amphiboles constituent une famille de minéraux, dont la structure est formée par la jonction de chaîne de tétraèdre du type pyroxène, pour former une structure en ruban, de formule Si4011 .
La formule générale est : X0-7 Y7-14 Z16 O44 (OH)2;
Où X = Na et Ca et rarement K
Y = Mg, Fe, Al, Mn
Z = Si, parfois substitution partielle par Al
Minéraux principaux : Trémolite, Actinote, Horneblende, Glaucophane, Riébeckite.
TREMOLITE - ACTINOTE
(Ca2, Mg5) [Si8O22] (OH)2 - Ca2 (Mg, Fe)5 [Si8O22] (OH)2
Monoclinique
Série continue d'amphiboles entre Trémolite et Actinote.
Cristaux allongés, striés longitudinalement, souvent courbés. Parfois en agrégats fibroradiés ; fibres soyeuses chez la trémolite.
D: 2,9 à 3,2 / H = 5 à 6 . Clivages parfaits. Couleur : blanc nacré (trémolite) à vert plus ou moins sombre suivant la teneur en fer (actinote). Altération en talc.
Silicates de métamorphisme de contact des roches carbonatées magnésiennes. L'actinote est un minéral typique du faciès "schiste verts" où elle est associée à l'épidote et à la chlorite. Enfin elle se forme aux dépends des pyroxènes par métamorphose ou altération hydrothermale.
Les variétés fibreuses constituent des amiantes et sont utilisées comme matériaux réfractaires et isolant électrique et thermique. Matériaux cancérigènes. Etymologie : Actinote, du grec "actis", rayon : fréquemment en aiguilles rayonnées.
HORNEBLENDE (Ca, Na)2(Mg2, Fe2+,Fe3+,Al)5 [Si6Al2O22](OH) 2 Monoclinique
Cristaux généralement bien formés, prismes courts, à section hexagonale (6 faces latérales); souvent en agrégats allongés, fibreux ou grenus. Clivages faciles.
D = 3 à 3,4 / H = 5 à 6. Translucide à opaque. Eclat vitreux. Couleur : vert sombre ou brun noir. Poussière incolore. Altérations : talc, serpentine, chlorite, épidote….
Minéral important dans certaines roches éruptives intrusives (granites, syénite, diorites, gabbros) ou volcaniques (trachyte, andésites, basaltes).
Minéral caractéristique du faciès amphibolite dû au métamorphisme de roches basiques : amphibolite, schiste et gneiss à horneblende.
GLAUCOPHANE Na2Mg3Al2 (Si8O22)(OH) 2 Monoclinqiue
Les cristaux sont généralement peu nets avec des faces généralements rugeuses. Souvent massif, fibreux ou grenu. D = 3,15/ H = 6. Couleur bleu noirâtre. Clivage parfait donnant des lamelles transparentes gris bleuâtre.
Dans les roches métamorphiques de basse température et haute pression, fréquemment associé à l'épidote et grenat.
RIEBECKITE-ARFVEDSONITE (Na,Ca)3(Fe2+Mg,Fe3+,Al)5(Si8O22)(OH,F)2
Monoclinqiues
La Riébeckite Na2 Fe32+Fe23+(Si8O22)(OH,F) 2 forme une série avec le glaucophane, avec remplacement de Fe2+ par Mg et Fe3+ par Al, les termes intermédiaires sont appelés crossite.
L'arfvedsonite est une espèce légèrement différente de formule Na2,5 Ca0,5 (Fe2+Mg,Fe3+,Al)5 (Si7,5 Al0,5O22)(OH,F) 2
Les deux espèces se présentent en prismes aciculaires à asbestiformes allongés. Le clivage est bon. D = 3,4 / H = 4,5 . Couleur : noire quand les cristaux sont bien développés.
La Crocidolite est une variété asbestiforme de couleur bleu chatoyant ou d'un jaune brun doré (oxydation du fer). Cette variété donne par silicification un matériau polissable d'ornementation, appelé "oeil de tigre".
La riébeckite se rencontre dans les granites sodiques et surtout dans les syénites néphéliniques. Elle est associée surtout à l'Aegyrine. Dans les roches métamorphiques, ce sont les faciès asbestiformes qui dominent. Ex : amiantes bleues du Cap (Afrique du Sud), qui se rencontre dans des minerais de fer rubané BIF (banded iron formation), le tout résultant du métamorphisme d'argilites ferrugineuses et siliceuses.
GLAUCOPHANE Na2Mg3AI2[(OH,F)(Si4011)]2 Monocllnique
Très rare en cristaux distincts : prismes allongés à faces terminales arrondies. En général masses lamellaires, fibreuses, grenues ou bacillaires.
d = 3,1. D = 6 à 6,5. Cassure conchoïdale à irrégulière. Clivage. Couleur : bleu lavande à gris ou noir bleuâtre. Transparent à translucide. Éclat vitreux à nacré. Poussière gris bleu.
Assez rare. Dans les schistes cristallins avec albite, chiorite, épidote.
Parfois dans les calcaires cristallins.
ANTHOPHYLLITE (Mg,Fe)7[(OH) 2 Si8O22]. Masses fibro-lamellaires. Orthorhombiques parfois semblables à l'amiante gris à brun. Dans les schistes cristallins.
V - PHYLLOSILICATES :
APOPHYLLITE KCa4 [F (Si4O10)]2 .8H20 Quadratique
Souvent cristallisé. Faciès variable. Prismes pseudo cubiques avec parfois faces octaédrales. Pyramides aiguès. Cristaux aplatis. Faces du prisme striées verticalement. Également en cristaux et groupes flabelliformes ; en masses lamellaires ; en agrégats foliacés ou grenus.
d 2,3 à 2,4. D = 4,5 à 5. Cassure inégale. Clivage basaI parfait. Couleur incolore, blanchâtre, verdâtre, rose, translucide à transparent. Éclat vitreux, nacré sur le clivage. Poussière incolore. Très fusible. Facilement attaquable par HCl.
Cavités des roches basaltiques avec zéolites, calcite. Dans les cavités du granite et des gneiss.
GROUPE DES MICAS :
MUSCOVITE K AI2 (OH,F)2 [AlSi3O10] Monoclinique
En général, seule la face (001) est nette et présente parfois un contour pseudo‑hexagonal. Les faces latérales sont irrégulières, ternes et marquées par le délit du clivage. Parfois association de petites lamelles en gerbes divergentes. Dans les pegmatites, cristaux parfois de grandes dimensions (décimétriques à métriques).
D = 2,8 / H = 2 sur (001), 3 à 4 sur les autres faces. Clivage (001) extraordinairement facile. Lames de clivages flexibles et élastiques. Transparent à translucide. EcIat nacré vif sur (001), mat sur les autres faces. Incolore à jaunâtre clair.
Variétés :
· Lépidolite (lithinifëre), rose, violet ou gris violacé.
· fuschite (chromifère) verte ;
· séricite, finement fibreuse ou écailleuse provenant de l'altération de silicates (feldspaths).
Inaltérable.
Très répandu. Elément constitutif des roches éruptives acides (granites à 2 micas, leucogranites, greisens) et métamorphiques (gneïss, micaschistes, schistes à séricite).
Filons de pegmatite.
Minéral détritique en minuscules paillettes dans roches sédimentaires (grès psammites du Trias tunisien).
Usages : isolant électrique et thermique, lubrifiant, matériaux réfractaires. La lépidolite constitue une source de lithium.
BIOTITE - PHLOGOPITE K (Mg,Fe )3(OH,F)2 [Al Si 3 O10]
Série continue de minéraux avec Mg/Fe < 2/1 pour la biotite, Mg/Fe > 2/1 pour la phlogopite.
Formes et clivage de la muscovite.
D = 2,7 à 3,3 : H = 2 sur (001), 3 à 4 sur les autres faces.
Couleur brune à noire, avec parfois nuances rougeâtres ou verdâtres, poussière incolore (biotite) ou jaune brun doré à presque incolore (phlogopite). Transparent à translucide. Eclat vif sur (001), parfois nacré.
Altération hydrothermale en chlorite ou muscovite avec exsudation d'oxydes de fer et de titane. Altération superficielle en hydromicas brunâtres ou vermiculite.
La biotite est le plus répandu des micas, en association fréquente avec la muscovite.
Elément constitutif des roches éruptives et métamorphiques. Filons de pegmatite.
La phlogopite apparaît dans les roches magnésiennes (dolomies), métamorphisées au contact de granites.
Usages : la phlogopite est utilisée dans l'industrie électrique (condensateurs ... ).
Etymologie : phlogopite, du grec "phlogopos" : enflammé (couleur).
GROUPE DES CHLORITES : Mg3 Si4O10 (OH) 2 Mg3 (OH) 6 Monoclinique
Ce sont des silicates d'Al,Mg,Fe, hydratés qui forme un groupe de minéraux monocliniques ressemblant aux micas mais qui se distinguent par des caractères structuraux, par un clivage moins facile, donnant des lamelles flexibles mais non élastiques, et ayant une couleur généralement vert foncé.
Des substitutions aboutissent à la formule suivante: (Mg, Fe, Al) 3 (AlSi3)O10 (OH) 2 Mg3 (OH) 6
Chlorites magnésiennes : Pennine, Clinochlore et Ripidolite
Rarement en cristaux automorphes lamellaires pseudohexagonaux; généralement seule face (001) est nette, les faces latérales sont irrégulières. Souvent empilements vermuculés de très petites lamelles ou agrégats foliacés.
Clivage basal très facile. Lames de clivage flexibles mais non élastiques, à la différence des micas. D = 2,6 à 3 / H = 2 à 2,5. Couleur vert-bouteille plus ou moins foncé à incolore. Translucides à opaque. Eclat vitreux.
Minéraux de basse température. Dans les roches métamorphiques (chloritoschistes) avec talc, serpentine. Caractéristiques du faciès de métamorphisme "schistes verts" (association actinote-épidote-chlorite-albite). Dans les roches éruptives où elle se forme par altération des biotites, pyroxènes, amphiboles, grenats.
Etymologie du grec "chloros" = vert.
Chlorites ferrifères : Chamosite et Thuringite
Masses compactes, cryptocristalline, oolithiques. De couleur gris verdâtre à noir, avec une poussière verte.
Se rencontrent essentiellement dans les roches sédimentaires où elles forment des bancs épais au milieu des calcaires. La chamosite est souvent associées aux minerais de fer sédimentaires.
SERPENTINE Mg6[(OH)5Si4o10]
(Antigorite ou serpentine lamellaire. Chrysotile ou serpentine fibreuse)
Monoclinique mais les cristaux distincts sont dus à des pseudomorphoses. Agrégats surtout massifs, parfois écailleux, aciculaires, fibreux, soyeux.
d = 2,5 à 2,6. D = 3 à 4. Tenace. Cassure conchoidale à fibreuse. Coulefir généralement vert, vert noirâtre, vert jaune, parfois brun, jaune blanchâtre, rougeâtre. Translucide à opaque. Éclat gras àcireux. Poussière blanche.
Variétés : La serpentine noble, massive. La chrysolite (asbeste), masses aciculaires et fibreuses, d'éclat soyeux, de couleur jaune a vert clair. Les fibres peuvent atteindre 15 cm La garniérite serait une antigorite nickelifère, elle se presente en masse collomorphes, de couleur vert pomme à jaune verdâtre et contenant 4 à 30 % de nickel (source très importante de Nickel).
Gisements : La serpentine provient de la transformation de roches basiques, avec chromite, magnétite. Dans les roches calcaires, en nodules et lentilles. La garnièrite est liée à l'altération des roches à olivine sous climat tropical Nouvelle-Calèdonie.
TALC Mg3 (OH)2 [Si4O10] Monoclinique
En masse compactes microcristallines poudreuses, rarement en cristaux aux formes nettes, ou en agrégats feuilleté. Clivage (001) parfait.
D = 2,8 / H = 1. Toucher onctueux. Couleurs : blanc, vert, gris; éclat nacré.
Silicate lié à la transformation de la dolomie par des solutions siliceuses (Gisements français) ou à l'altération hydrothermale de roches basiques magnésiennes (gisements italiens).
Grande importance industrielle; cosmétique, céramique, papéterie, lubrifiant…
ARGILES (kaolinite, montmorillonite, illite)
Silicates d'Aluminium, parfois Mg, Fe, K, hydratés
Monoclinique
On distingue :
· les argiles silico-alumineuse : Kaolinite Al2 Si2O5 (OH)4
· les argiles silico-alumineuse ferro-magnésiens :
Montmorillonite (Al,Fe,Mg)4 (Si4O10 (OH)2 . nH2O.
· les argiles silico-alumineuses potassiques : Illite K (Al,Mg,Fe)2 (SiAl) 4 O10 (OH) 2
Les argiles se présentent en cristallites très petites (<500A°) et seul le microscope électronique a permis de préciser leur forme, généralement en plaquettes à contour hexagonal. Couleur : blanc à gris, jaune, vert.
Macroscopiquement, les argiles constituent des masses terreuses caractérisées par leur plasticité (aptitude à faire pâte avec l'eau), leur faculté d'absorber des molécules polaires (eau,..) (montmorillonite), leur durcissement à la cuisson (fabrication des briques).
La détermination exacte de la composition minéralogique d'une argile s'appuie sur des analyses physiques : analyses thermiques et diffraction de R.X..
Principaux minéraux d'altération des silicates, en particulier des feldspaths.
Gisements : Dans les roches feldspathiques altérées. Dans les séries sédimentaires : les argiles forment des couches parfois très épaisses. Ce sont des produits très fins transportés, après érosion des masses continentales.
Utilisation : fabrication des briques, la porcelaine et la poterie.
VI - TECTOSILICATES
LES FELDSPATHOÏDES
Dans les roches moins riches en silice, les feldspaths sont remplacés par des minéraux pauvres en silice, appelés feldspatoïdes. Le quartz ne peut jamais se rencontré en même temps que ces minéraux.
LEUCITE K[AISi2O6] Quadratique
En général cristaux pseudo-cubiques inclus atteignant 5 cm, montrant les faces du trapèzoèdre ; faces souvent striées. Parfois grenue ou massive. D = 2,5/ H = 5,5 à 6. Cassure conchoïdale. Couleur : blanc laiteux à gris. Opaque, parfois translucide. Éclat vitreux. Poussière blanche.
Dans les laves (leucitites, phonolites, basaltes à leucite...). Plus rarement dans les roches profondes. Italie (laves du Vésuve).
NÉPHÉLINE (K,Na3)[AISiO4] 4 Hexagonal
Rarement bien cristallisée en prismes trapus. Souvent grenue ou massive. Couleur : blanc, jaunâtre, parfois verdâtre, rougeâtre. Transparent à translucide. Éclat vitreux à gras. Poussière incolore.
Minéral important, constituant essentiel des syénites néphéliniques, des phonolites, quelquefois en cristaux libres dans les cavités des roches volcaniques. Associé avec aibite, zircon, sphène, apatite.
SODALITE Na8[Cl2 (AlSiO4)6] Cubique.
Rare en cristaux dodécaédriques parfois centimétriques avec les faces du cube et de l'octaèdre, parfois et rarement celles du prisme hexagonal (mâcle), massive grenue. D = 2,2 . H = 5,5. Éclat vitreux à gras, incolore, gris, verdâtre, jaunâtre, parfois bleu. Poussière incolore.
Dans les roches alcalines et dans des roches éruptives, récentes. Souvent associée à la nèphèline.
LAZURITE (Na-Ca)8[(SO4,S,CI)2(AlSiO4)6] Cubique
Très rarement en cristaux ceritimètriques, dodècaédres. Agrégats grenus à cryptocristallins. D = 2,4. H = 5 à 5,5. Cassure inégale. Couleur : bleu azur foncé, parfois bleu clair. Opaque à translucide. Éçlat vitreux à gras. Poussière bleu azur. Inclusions fréquentes de pyrite.
Rare. Gisements de contact entre roches alcalines (granites alcalins, syénites alcalines) et roches carbonatées..
Variétés : les plus belles variétés colorées en bleu sont recherchées en joaillerie ( var. Lapis lazuli).
GROUPE DES FELDSPATHS
Le groupe des feldspaths comprend des minéraux silicatés possédant plusieurs propriétés communes. Ils constituent plus de 60% de la partie supérieure de l'écorce terrestre. Ils doivent sans doute leur nom à leur vaste répartition (dans chaque champ, en allemand « Feld »), et au mot « Fels », signifiant roche.
· Feldspaths potassiques : Orthose, Microcline
· Feldspaths sodi‑calciques ou plagioclases : Albite, Oligoclase, Andésine, Labrador , Bytownite, Anorthite
ORTHOSE (Orthoclase) K [AlSi3 08] Monoclinique
Cristaux bien formés communs, parfois de grande taille, aplatis ou allongés Fréquemment massif. Macle simple fréquente de rotation et plan d'accolement (macle de Carlsbad).
Clivages parfaits orthogonaux.
D = 2,57 . H = 6 . Transparent à translucide. Eclat vitreux. Incolore, blanc, rouge chair, rose)
Altérable (kaolinisation).
Variétés :
· Sanidine : craquelée, vitreuse, se trouvant dans les roches volcaniques trachytes);
· Adulaire : d'origine hydrothermale, en cristaux incolores et transparents.
Minéral très répandu. Constituant essentiel des roches éruptives (granites et syenites), des roches métamorphiques (gneiss). Filons de pegmatites. Parfois associations orientées avec le quartz (pegmatites graphiques) ou l'albite (perthites). Dans roches sédimentaires : arkoses.
Usages industriels : céramiques, porcelaine, verre.
Etymologie du grec "orthose" : droit ; "clasis" : clivage (clivages à angle droit)
MICROCLINE / K [AlSi3O8] /Triclinique.
Cristaux automorphes rares ; plutôt en masses clivables, compactes ou grenues.Mêmes propriétés physiques que l'orthose, dont il est indiscernable macroscopiquement. Variété : amazonite verte.
Gisements comparables à ceux de l'orthose mais conditions de formation de plus basse température. Association avec l'albite presque constante : perthites, souvent visibles à l'oeil nu.
Etymologie du grec "micros" : peu, "elino" : incliner. L'angle des clivages est très voisin de 90°.
PLAGIOCLASES Na [AISi3 O8] à Ca [Al2Si 2 O8] Tricliniques.
Série continue de minéraux entre l'albite (terme sodique) et l'anorthite (terme calcique).
Cristaux tabulaires, assez rarement bien formés seulement chez l'albite. Généralement en grains, agrégats, masses grenues, ou laminaires. Mâcles fréquentes et variées, notamment de type polysynthétique.
D = 2,62 à 2,76 (de l'albite à l'anorthite). H = 6 à 6,5. Transparents à translucides ; éclat vitreux. Couleurs variables, généralement pâles : blanc rose, grisâtre, bleuâtre. Poussière incolore. Les labradors présentent souvent un chatoiement caractéristique.
Altération plus facile pour les plagioclases calciques en donnant épidote, scapolite, chlorite, calcite, zéolites ... , que pour les sodiques qui donnent kaolinite.
Minéraux très répandus. Constituants essentiels des roches magmatiques : leur teneur en calcium augmente avec la basicité de la roche et sa richesse en silicates ferromagnésiens.
Roches métamorphiques : (gneiss, calcaires métamorphiques)
Filons de pegmatites.
Etymologie : du grec "plagios" : oblique, "clasis" : clivage.
Les minéraux intermédiaires sont classés suivant leurs pourcentages en albite (Ab) et anorthite (An).
· ALBITE (Ab 100 - 90 / An 0 -10 %). Cristaux tabulaires. La cleavelandite est une variété à faciès lamellaire. L'aventurine est une albite avec des réflexions internes rouges dues à des inclusions d'hèmatite. Dans les granites alcalins et les syénites. Dans les pegmatites et pneumatolytes avec lépidolite, bèryl, cassitérite.
· ANDESINE - (Ab 90 - 70). Surtout en masses laminaires. Dans les granites, syènites, andèsites, gneiss...
· ANDESITE (Ab 70 - 50). Cristaux riches en faces. Dans les gneiss à cordiérite. Dans les roches éruptives.
· LABRADOR (Ab 50 - 30). Masses lamellaires. Dans les gabbros, ils présentent souvent des réflexions internes colorées, donnant des reflets « ailes de papillons ». Dans les anorthosites.
· BYTOWNITE (Ab 30 - 10). Ressemble au labrador. Dans les diorites, certaines roches volcaniques et les météorites.
· ANORTHITE (Ab 10 - 0). Cristaux prismatiques rares. Masses clivables ou grenues. Dans les roches magmatiques basiques (diorite, andesite, gabhro, norite). Dans les calcaires métamorphiques de contact. Altération : en kaolin.
QUARTZ SiO2 Rhomboédrique.
Les cristaux automorphes prismatiques (en général un prisme à six faces) sont terminés par deux pyramides (prisme bipyramidés). Quand apparaissent des facettes tronquant les sommets du prisme, elles mettent en évidence la symétrie réduite rhomboédrique et parfois l'existence de macles. Les faces du prisme sont généralement striées horizontalement.
D = 2,65. H = 7. Fragile au choc. Pas de clivage net. Cassure conchoïdale. Transparent à translucide. Eclat vitreux, gras dans la cassure. Couleur variable : incolore, blanc, brun, rose, violet). Fréquentes inclusions gazeuses, liquides ou cristallines (rutile, micas,chlorites...). Il existe des cristaux énormes, de la taille d'un homme.
Le quartz est très répandu, car il est très résistant mécaniquement et difficilement attaquable chimiquement (soluble seulement dans l'acide fluorhydrique).
Le quartz est, après les feldspaths, le minéral le plus courant de la partie supérieure de la croûte terrestre. Il est le composant principal des roches magmatiques et métamorphiques riches en silice, ainsi que de la plupart des sables.
Dans les assemblages de minéraux, le quartz apparaît généralement incolore ou laiteux.
Variétés :
· cristal de roche (limpide et incolore),
· quartz laiteux (blanc translucide),
· quartz enfumé (brun plus ou moins sombre),
· améthyste (violet),
· aventurine (inclusions de micas ou hématite)
· Citrine : jaune citron à mielleux (améthyste chauffée)
Modes de gisements: un des minéraux les plus répandus. Roches éruptives:granites, rhyolites, diorites, quartzitiques. Roches métamorphiques : gneiss, micaschistes, quartzites...
Roches sédimentaires : sables, grès, conglomérats...Filons pegmatitiques et hydrothermaux.
Usage : Utilisé comme matière première dans l'industrie du verre et de la céramique, en technique dans le réglage d'émetteurs et de montres, en optique (primes à U.V)...
Les variétés colorées sont appréciées comme gemmes et pierres décoratives.
Le mot quartz provient du langage des mineurs allemands du Moyen‑Age. Sa signification originelle demeure inconnue.
CALCEDOINE (Agate) SiO2
La calcédoine est une variété finement fibreuse de quartz, formant des masses concrétionnées à surfaces mamelonnées.
Cassure conchoïdale. Transparente à translucide. Eclat vitreux. Couleur variable (blanc, gris, bleu pâle...).
Variétés :
· Agates : calcédoines finement zonées concentriquement, à teintes souvent contrastées.
· Jaspes : variétés microcristallines vivement colorées en brun, rouge ou vert, notamment par des oxydes de fer.
· Lydiennes : jaspes noirs d'origine organique, riches en inclusions charbonneuses.
· Silex concrétions de couleur jaunâtre, grisâtre à noirâtre formées par concentration de silice dans les sédiments calcaires.
Minéral très commun, d'origine secondaire de basse température, souvent associé à l'opale et se formant aux dépens du quartz à faible profondeur. Cavités de roches éruptives. "Chapeaux de fer" ou épontes des filons. Roche‑s sédimentaires.
OPALE Si02 , nH20 Amorphe
Masses concrétionnées, mamelonnées, parfois pulvérulentes. Forme des masses mêlée à la calcédoine, ou en alternance zonées avec elle.
D = 2 à 2,5. H = 5 à 6. Cassure conchoïdale. Transparent à presque opaque. Eclat vitreux ou résineux. Incolore lorsqu'elle est pure. Des oxydes métalliques peuvent la colorer vivement en jaune, brun, rouge vert...
Inaltérable.
Variétés :
· Opale noble, à reflets irisés dus à des réflexions internes.
· Geyserite, concrétions des dépôts de geyser, poreuses, grisâtres, opaque
· Tripoli : terre à grain très fin formée de restes de diatomées ou d'infusoires en dépôts sédimentaires.
Minéral d'origine secondaire, de basse température. Dans les cavités et fissures des roches volcaniques. Minéral d'altération météorique des silicates. D'origine organique dans les sédiments.
BOIS SILICIFIE
Se forme par l'action des eaux souterraines qui, en circulant, dissolvent la matière organique enfouie dans les sédiments et la remplacent par des substances minérales (principalement de la calcédoine). C'est par conséquent de la calcédoine en pseudoillorphose de bois.
GROUPE DES ZEOLITES
Les zéolites forment une famille de silicates hydratés bien définis. Elles offrent entre elles de grandes analogies de composition, de propriétés physiques et chimiques et leurs conditions de gisement sont semblables. Elles ont une faible dureté et une faible densité et sont très facilement attaquées par les acides avec production de flocons de silice.
Les zéolites sont dues à l'action des eaux thermales soit par cristallisation directe, soit par altération d'autres silicates. Elles peuvent se trouver dans les filons métalliféres et sont très fréquentes dans les vacuoles des roches éruptives basiques. Certaines zéolites trouvées dans des terrains sédimentaires sont dues à l'altération des roches par des eaux superficielles.
· NATROLITE Na2[Al2Si3O15]. 2 H20. Orthorhombique. En prismes pseudoquadrati ques, allongés à aciculaires, en groupes fibro-radiés, en masses grenues à compactes, clivage parfait parallèlement à l'allongement. d = 2,2. D = 5,5. Incolore, blanc, parfois rougeâtre. Éclat vitreux. Transparent à translucide. Dans les cavités des basaltes, dans les syénites néphéliniques.
· MESOLITE : Ca[Al2Si3O15]3. 3 H20. - En prismes monocliniques allongés, atteignant 15 à 20 cm, ressemblant à la natrolite.
· THOMSONITE :Na2Ca2[AL2Si3O10]3. 8 H20. Monoclinique. Souvent en groupes de cristaux finement aciculaires, incolore.
· LAUMONTITE - Ca[AlSi2O6]2. 4 H20. En prismes monocliniques allongés, en agrégats aciculaires. Éclat vitreux et nacré. A l'air devient opaque puis pulvérulente. Dans les vacuoles de roches éruptives, dans les fissures de schistes cristallins et dans les gangues de filons métallifères.
· STILBITE Ca[Al2Si7O5]. 7 H20. Monoclinique. Cristaux centimétriques d'apparence orthorhombique, souvent aplatis. Fréquent en gerbe d'aspect caractéristique, en masses radiées, globulaires ou lamellaires. Clivage parfait. D = 2,2. H = 3 - 4. Éclat vitreux, nacré sur clivage, blanc à jaunâtre. Très fréquente dans les vacuoles des basaltes, dans les fissures des schistes cristallins.
· HEULANDITE Ca[Al2Si7O5]. 6 H20. Monoclinique. Cristaux centimétriques tabulaires, masses lamellaires, agrégats écailleux. Clivage parfait. Éclat vitreux, nacré sur le clivage, incolore, blanc parfois rouge. Dans les cavités de roches basaltiques et dans les fissures de roches métamorphiques.
· PHILLIPSITE KCa[A13Si5O16]. 6 H20 (Christianite). Monoclinique. Cristaux millimétriques Souvent en touffes, en sphérolites parfois radiées. Vitreux. Blanc. Dans les vacuoles des basaltes.
LES SCAPOLITES
Les scapolites sont des silicates de métamorphisme, à formule proche des feldspaths. Les scapolites, cristallise dans le système quadratique et forment une série qui va
de Na8[(Cl2,S04,C03)(AlSi3O8)6] Marialite
à Ca8[(Cl2,S04,C03)2(AI2Si2O8)6 Méionite
Souvent cristallisée, prismes quadratiques plus ou moins allongés, pouvant atteindre 70 cm de longueur. Agrégats grenus ou radiés, masses compactes.
D = 2,6 à 2,8. H = 5 à 6 (augmentant avec le pourcentage de méionite). Cassure subconchoïdale. Un bon clivage. Couleur blanc, gris, jaune verdâtre ; rarement bleuâtre ou rougeâtre. Translucide. Éclat pierreux à vitreux, passant parfois au nacré ou au gras. Poussière incolore ou grise ; certaines scapolites massives sont fluorescentes aux U.V. Inclusions fréquentes (micas, tourmaline, quartz).
Le Dipyre est une variété de scapolite à composition intermédiaire entre la marialite et la méionite. Existe dans les dolomies métamorphisées du Trias Tunisien.
