Béryl

Le béryl, ou béril, est un minéral composé de silicate de béryllium et d'aluminium, de formule Be 3 Al 2 Si 6 O 18. Son nom vient du grec bêrullos, cristal.

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Béryl Catégorie IX : silicates
Béryls
Général
Catégorie	Minéral
Formule brute	Be₃Al₂Si₆O₁₈
Identification
Couleur	variées
Classe cristalline et groupe d'espace	dihexagonale dipyramidale ; P6/mmc
Système cristallin	hexagonal
Réseau de Bravais	Primitif P
Clivage	imparfait à {0001}
Habitus	cristaux prismatiques fréquemment allongés
Fracture	conchoïdale
Échelle de Mohs	7-8
Éclat	vitreux, mat
Propriétés optiques
Indice de réfraction	Ne=1, 562 à 1, 600 No=1, 566 à 1, 602
Biréfringence	Uniaxial (-) ; 0, 004-0, 007
Dispersion	2v_z ∼ 0, 014
Polychroïsme	Variable
Fluorescence ultraviolet	aucune
Trait	Blanc
Transparence	transparent à opaque
Autres propriétés
Densité	2, 60 à 2, 90
Fusibilité	Infusible mais les variétés transparentes chauffées brutalement deviennent blanc laiteux, les émeraudes donnent une perle vert clair.
Solubilité	Soluble dans HCl sous pression^[1] ; dans HF
Caractères différentifs
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Principales variétés
émeraude	goshénite
héliodore	morganite
aigue-marine	Béryl rouge

Le béryl, ou béril, est un minéral composé de silicate de béryllium et d'aluminium, de formule Be₃Al₂Si₆O₁₈. Son nom vient du grec bêrullos, cristal.

Cristallographie

Structure du béryl, projetée dans le plan (a, b). Vert : béryllium, jaune : silicium, gris : aluminium, bleu : oxygène en bleu. Le parallélogramme noir représente la maille élémentaire.

Le béryl cristallise dans le groupe d'espace hexagonal P6/mmc (Z = 2), avec les paramètres de maille $a$ = 9, 203 Å et $c$ = 9, 172 Å (V = 672, 75 Å³, densité calculée = 2, 65 g/cm³) ^[2].

La structure du béryl se compose d'anneaux Si₆O₁₈ qui possèdent un plan de symétrie perpendiculaire à l'axe principal, passant par les atomes de silicium. Ces anneaux forment des colonnes parallèles à l'axe principal et sont reliés entre eux par des anneaux de quatre tétraèdres centrés sur le béryllium. L'aluminium occupe enfin des sites octaédriques. La topologie du béryl est par conséquent celle d'un tectosilicate (classification de Zoltai) et seule la distinction chimique entre tétraèdres centrés sur le silicium et ceux centrés sur le béryllium sert à classer ce minéral parmi les cyclosilicates (classification de Machatski-Bragg).

Classification chimique

Dans les béryls alcalins le lithium peut se substituer à l'aluminium en position octaédrique, et l'aluminium peut se substituer en partie au béryllium en position tétraédrique. L'équilibre électrique de la structure est réalisé par introduction d'ions sodium ou césium dans les canaux de la structure.

Sur la base du contenu d'alcalis les béryls sont classés en :

béryl sans alcalis : alcalis totaux inférieurs à 1 % ;
béryl pauvre d'alcalis, potassique ou sodico-potassique : le potassium prédomine, sa teneur étant comprise entre 0, 5 et 1 % ;
béryl sodique : le sodium prédomine, sa teneur étant comprise entre 0, 5 et 1 % ;
béryl sodico-litifère : sodium entre 0 et 2 %, lithium inférieur à 6 % ;
béryl cesio-litifère : haute teneur en sodium et lithium, césium supérieur à 5 %.

Il est envisageable que de l'eau de nature zéolithique se trouve aussi dans les canaux, et aussi des gaz comme CO₂, Ar et Ne.

Propriétés

Le béryl est la source primaire de béryllium. La synthèse hydrothermale des béryls à partir d'une mélange de silice, alumine et carbonate de béryllium peut se réaliser entre 400 °C et 850 °C sous des pressions de 400 à 2 000 bars.

Le béryl est aisément reconnu par sa morphologie hexagonale et ses faces prismatiques. En réalité, la morphologie du béryl consiste en prismes {1010} et {1120}, terminés par le pinacoïde {0001}, et de très nombreuses bipyramides {1011} et {1122}. Les cristaux sont allongés suivant l'axe z.

Variétés

Les variétés transparentes sont utilisées comme pierres précieuses en joaillerie et sont :

l'aigue-marine, bleue et vert-bleu ;
l'émeraude, verte à cause de la présence de chrome ;
l'héliodore, doré ou jaune à cause de la présence de fer ;
la morganite, rose à orange, contenant lithium et césium ;
la goshénite, incolore ;
le béryl rouge (bixbite), rouge groseille soutenu, riche en manganèse.

Paragenèse

Le béryl, comme la tourmaline, est un minéral des pegmatites granitiques. De taille variable, quelquefois particulièrement grande, il se forme à la fin de la cristallisation des massifs granitiques, quand le magma restant s'est enrichi en eau et en éléments rares comparé au magma de départ. Les éléments minéralisateurs (fluor, bore) facilitent le développement de grands cristaux. Dans de telles pegmatites, le béryl peut être associé à la topaze, la tourmaline, la muscovite et la lépidolite, à de gros cristaux de feldspaths et de quartz, au spodumène ainsi qu'à de nombreux oxydes de titane, tantale, etc. (rutile, columbite, etc. ).

Le béryl peut aussi apparaître dans quelques syénites néphéliniques, syénites et marbres. La variété émeraude a une paragenèse métamorphique (schiste à biotite).

Gisements

Le béryl ordinaire est le principal minerai de béryllium.

La Nouvelle-Angleterre (Australie) possède de nombreux gisements ; la Caroline du Nord (États-Unis) est aussi une source de béryl ordinaire.

En France, le béryl a été signalé à La Villeder (Morbihan), vers Alençon (Orne), dans la Loire-Atlantique (Orvault), près de Bagnères-de-Luchon (Haute-Garonne), aux environs de Bessines (Haute-Vienne) et d'Autun (Saône-et-Loire).

Altération

Le béryl s'altère difficilement en kaolinite, en bertrandite Be₄ (OH) ₂[Si₂O₇], en phénacite, en l'amphiboloïde épidydimite Na (OHBeSi₃O₇) et en cyclosilicate milarite K₂Ca₄Al₂Be₄Si₂₄O₆₀· (H₂O).

Voir aussi

Bibliographie

(en) Robert M. Hazen, Andrew Y. Au et Larry W. Finger, «High-pressure crystal chemistry of beryl (Be₃Al₂Si₆O₁₈) and euclase (BeAlSiO₄OH) », dans American Mineralogist, vol. 71, n^o 7-8, 1986, p. 977-984 [ texte intégral ]

Notes et références

(en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, 1996, 251 p. (ISBN 0803120664) [lire en ligne], p. 72
ICSD No. 54 110 ; (en) J. -S. Lee, P. -L. Lee et S. -C. Yu, «Structural analysis on flux grown emerald crystals», dans Journal of the Geological Society of China, vol. 38, 1995, p. 273-286

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