Cordiérite
La cordiérite est une espèce minérale constituée de silicate de magnésium et d'aluminium, de formule Al 3 Mg 2 AlSi 5 O 18.
Catégories :
Aluminium (minéral) - Minéral - Magnésium (minéral) - Silicate (minéral) - Cyclosilicate - Tectosilicate
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Catégorie IX : silicates |
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| Formule brute | Al3Mg2AlSi5O18 | ||
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| Couleur | gris, bleu, bleu noirâtre (Fe), incolore, ou bleu pâle (Mg) | ||
| Classe cristalline et groupe d'espace | orthorhombique-dipyramidal 2/m2/m2/m | ||
| Système cristallin | orthorhombique, pseudohexagonal | ||
| Clivage | {010} complexe | ||
| Fracture | conchoïdale à irrégulière | ||
| Échelle de Mohs | 7 - 7, 5 | ||
| Éclat | vitreux à mat | ||
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| Indice de réfraction | α=1, 527-1, 560 β=1, 532-1, 574 γ=1, 538-1, 578 | ||
| Biréfringence | Δ=0, 011-0, 018 ; biaxe négatif | ||
| Dispersion | 2vz ∼ 75° - 89° | ||
| Polychroïsme | trichroïque | ||
| Trait | blanc | ||
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| Densité | 2, 55 - 2, 57 | ||
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| Magnétisme | aucun | ||
| Radioactivité | aucune | ||
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La cordiérite est une espèce minérale constituée de silicate de magnésium et d'aluminium, de formule Al3Mg2AlSi5O18. Elle existe en deux polymorphes :
- cordiérite, stable à basse température, orthorhombique, groupe d'espace Cccm ;
- indialite, stable à haute température, hexagonale, groupe d'espace P6/mcc.
Structure
La cordiérite est principalement isostructurale avec le béryl. Les anneaux à six membres AlSi5O18 sont reliés par des tétraèdres centrés sur l'aluminium et des octaèdres centrés sur le magnésium. Dans l'indialite, l'aluminium des anneaux est désordonné, alors que dans la cordiérite sa position est ordonnée. Ce fait explique la différence de symétrie entre les deux polymorphes.
Données cristallographiques :
- la cordiérite cristallise dans le groupe d'espace orthorhombique Cccm (Z = 4) avec les paramètres de maille a = 17, 045 Å, b = 9, 713 Å et c = 9, 332 Å (V = 1 544, 9 Å3, densité calculée = 2, 51 g/cm3) [1] ;
- l'indialite cristallise dans le groupe d'espace hexagonal P6/mcc (Z = 2) avec les paramètres de maille a = 9, 769 Å et c = 9, 337 Å (V = 771, 7 Å3, densité calculée = 2, 52 g/cm3) [2].
Chimie
Le rapport Al/Si = 1/5 est presque toujours respecté. Les substitutions isomorphes importantes sont fer2+ et manganèse2+ pour le magnésium et fer3+ pour l'aluminium (isomorphisme de première espèce). Les cordiérites ont toujours tendance à s'enrichir en magnésium, même quand elles sont associées à des minéraux ferromagnésiens (biotite, grenats, spinelles).
La topologie de la cordiérite, comme celle du béryl, est celle d'un tectosilicate (classification de Zoltai) et seule la distinction chimique entre les tétraèdres des anneaux à six membres, centrés sur le silicium et l'aluminium, et ceux hors des anneaux, centrés sur l'aluminium uniquement, sert à classer ce minéral parmi les cyclosilicates (classification de Machatski-Bragg).
Propriétés physiques
La cordiérite est plus complexe à reconnaître comparé au béryl, en particulier sur les surfaces non altérées, car elle peut être confondue avec le quartz. Sur les surfaces altérées, la cordiérite est transformée en agrégats microcristallins de chlorites ou de muscovite, elle prend alors le nom de pinite.
En couche mince, la biréfringence assez faible est typique de la cordiérite. D'autres caractères diagnostiques sont la présence d'altération en pinite le long du clivage et des fractures, et les hâlons pléochroïques jaunes autour des inclusions de zircon.
Les macles peuvent aussi être présentes, quelquefois lamellaires, mais plus souvent cycliques, à des angles de 30°, 60° ou 120º.
La morphologie comprend les formes {001}, {100}, {010}, {110} et {111}. L'angle entre {110} et {110} est proche de 60º et confère au cristal une symétrie pseudohexagonale, ce qui explique l'existence de macles cycliques.
Paragenèse
La cordiérite apparaît dans les sédiments argileux subissant un métamorphisme thermique. Elle apparaît dès les premiers stades du métamorphisme, associée à la biotite et l'andalousite. Mais elle demeure dans les stades plus élevés du métamorphisme, associée à la sillimanite, au feldspath potassique ainsi qu'à la muscovite.
La cordiérite peut aussi apparaître dans les roches issues d'un métamorphisme régional. Il s'agit alors d'un métamorphisme de haut degré : gneiss à cordiérite.
La cordiérite peut aussi se trouver dans quelques roches magmatiques : pegmatites granitiques, norites à cordiérite dérivées d'un magma gabbroïque contaminé par du matériel argileux.
Notes et références
- ICSD No. 86 346 ; (en) B. Winkler, M. T. Dove et M. Leslie, «Static lattice energy minimization and lattice dynamics calculations on aluminosilicate materials», dans American Mineralogist, vol. 76, no 3-4, 1991, p. 313-331 [ texte intégral ]
- ICSD No. 75 987 ; (en) P. Thomas, I. Gouby, D. Mercurio, T. Merle et B. Frit, «Synthesis and structural characterization of Cu (I) and Cu (II) -doped cordierites», dans Materials Research Bulletin , vol. 30, no 2, 1995, p. 141-148 [ lien DOI ]
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