Les spinelles sont parmi des oxydes minéraux principaux et représentent une source notable de métaux pour l'industrie extractive.

La structure des spinelles est basée sur l'empilement 3C et les deux types de cavités, octaédrique et tétraédrique, sont occupés à la fois, mais partiellement.

La formule générale des spinelles est X₂YO₄ : on distingue les spinelles entre «normaux» (N) et «inverses» (I) selon que les deux cations X occupent deux octaèdres ou un octaèdre et un tétraèdre - le cation Y allant dans la cavité laissée libre par X.

Minéral	Formule	Structure
Chromite	[6]Cr3+2[4]Fe2+O4	N
[6]Cr3+2[4]Mg2+O4	N
[6]Al3+2[4]Fe2+O4	N
[6]Al3+2[4]Mn2+O4	N
Franklinite	[6]Fe3+2[4]Zn2+O4	N
[6] (Mg2+Fe3+) [4]Fe3+O4	I
[6] (Mn2+Fe3+) [4]Fe3+O4	I
Magnétite	[6] (Fe2+Fe3+) [4]Fe3+O4	I
[6] (Ti4+Fe2+) [4]Fe2+O4	I
[6] (Si4+Mg2+) [4]Mg2+O4	I
Spinelle	[6] (Al3+1.125Mg2+0.875) [4] (Al3+0.875Mg2+0.125) O4	N
Hausmannite (structure spinelle déformée, tétragonale)	[6] (Mn3+Mn2+) [4]Mn3+O4	I

Les spinelles sont des minéraux accessoires dans les roches volcaniques et métamorphiques, et se trouvent aussi dans les sédiments clastiques.

• La magnétite est la plus abondante et forme des gîtes de fer d'importance économique.
• Le spinelle (minéral qui porte le même nom que le groupe) se trouve dans les roches métamorphiques de degré élevé et dans les péridotites du manteau.
• La chromite se trouve en particulier dans les roches volcaniques ultramafiques et peut former des gîtes d'importance économique.
• La franklinite se trouve presque uniquement dans les calcaires de Franklin (NJ, États-Unis), associée avec zincite et willemite (Zn₂SiO₄).
• La ringwoodite est la phase de haute pression de Mg₂SiO₄, stable dans la zone de transition du manteau ; à profondeurs plus importantes c'est la structure pérovskite qui devient stable.

Note sur la classification

Dans plusieurs ouvrages, les spinelles sont classés en normaux ou inverses selon la distribution dans les sites octaédriques et tétraédriques de deux cations trivalentes et un cation bivalent. Ce critère n'est pas le plus général. En fait :

• au moins 30 cations différents, avec valence variable entre +1 et +6, peuvent se trouver dans la structure spinelle
• le spinelle devient un sorte d'hybride dont la structure est fréquemment indiqué comme «sept huitièmes I», tandis que l'ordonnément, même si partiel, des cations montre que les deux site octaédrique contiennent le même cation moyen : il s'agit par conséquent d'un spinelle normal.

Notes et références de l'article

Voir aussi

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