Groupe des chlorites

Une chlorite est un minéral alumino-silicaté de fer ou de magnésium, généralement de couleur verdâtre, et voisin du mica par sa structure et ses propriétés physico-chimiques. Les chlorites sont produites par diverses réactions minérales, dont la décomposition du mica noir[2].

« Chlorite (minéral) » redirige ici. Ne pas confondre avec Chlorite (chimie).

Chlorite
Catégorie IX : silicates[1]

Cookéite — Goutasson, Couledoux, Haute-Garonne
Général
Classe de Strunz
09.EC.55
Classe de Dana 71.04.01
Formule chimique (Fe,Mg,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8
Identification
Couleur variations de vert ; rarement jaune, rouge ou blanc
Classe cristalline et groupe d'espace 2/m
Système cristallin monoclinique
Clivage parfait sur {001}
Cassure lamellaire
Échelle de Mohs 2 - 2,5
Trait vert pâle à gris
Éclat vitreux, perlé, mat
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,57 -1,67
Propriétés chimiques
Densité 2,6 - 3,3
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Aujourd'hui le terme chlorite ne désigne plus un minéral précis mais une quinzaine de minéraux formant le groupe des chlorites, phyllosilicates de formule générale (Fe,Mg,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8.

Historique de la description et appellations

Le nom « chlorite » vient du latin chloritis (« pierre de couleur verte »), lui-même transcrit du grec χλωρῖτις (khlôritis). Ce dernier terme dérive de χλωρός (chloros), « vert », en référence à la couleur de ces minéraux. Cette roche ne contient donc pas de chlore, mais partage seulement une étymologie commune.

La première mention connue d'une chlorite, en français, date de 1578 ; on l'y décrit comme une « pierre précieuse de couleur verte »[3].

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La plupart des chlorites ont une couleur verte, mais il existe des spécimens de couleurs variables : jaune, rouge ou blanc. Elles possèdent un éclat vitreux, perlé ou mat et produisent un trait vert pâle à gris. Elles sont peu dures, entre 2 et 2,5 sur l'échelle de Mohs, et peuvent être rayées par l'ongle, produisant une poudre verte. Leur densité varie entre 2,6 et 3,3 en fonction de la composition chimique.

Les chlorites forment très rarement des cristaux bien formés, avec des faces prismatiques et pyramidales. Le plus souvent, elles forment des feuillets ou plaques fines pseudo-hexagonales parallèles au plan {001} et flexibles, ainsi que des sphérules. Elles présentent toutes un clivage parfait sur le plan {001}[4].

Composition chimique

Les chlorites sont des phyllosilicates hydratés. Elles contiennent des cations de taille moyenne. Les cations souvent présents sont le fer, le magnésium et l'aluminium. Le lithium, le vanadium, chrome, le manganèse, le nickel, le cuivre et le zinc peuvent également être rencontrés. Le silicium peut être partiellement substitué par le béryllium, le bore, le fer et le zinc[4].

Cristallochimie

Selon la classification de Dana, les chlorites appartiennent au groupe 71.04.01 et sont des phyllosilicates (classe 71) dont les couches de silicate sont formées par des anneaux à six membres avec une alternance de feuillets 2:1 ou TOT (deux couches de tétraèdres T enserrant une couche centrale d'octaèdres O) et d'une couche de type brucite, Mg(OH)2 ou de type gibbsite, Al(OH)3 (couche isolée d'octaèdres) occupant l'espace entre les feuillets TOT (71.04)[5].

Groupe des chlorites (71.04.01, classification de Dana)
Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace
DonbassiteAl2[Al2,33][Si3AlO10](OH)82/mC2/m
CookéiteLiAl4(Si3Al)O10(OH)81, 2 ou 2/mC1, C2 ou Cc
SudoïteMg2(Al,Fe)3Si3AlO10(OH)82/mC2/m
Clinochlore(Mg,Fe)5Al(Si3Al)O10(OH)82/mC2/m
Nimite(Ni,Mg,Fe)5Al(Si3Al)O10(OH)82/mC2/m
Baileychlore(Zn,Al)3[Fe2Al][Si3AlO10](OH)81 ou 1C1 ou C1
Chamosite(Fe,Mg,Fe)5Al(Si3Al)O10(OH,O)82/mC2/m
PennantiteMn5Al(Si3Al)O10(OH)82/mC2/m
Orthochamosite(Fe,Mg,Fe)5Al(Si3Al)O10(OH,O)8orthorhombique
pseudo-hexagonal		inconnu
BorocookéiteLi1+3xAl4-x(BSi3)O10(OH,F)8 (x ≤ 0,33)2/mC2/m

Les chlorites font partie du groupe des phyllosilicates micacés composés de réseaux tétraédriques et octaédriques selon la classification de Strunz, avec la franklinfurnacéite, la gonyérite, l'odinite et la glagolévite qui ne font pas partie du groupe des chlorites.

Structure cristalline

Les chlorites ont le plus souvent un système cristallin monoclinique, mais elles peuvent aussi être tricliniques[4]. L'orthochamosite est un polymorphe de la chamosite cristallisant dans le système orthorhombique[6].

Exemple de chlorite : structure de la cookéite r, projetée le long de la direction b (vue en perspective). Jaune : Si, orange : Al, vert : Li, bleu : O, gris : H. La structure en anneaux à six membres des couches T est particulièrement visible dans la couche de gauche.

La structure des chlorites est voisine de celle des micas. Elle consiste en un empilement de couches parallèles au plan (001), contenant les éléments métalliques et de couches d'aluminosilicates. Le polyèdre de coordination des éléments métalliques est un octaèdre dont les sommets sont les anions O2− ou des groupes hydroxyles (OH)−. Les couches d'aluminosilicates contiennent une couche d'aluminium en coordination octaédrique et deux couches d'aluminosilicates formées par des anneaux à six-membres (Si,Al)6O18 de tétraèdres (Si,Al)O4. Les couches sont reliées entre elles par des liaisons hydrogène[7].

Il existe deux types de couches d'octaèdres, notées O et O', qui diffèrent par leur taux de remplissage. Les couches O' sont entourées par deux couches d'anneaux à six membres de tétraèdres d'aluminosilicate, notées T, pour former des couches T-O'-T.

Les couches O sont constituées d'octaèdres M(OH)6 reliés entre eux par leurs arêtes, où M peut être le fer, le magnésium, l'aluminium, le nickel, le lithium… Les sites M sont à « occupation mixte », c'est-à-dire que la distribution des différents cations n'est pas ordonnée dans la structure : les sites octaédriques ne peuvent accueillir qu'un seul cation à la fois, leur occupation chimique varie d'une maille à l'autre de façon non périodique. L'occupation d'un site par différentes espèces chimiques est décrite par ses pourcentages d'occupation, c'est-à-dire par la probabilité d'y trouver une certaine espèce chimique.

Les couches T-O'-T sont constituées d'une couche O' d'octaèdres M'O4(OH)2, où les sites M' peuvent être occupés par plusieurs cations, entourée de deux couches T de tétraèdres, (Si,Al)4O10, constituées d'anneaux à six membres (Si,Al)6O18 dans lesquels les tétraèdres (Si,Al)O4 ont généralement une occupation mixte de silicium et d'aluminium. Dans certains minéraux, les tétraèdres peuvent contenir du bore (borocookéite).

Pour tenir compte de la structure cristalline, la formule des chlorites est souvent écrite M'3(Si,Al)4O10(OH)2·M3(OH)6, M et M' reflétant la distribution différente des cations métalliques dans les couches O et T-O'-T.

Classification des chlorites

À partir de leurs structures cristallines, les chlorites sont classées en quatre sous-groupes :

  • les chlorites di,dioctaédriques ;
  • les chlorites tri,trioctaédriques ;
  • les chlorites di, trioctaédriques ;
  • les chlorites tri, dioctaédriques.
Feuillet TOT Dioctaédrique Dioctaédrique Trioctaédrique Trioctaédrique
Feuillet 'Brucitique' O interfoliaire Dioctaédrique Trioctaédrique Dioctaédrique Trioctaédrique
Donbassite Cookéite, Sudoïte Inconnu Diabantite, Penninite, Chamosite, Brunsvigite, Clinochlore, Thuringite, Ripidolite, Sheridanite
  • Le groupe Tri-Tri est le plus répandu sur Terre. Les groupes Di-Tri et Di-Di sont plus rares. Le groupe Tri-Di reste encore inconnu, aucun minéral de ce type n'a encore été découvert.

Gites et gisements

Les chlorites se trouvent dans les roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires. Les chlorites sont, avec la kaolinite, des minéraux secondaires des dépôts de bauxite. En particulier, la sudoïte et la donbassite sont présentes en France dans les Pyrénées, aux États-Unis dans le comté de Gasconade de l'État du Missouri ainsi que dans certaines mines de Hongrie[8]. Dans les roches métamorphiques, les chlorites apparaissent dans les micaschistes à base de quartz, albite, séricite et grenat. Dans les roches ultramicacées, le métamorphisme peut produire de la clinochlore associée au talc. Les chlorites sont aussi trouvées dans les minerais hydrothermaux et sont y souvent associées à l'épidote, la séricite, l'adulaire et aux sulfures.

Formation des chlorites

Les chlorites sont produites par la décomposition de minéraux ferro-magnésiens[9] : elles proviennent de l'altération de minéraux tels que les pyroxènes, les amphiboles et les biotites. Cette chloritisation est généralement associée à une très forte altération des plagioclases"

Exploitation des gisements
Vase en chlorite, nacre et turquoise (Iran).

Les chlorites sont des pierres semi-précieuses qui ont été l'objet de commerce très ancien, par exemple sur le site de Jiroft, en Iran.

Galerie
  • Quartz contenant des inclusions de chlorite.
    Taille : 10x9x63,3 cm.
    Bourg d'Oisans, Isère, Rhône-Alpes, France
  • Calcite et chlorite.
    Taille : 6 × 5 × 3,5 cm.
    Lobbentorl, Venediger, Autriche.
  • Pseudomorphose de grenat en chlorite.
    Taille : 3,5 × 3,1 × 2,7 cm.
    Mine Michigamme, comté de Marquette, États-Unis.

Notes et références
  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. A. de Lapparent, Cours de minéralogie, , p. 497.
  3. Guy Le Fèvre de La Boderie, L'harmonie du monde, divisée en trois cantiques ; œuvre singulier et plein d'admirable érudition, , p. 741.
  4. (en) Sturges W. Bailey (dir.), Hydrous Phyllosilicates (exclusive of micas), Mineralogical Society of America, coll. « Reviews in Mineralogy » (no 19), (ISBN 0-939950-23-5, présentation en ligne), chap. 10 (« Chlorites: Structures and Crystal Chemistry »), p. 345
  5. (en) « Dana Phyllosilicate Classification. Sheets of Six-Membered Rings », sur webmineral (consulté le )
  6. (en) G.W. Brindley, « The crystal structure of some chamosite minerals », Mineralogical Magazine, vol. 29,‎ , p. 502-523 (lire en ligne)
  7. (en) B.E. Brown et S.W. Bailey, « Chlorite polytypism: I. Regular and semi-random one-layer structure », American Mineralogist, vol. 47, nos 7-8,‎ , p. 819-850 (lire en ligne)
  8. (de) György Bárdossy, R. Lauterbach et al., Tonminerale - Genese, Lagerstätten, industrielle Bedeutung und Nutzung, Berlin, Akademie-Verlag Berlin, , « Die Tonminerale der Bauxitlagerstätten », p. 11-12
  9. (en) L. H. Ahrens, Origin and Distribution of the Elements, Elsevier, , p. 706.

Voir aussi

Bibliographie

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

  • (en) Sturges W. Bailey (dir.), Hydrous Phyllosilicates (exclusive of micas), Mineralogical Society of America, coll. « Reviews in Mineralogy » (no 19), (ISBN 0-939950-23-5, présentation en ligne). 
  • (en) S.W. Bailey et J.S. Lister, « Structures, compositions, and X-ray diffraction identification of dioctahedral chlorites », Clays Clay Min., vol. 37, no 3,‎ , p. 193-202

Articles connexes

Liens externes
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