Brookite

La brookite est une espèce minérale formée d’oxyde de titane de formule TiO2 avec des traces : fer, tantale, niobium. Les cristaux sont typiquement tabulaires, allongés et striés, pouvant atteindre 12 cm[3]. Elle possède la même composition chimique que la rutile et l'anatase mais cristallise dans le système orthorhombique.

Brookite
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1]

Brookite sur quartz, Pakistan
Général
Classe de Strunz
4.DD.10
Classe de Dana
4.4.5.1
Formule chimique O2Ti TiO2
Identification
Masse formulaire[2] 79,866 ± 0,002 uma
O 40,07 %, Ti 59,93 %,
Couleur brun, brun rougeâtre, noir, brun jaune, orange
Classe cristalline et groupe d'espace dipyramidale,
Pbca
Système cristallin orthorhombique
Réseau de Bravais primitif P
Clivage indistinct sur {120}
Cassure subconchoïdale, irrégulière
Habitus tabulaire, lamellaire, prismatique, bipyramidal, pseudohexagonal ; cristaux à face striée
Échelle de Mohs de 5,5 à 6
Trait blanc, gris, jaunâtre, blanc gris
Éclat adamantin, submétallique
Propriétés optiques
Indice de réfraction a=2,583-2,584
b=2,584-2,588
g=2,705-2,741
Biréfringence biaxial (+), 0,1220-0,1570
Dispersion 2 vz ~ 12-20
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence transparente à translucide
Propriétés chimiques
Densité de 4,08 à 4,2
Température de fusion entre 1830 et 1850 °C
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

La brookite fut décrite par le minéralogiste français Armand Lévy (1795-1841) en 1825 et dédiée à Henry-James Brooke (1771-1857), minéralogiste anglais[4].

Synonymie
  • Eumanite (Shepard, 1851)[5]
  • Jurinite (Soret, 1822), dédiée à Louis Jurine (1751-1819), naturaliste et collectionneur genèvois
  • Pyromélane (Shepard, 1856)[6]

Topotype

Le gisement topotype se trouve entre Beddgelert et Tremadoc, à 8 miles de Snowden, Gwynnedd, Pays de Galles.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La brookite forme des cristaux tabulaires allongés sur {010} et striés, transparents à translucides, de couleur variant du brun foncé à l'orange et d'éclat adamantin à submétallique. Elle présente une biréfringence biaxiale. Son trait varie du gris au blanc et peut avoir des teintes jaunâtres. Elle présente un clivage indistinct sur {120}. Sa cassure est subconchoïdale et irrégulière. Les cristaux présentent souvent, en inclusion, une trace noire en sablier ou en chapelet.

Sa dureté est entre 5,5 et 6 sur l'échelle de Mohs. Elle fond entre 1 830 °C et 1 850 °C[7].

Variété
  • Arkansite : variété d'habitus trouvée dans l'Arkansas qui a inspiré son nom[8].

Cristallochimie

L'anatase, le rutile et la brookite sont les trimorphes de TiO2.

Cristallographie
Structure cristalline de la brookite

La brookite cristallise dans le système cristallin orthorhombique, avec le groupe d'espace Pbca et Z=8 unités formulaires par maille. Ses paramètres de maille sont = 9,184 Å, = 5,447 Å et = 5,145 Å[9], donnant lieu à un volume de maille V = 257,38 Å3 et une masse volumique calculée de 4,12 g/cm3.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

La brookite se trouve :

  • dans les fentes alpines gneiss et schistes ;
  • dans les contacts métamorphiques et les filons hydrothermaux.

Elle est associée aux minéraux anatase, calcite, chlorite, hématite, muscovite, orthoclase, quartz, rutile et titanite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

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. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. The Handbook of Mineralogy John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, and Monte C. Nichols, and published by Mineral Data Publishing. Volume III, 1997
  4. Armand Lévy], An. of Phil. 1825 p.140
  5. Shepard (1851), American Journal of Science: 12: 211.
  6. Shepard (1856), American Journal of Science: 22: 96.
  7. (en) « Titanium dioxide », sur ChemSpider, the free chemical database (consulté le )
  8. Shepard (1846), American Journal of Science: 2: 250.
  9. ICSD No. 115 409 ; (de) W.H. Baur, « Atomabstände und Bindungswinkel im Brookit, TiO2 », Acta Crystallographica, vol. 14, no 3,‎ , p. 214-216 (DOI 10.1107/S0365110X61000747)
  10. Die Mineralien und Erzlagerstätten Österreichs (1993)
  11. Weiner, K-L. (1986): Ein besonderer Quarzkristall aus Brasilien. Lapis 11(10), 30-33.
  12. J. Valverde, Roger De Ascenção Guedes, « Le Plan du Lac, Isère, France », in Le Cahier des micromonteurs, no. 2, 1999, p. 6-21
  13. Bottoni, S., Camarda S., Marchesini, M., Passarino, G., Sanguineti, G. (2005): Brookite e anatasio. Eccezionali ritrovamenti al Monte Bregaceto, Genova. Rivista Mineralogica Italiana, 3/2005, 162-169.
  14. Nordrum, F.S. (1999): Nyfunn av mineraler i Norge 1998-1999. Bergverksmuseets Skrift 15: 87-90
  15. Burlakov, E.V. (1999). The Dodo deposit, subpolar Urals, Russia. Mineralogical Record. 30: 427-442.

Articles connexes
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