Carnotite

La carnotite est une espèce minérale radioactive formée de vanadate hydraté d'uranyle et de potassium, dont la teneur en eau peut varier et qui peut contenir des traces de calcium, baryum, magnésium, fer et sodium. Les cristaux sont rares et n'excèdent pas 2 mm, ce minéral se rencontre le plus souvent sous forme pulvérulente[2].

Carnotite
Catégorie VIII : phosphates, arséniates, vanadates[1]

Carnotite du Colorado (États-Unis)
Général
Classe de Strunz
4.HB.05
Classe de Dana
40.02a.28.01
Formule chimique K2(UO2)2(VO4)2·3H2O
Identification
Masse formulaire 902,18 uma
Couleur jaune, doré, jaune-vert
Classe cristalline et groupe d'espace prismatique ;
P21/a
Système cristallin monoclinique
Réseau de Bravais Primitif P
Macle Sur {001}
Clivage parfait à {001}
Cassure micacé
Échelle de Mohs 2 - 2,5
Trait jaune pâle
Éclat mat à nacré
Propriétés optiques
Indice de réfraction α=1,750-1,780
β=1,901-2,060
γ=1,920-2,080
Pléochroïsme aucun
Biréfringence Δ=0,170-0,300 ; biaxe négatif
Dispersion 2 vz ~ 43° - 60 °
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence Transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité 4,2
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité > 70 Bq / g
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Inventeur et étymologie

Décrite par les minéralogistes Charles Friedel et Édouard Cumenge en 1899, et dédiée au chimiste français et ingénieur des mines Marie-Adolphe Carnot (1839-1920)[3].

Topotype

Cristallographie

La carnotite déshydratée cristallise dans le groupe d'espace monoclinique P21/a (Z = 2)[4].

  • Paramètres de la maille conventionnelle : = 10,47 Å, = 8,41 Å, = 6,59 Å, β = 103,83° (V = 563,45 Å3)
  • Densité calculée = 5 g cm−3

Le potassium est entouré par 9 atomes d'oxygène, avec une longueur de liaison K-O moyenne de 3,14 Å.

L'uranium est entouré par 7 atomes d'oxygène en coordination pentagonale bipyramidale aplatie (groupes UO7) : la longueur de liaison U-O moyenne dans la base pentagonale est 2,30 Å, les atomes d'oxygène formant les sommets de la bipyramide sont à une distance moyenne de 1,63 Å de l'uranium. Les groupes UO7 sont regroupés deux à deux par une arête de la base pentagonale et forment des groupes U2O12.

Le vanadium est entouré par 5 atomes d'oxygène en coordination tétragonale pyramidale déformée : la longueur de liaison V-O moyenne dans la base de la pyramide est 1,88 Å, l'atome d'oxygène au sommet est à une distance de 1,54 Å du vanadium. Les pyramides VO5 sont reliées entre elles par une arête de la base et forment des dimères V2O8 ; dans un tel dimère, les sommets des deux pyramides pointent vers des directions opposées.

Les dimères V2O8 sont reliés aux groupes U2O12 par des arêtes et forment des couches U2V2O12 parallèles au plan (a, b), séparées par les atomes de potassium.

La structure de la carnotite est très similaire à celle de la francevillite. Le cation divalent Ba2+ de la francevillite est remplacé dans la carnotite par deux cations monovalents K+. La différence dans la coordination de l'uranium provient des différentes teneurs en molécules d'eau dans ces deux espèces minérales.

  • Structure de la carnotite déshydratée, projetée sur le plan (a, c). Violet : U, rouge : V, vert : K, bleu : O.
  • Structure de la carnotite déshydratée, projetée sur le plan (a, b). Violet : U, rouge : V, vert : K, bleu : O.

Cristallochimie

La carnotite sert de chef de file à un groupe de minéraux isostructuraux.

Groupe de la carnotite
  • Carnotite : K2(UO2)2(VO4)2·3H2O
  • Sengierite : Cu2(UO2)2(VO4)2·6H2O
  • Strelkinite : Na2(UO2)2(VO4)2·6H2O
  • Tyuyamunite : Ca2(UO2)2(VO4)2·5-8H2O

Gîtologie
  • Typiquement dans les paléochenaux en grès tels que ceux du plateau du Colorado avec des dépôts type U-V, trouvés près de la matière carbonée fossile.
  • Comme produit d'altération de l'uraninite, montroséite, ou de la davidite.

minéraux associés

Variété

Gisements remarquables

France

Gabon

Italie

Madagascar

Tchéquie

Utilité

La carnotite a une certaine importance économique comme minerai d'uranium.

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. (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Arsenates, Phosphates, Vanadates, vol. IV, Mineral Data Publishing,
  3. C. Friedel et E. Cumenge, dans Comptes-rendus de l’Académie des sciences de Paris, vol. 128, 1899, p. 532
  4. ICSD No. 64 692 ; (en) Daniel E. Appleman et Howard T. Evans, Jr., « The crystal structures of synthetic anhydrous carnotite, K2(UO2)2V2O8, and its cesium analogue, Cs2(UO2)2V2O8 », American Mineralogist, vol. 50, nos 7-8,‎ , p. 825-842 (lire en ligne)
  5. (en) Smyslova I.G., « On thallium variety of carnotite », dans Zapiski VMO, vol. 101, no  1, 1972, p. 87-90
  6. Le Règne Minéral, Hors Série IV, 1998
  7. Mineral. Rec., vol. 6, p.241
  8. (it) Daniele Ravagnani, « I giacimenti uraniferi italiani » - Gruppo Min. Lombardo - Museo Civico di Storia Naturale di Milano, 1974
  9. Behier, J. (1963): Carte mineralogique de Madagascar. Archive Service Géologique Madagascar. A 1871
  10. (en) Plašil J., Sejkora J., Ondruš P., Veselovský F., Beran P. et Goliáš V., « Supergene minerals in the Horní Slavkov uranium ore district », dans Czech Republic. Journal of the Czech Geological Society, vol. 51, 2006, p. 149-158

Liens externes
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