Halloysite

L'halloysite-7Å est une espèce minérale du groupe des silicates sous-groupe des phyllosilicates de formule Al2Si2O5(OH)4 avec des traces de : Ti ; Ca ; Na ; K ; Fe ; Cr ; Mg ; Ni ; Cu. Ses principaux constituants, outre l'oxygène, sont l’aluminium (20,90 %), le silicium (21,76 %), et l’hydrogène (1,56 %).

Halloysite 7Å [1]
Catégorie IX : silicates[2]

Halloysite 7Å
Général
Classe de Strunz
9.ED.10
Classe de Dana
71.01.01.04
Formule chimique H4Al2O9Si2 Al2Si2O5(OH)4
Identification
Masse formulaire[3] 258,1604 ± 0,0036 uma
H 1,56 %, Al 20,9 %, O 55,78 %, Si 21,76 %,
Couleur incolore; blanc; gris; grisâtre; vert; verdâtre; jaune; jaunâtre; brunâtre; rougeâtre; bleuâtre; bleu.
Classe cristalline et groupe d'espace domatique ;
Cc
Système cristallin monoclinique
Réseau de Bravais centré C
Cassure terreuse; conchoïdale
Habitus tubulaire ; massif ; agrégat ; pulvérulent ; terreux ; geliforme ; collomorphe ; croûte ; compact ; ultramicroscopique ; farineux.
Échelle de Mohs de 2,00 à 2,50
Trait blanc
Éclat nacré; mat; gras; cireux
Propriétés optiques
Indice de réfraction a=1.553-1.565,
b=1.559-1.569,
g=1.56-1.57
Biréfringence biaxial ; 0,0050-0,0070
Fluorescence ultraviolet luminescence et fluorescence
Transparence translucide - transparent
Propriétés chimiques
Densité de 2,55 à 2,57
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellation

Inventeur et étymologie

Décrite par Pierre Berthier en 1826 qui l'a dédiée au géologue belge Jean-Baptiste d'Omalius d’Halloy (Belgique) (1783-1875).

Topotype
  • Angleur, Liège Belgique.

Synonymie

L'aspect très peu spécifique de ce minéral lui vaut une grande quantité de synonymes.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

Des études par diffraction de rayons X sont nécessaires pour l'identification positive.

Variétés
  • chrome-halloysite (Gritzaenko et Grum-Gritzaenko 1949) : variété chromifère d'halloysite, de couleur bleue, trouvée à Psahna, île d'Euboea Grèce[10].
  • cuprohalloysite (L. K. Yakhontova 1961) : variété cuprifère d'halloysite [11].
  • ferrihalloysite (N. E. Efremov en 1936) : variété ferrifère d'halloysite [12].
  • zircon-halloysite (E. I. Semenov 1972) : variété d'halloysite riche en ZrO2 [13].

Cristallographie
Aspect en microscopie électronique
  • Paramètres de la maille conventionnelle : = 5,14 Å, = 8,90 Å , = 14,91 Å; Z = 4 ; V = 666,97 Å3
  • Densité calculée = 2,57 g cm−3

Les deux formes courantes sont fonction du taux d’humidité qui détermine l’espacement entre les couches d’argile : en solution hydratée, l’écartement est de 1 nm et en solution déshydratée (méta-halloysite), l’écartement est de 0,7 nm (le nm ou nanomètre équivaut au milliardième de mètre). L’halloysite se présente naturellement sous forme de petits cylindres d’un diamètre moyen de 30 nm avec une longueur comprise entre 0,5 et 10 microns (le micron équivaut au millionième de mètre).

Cristallochimie

La halloysite est un polymorphe de la dickite, de la kaolinite et de la nacrite. Elle fait partie du groupe de la kaolinite, constitué des minéraux suivants :

  • dickite Al2Si2O5(OH)4 ;
  • endellite Al2Si2O5(OH)4•2(H2O) ;
  • halloysite Al2Si2O5(OH)4 ;
  • kaolinite Al2Si2O5(OH)4 ;
  • nacrite Al2Si2O5(OH)4 ;
  • odinite (Fe,Mg, Al,Fe,Ti,Mn)2.5(Si,Al)2O5(OH)4.

Gîtes et gisements

Gîtologie
  • L’halloysite est la forme typique d’altération hydrothermale des minéraux alumino-silicates. Elle peut se trouver entremêlée de dickite, kaolinite, montmorillonite et d’autres minéraux argileux.
  • La formation de l'halloysite est due à une altération hydrothermale que l’on trouve souvent près des roches carbonatées. Par exemple, les échantillons d’halloysite du Colorado sont soupçonnés d'être le produit d'altération de la rhyolite par la baisse des eaux en mouvement.

En général, la formation de minéraux argileux est fortement favorisée dans les zones subtropicales à cause des climats tropicaux et de l’écoulement d'immenses quantités d'eau. L'halloysite se produit principalement dans les terrains exposés ou dérivés des sols volcaniques, mais elle se fait également à partir de minéraux primaires dans les sols tropicaux ou des matériaux préglaciaires. Les roches ignées, en particulier les roches basaltiques, sont plus sensibles à l'altération dont les modifications forment l'halloysite. Souvent, comme c'est le cas avec l'halloysite dans le Comté de Juab dans l’Utah (États-Unis), l'argile se trouve en liaison étroite avec la goethite et la limonite, et souvent entrecoupées d’alunite. Les feldspaths sont également soumis à la décomposition par l'eau saturée en dioxyde de carbone. Lorsque le feldspath se trouve près de la surface de coulées de lave, la concentration de CO2 est élevée et les taux de réaction sont rapides. Avec l'augmentation de la profondeur, les solutions de lixiviation sont saturées en silice, aluminium, sodium et calcium. Une fois les solutions ayant épuisé le CO2, elles se précipitent sous forme de minéraux secondaires. La décomposition est fonction du débit d'eau. Dans le cas où l'halloysite est formée de plagioclases, cette précipitation ne passera pas par des étapes intermédiaires.

Gisements producteurs de spécimens remarquables
  • Belgique
La Rochette, Chaudfontaine, Province de Liège[14]
  • Canada
Carrière Francon, Saint-Michel, Île de Montréal, Québec[15]
  • France
Échassières, Ébreuil, Allier, Auvergne [16]
Le Baumier, Mirabel, Villeneuve-de-Berg, Ardèche, Rhône-Alpes [17]

Gisements inexplorés
Balengou (Région de l'Ouest) [18]

Exploitation des gisements
  • Une halloysite très pure est extraite d'une rhyolite très altérée présente en Nouvelle-Zélande et utilisée notamment pour la porcelaine, la porcelaine à la cendre d'os appelée Bone China et également pour d'autres applications en céramique de haute technologie.
  • L’halloysite a également été utilisée, dans le passé, comme catalyseur de craquage de pétrole. La société ExxonMobil a également mis au point un catalyseur de craquage sur la base d’halloysites synthétiques.

Notes et références
  1. Clays Clay Min., volume 26, pp. 25(1978)
  2. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. Armand Dufrénoy Traité de minéralogie, Volume 3 1856 p. 583
  5. Alfred Lacroix Minéralogie de la France et de ses anciens territoires d'Outre-Mer 1895 p. 447
  6. Armand Dufrénoy Traité de minéralogie, Volume 3 1856 p. 586
  7. M. Pisani; Analyse de la glossécolite Shepard. Annales des mines Comptet rendus, t. LII, 1865 p. 310.
  8. William Newton Logan, Indiana. Division of Geology dans Kaolin of Indiana 1919 p. 35
  9. Jean Julien Omalius d'Halloy dans Introduction à la géologie 1861 p. 268
  10. Physics and chemistry of the earth, Volume 1 - European Geophysical Society - 1956 - p. 268
  11. The Mineralogical magazine and journal of the Mineralogical Society: Volume 33 1962 p. 1131
  12. Simone Caillère, Stéphane Hénin - Minéralogie des argiles - 1962
  13. E. I. Semenov (1972) Mineralogy of Lovozero alkaline massif, - Moscow, Nauka, p. 308 (en Rus.)
  14. L. Dejonghe (1985): Bull. Minéral. 108, 679-690.
  15. Mineralogical Record (2006): 37: 5-60.
  16. Nicolas, J. & de Rosen, A. (1963): Le massif granitique des Colettes (Allier) et ses mineralizations. Bulletin de la Société Française de Minéralogie et de Cristallographie 86, 126-128.
  17. Ch. Robert, B. Goffé and P. Saliot : "Zeolitization of a basaltic flow in a continental environment : an example of mass transfer under thermal control", Bull. Minéral., 1988, 111, p. 207-223.
  18. NJOPWOUO D., WANDJI R., 1982 - Un gisement d'halloysite à Balengou (Ouest Cameroun)

Articles connexes

Liens externes
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