Caldérite

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Caldérite
Catégorie IX : silicates[1]
Général
Classe de Strunz 9.AD.25
Classe de Dana 51.04.03a
Formule brute Fe2Mn3O12Si3Mn3Fe2(SiO4)3
Identification
Masse formulaire[2] 552,753 ± 0,009 uma
Fe 20,21 %, Mn 29,82 %, O 34,73 %, Si 15,24 %,
Couleur rouge sombre - brun - jaune foncé - jaune rougeâtre - brun rougeâtre foncé
Classe cristalline et groupe d'espace isométrique - hexoctahédrale ; Ia3d
Système cristallin cubique
Réseau de Bravais centré I
Clivage aucun
Échelle de Mohs 7
Trait blanc
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction de 1,87 à 1,93
Pléochroïsme non
Transparence transparente à translucide
Propriétés chimiques
Densité 4,08
Propriétés physiques
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La caldérite est une espèce minérale du groupe des silicates et du sous groupe des nésosilicates. Il s'agit du pôle manganésien des grenats pyralspites. Ce grenat ferrifère est relativement rare. Sa formule se présente sous la forme de (Mn2+,Ca)3(Fe3+,Al)2(SiO4)3. Constituée essentiellement des éléments Fe, Mn, Si, O, avec des touches d'Al, et de Ca, la caldérite peut avoir, comme impuretés, du magnésium et du titane.

Historique de la description et appellations[modifier | modifier le code]

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

Le nom caldérite a tout d'abord été donné à un minéral nésosilicaté dans une roche manganésienne de l'ouest de l'Inde par Henry Piddington en 1851. Son analyse fut faite en 1857 par Blandford et Siichting. En 1909, Fermor[3] officialisa le nom de caldérite pour les membres ferreux manganésiens[4]. Le nom caldérite provient de James Calder, écrivain en géologie indienne.

Topotype[modifier | modifier le code]

Le topotype moderne faisant référence est le gisement de Otjosondu, Namibie[5].

Caractéristiques physico-chimiques[modifier | modifier le code]

Critères de détermination[modifier | modifier le code]

Les inclusions de Fe3+ donnent au grenat caldéritique une variation de couleur allant du jaune foncé au rouge et brun rougeâtre, avec un éclat vitreux. Le trait de la caldérite est blanc.

Son système cristallin cubique, centré I, ne présente pas de clivage.

D'après ses propriétés optiques, son indice de réfraction va de 1,87 à 1,93, avec un net caractère transparent voir translucide.

Ce minéral, plutôt dur (7 sur l'échelle de Mohs), est massif et grenu.

Cristallochimie[modifier | modifier le code]

Selon la classification de Strunz, elle fait partie de la classe des silicates (IX), plus précisément des nésosilicates (9.A) sans anion supplémentaire (9.AD).

Membres du groupe 9.AD.25 selon la classification de Strunz
Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace
Almandin Fe3Al2(SiO4)3 m3m Ia3d
Andradite Ca3Fe2(SiO4)3 m3m Ia3d
Caldérite Mn3Fe2(SiO4)3 m3m Ia3d
Goldmanite Ca3(V,Al,Fe)2(SiO4)3 m3m Ia3d
Grossulaire Ca3Al2(SiO4)3 m3m Ia3d
Henritermierite Ca3(Mn,Al)2(SiO4)2(OH)4 4/mmm I41/acd
Hibschite Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x (0,2 < x < 1,5) m3m Ia3d
Holtstamite Ca3(Al,Mn)2(SiO4)2(OH)4 4/mmm I41/acd
Katoite Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x (1,5 < x < 3) m3m Ia3d
Kimzeyite Ca3(Zr,Ti)2(Si,Al,Fe)3O12 m3m Ia3d
Knorringite Mg3Cr2(SiO4)3 m3m Ia3d
Majorite Mg3(Fe,Al,Si)2(SiO4)3 m3m Ia3d
Morimotoite Ca3TiFeSi3O12 m3m Ia3d
Pyrope Mg3Al2(SiO4)3 m3m Ia3d
Schorlomite Ca3(Ti,Fe,Al)2[(Si,Fe,Fe)O43 m3m Ia3d
Spessartine Mn3Al2(SiO4)3 m3m Ia3d
Uvarovite Ca3Cr2(SiO4)3 m3m Ia3d
Wadalite Ca6Al5Si2O16Cl3 43m I43d

La caldérite est un nésosilicate du groupe des grenats, 51.04.03a, selon la classification de Dana : elle fait partie des nésosilicates ne contenant que des groupes isolés SiO4 (51), dont les autres cations sont en coordination au moins égale à 6 (51.04). Ce groupe contient les minéraux almandin, caldérite, knorringite, majorite, pyrope et spessartine.

Cristallographie[modifier | modifier le code]

Structure de la caldérite, projetée sur le plan (a, b). Rouge : Fe, violet : Mn, jaune : Si, bleu : O.

La caldérite cristallise dans le système cristallin cubique, de groupe d'espace Ia3d. Son paramètre de maille est a = 11,84 Å[6], avec Z = 8 unités formulaires par maille, donc un volume de 1 660 Å3 et une masse volumique d'environ 4,08 g/cm3.

Les cations Mn2+ sont en coordination (8) d'anions O2–, avec une longueur de liaison Mn-O moyenne de 2,42 Å. Le polyèdre de coordination du Mn est très déformé et à mi-chemin entre le cube et l'antiprisme tétragonal. Les cations Fe3+, placés sur l'élément de roto-inversion 3, sont en coordination (6) octaédrique d'O2–, avec une longueur de liaison Fe-O de 2 Å. Les atomes de silicium sont en coordination (4) tétraédrique d'oxygène, avec une longueur de liaison Si-O de 1,64 Å.

Les octaèdres FeO6 sont isolés les uns des autres dans la structure de la caldérite, ainsi que les tétraèdres SiO4. Ces deux groupes forment un réseau tridimensionnel en partageant tous leurs sommets. Les groupes MnO8 sont situés dans les sites antiprismatiques de ce réseau et partagent leurs arêtes avec les groupes FeO6 et SiO4.

Gîtes et gisements[modifier | modifier le code]

Gîtologie et minéraux associés[modifier | modifier le code]

Ce minéral plutôt rare peut se retrouver dans les dépôts manganésiens ou ferreux, issus soit de zone métamorphique, soit de zone mantellique, magmatique voire hydrothermale, soit donc à de fortes pressions et des températures plutôt moyennes.

La caldérite peut être trouvée associée aux minéraux suivants :

Gisements producteurs de specimens remarquables[modifier | modifier le code]

  • Afrique du Sud
providence northern cap, aggeneys
  • Canada
Labrador, Wabush Iron Formation
  • Inde
Bihar, Kathamsand, Madhya Pradesh, netra
  • Italie
Val d'Aoste, Saint marcel, mine Prabornaz[7]
  • Namibie
région d'otjozondjupa, otjosondu
  • Suède
Mine harstigen, Varmland, filipstad, pajsberg
  • Suisse
Mine fianel, grischum, Vallée d'hinterrhein, Ausserferrera

Notes et références[modifier | modifier le code]

  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. http://en.wikipedia.org/wiki/Lewis_Leigh_Fermor
  4. (en) L.L. Fermor. « The manganese-ore deposits of India. I. Introduction and mineralogy », dans Geol. Sum. Indio Mem., vol. 87, 1909, p. 182-186
  5. (en) L. von Bezing, R. Bode et S. Jahn, Namibia. Minerals and Localities, édition Schloss Freudenstein, Bode Verlag, Haltern, 2007, 367 pp.
  6. ICSD No. 27 381 ; (en) G.A. Novak et G.V. Gibbs, « The crystal chemistry of the silicate garnets », American Mineralogist, vol. 56, no 5-6,‎ 1971, p. 791 (lire en ligne)
  7. (en) B. Cenki-Tok et C. Chopin, « Coexisting calderite and spessartine garnets in eclogite-facies metacherts of the Western Alps », Mineralogy and Petrology, vol. 88,‎ 2006, p. 47-68

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) G. Ottonello, M. Borketa et P.F. Sciuto, « Parameterization of energy and interactions in garnets: End-member properties », American Mineralogist, vol. 81,‎ 1996, p. 429-447 (lire en ligne)
  • (it) G.C. Piccoli, G. Maletto, P. Bosio et B. Lombardo, Minerali del Piemonte e della Valle d'Aosta, 2007, Associazione Amici del Museo "F. Eusebio" Alba, Ed., Alba (Cuneo), 607 pp.
  • (en) Michael Fleischer et Luis J. Cabri, « New Mineral Names », American Mineralogist, vol. 66, no 11-12,‎ 1981, p. 1280 (lire en ligne)
  • (en) E.S. Dana, Dana's system of mineralogy, 6e éd., 1892, p. 443
  • (en) F.H.S. Vermaas, Manganese-iron garnet from Otjosondu, South-West Africa, 1952
  • (en) C. Klein Jr., « Mineralogy and petrology of the metamorphosed Wabush Iron Formation, southwestern Labrador », dans J. Petrol., vol. 7, 1966, p. 246{305}
  • (de) M. Blandfordm et E. Söchting (1857) Verhandlungen der Gesellschafl. Deut. Geol. Gesz. g, 4.
  • (en) J.E. De Villiers, « The manganese oeres of Otjosondu, Southwest Africa », dans Geol. Soc. S. Afr. Trans, vol. 54, 1951, p. 89-98