Cassitérite

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Cassitérite
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1]
Cassitérite — Mines de Panasqueira, Portugal — (8,2 × 5 cm)

Cassitérite — Mines de Panasqueira, Portugal — (8,2 × 5 cm)
Général
Numéro CAS 1317-45-9
Classe de Strunz 4.DB.05
Formule brute O2SnSnO2
Identification
Masse formulaire[2] 150,709 ± 0,008 uma
O 21,23 %, Sn 78,77 %,
Couleur brun
Classe cristalline et groupe d'espace ditétragonale-dipyramidale
P42/mnm
Système cristallin tétragonal
Réseau de Bravais primitif
Macle {011}, macle en « genou »
Clivage {100} imparfait, {110} indistinct
Cassure subconchoïdale
Habitus cristaux prismatiques
ou en masses,
macles fréquentes
Échelle de Mohs 6 - 7
Trait blanc à brunâtre
Éclat adamantin
Propriétés optiques
Indice de réfraction ω=2,000-2,006 ε=2,097-2,100
Biréfringence Δ=0,097 ; biaxe positif
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence transparent à opaque
Propriétés chimiques
Densité 6,3 - 7,2
Température de fusion 1630 °C
Comportement chimique réagit à l’HCl
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La cassitérite est une espèce minérale composée de dioxyde d'étain de formule SnO2, pouvant contenir des traces d'autres éléments métalliques : Fe, Ta, Nb, Zn, W, Mn, Sc, Ge, In et Ga.

Elle est isostructurale avec le rutile.

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

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

La cassitérite fut citée par Bergmann en 1780, la première analyse chimique est faite par Martin Heinrich Klaproth en 1797. Elle fut décrite par François Sulpice Beudant en 1832 ; son nom dérive du grec κασσίτερος (kassiteros = étain), qui en est le métal constituant[3].

Topotype[modifier | modifier le code]

Le topotype de la cassitérite n'est pas répertorié.

Synonymes[modifier | modifier le code]

Il existe pour cette espèce de nombreux synonymes[4] :

Caractéristiques physico-chimiques[modifier | modifier le code]

Critères de détermination[modifier | modifier le code]

La cassitérite se présente sous forme de cristaux prismatiques allongés sur {001} ou en masses, souvent maclés, avec des faces striées. Elle peut être transparente ou opaque, son éclat est adamantin. Elle est de couleur brune et légèrement biréfringente. Sa cassure est subconchoïdale et son trait blanc à brunâtre.

Elle est moyennement dure, entre 6 et 7 sur l'échelle de Mohs. Elle fond à 1 630 °C[5].

La cassitérite réagit avec l'acide chlorhydrique.

Variétés[modifier | modifier le code]

  • Ainalite (Nordenskiöld, 1855) : cassitérite contenant plus de 10 % de FeTa2O6. Elle est connue sur une seule occurrence, à Pennikoja, Somero, dans la région de Finlande du Sud-Ouest[6].
  • Dneiproskite (Wood Tin des anglo-saxons et étain boisé des francophones) : cassitérite botryoïdale pouvant exister en nodules indépendants dont la coupe évoque celle du bois. Cette variété est très répandue dans le monde en Bolivie, Brésil, Chine, Mexique, Pérou, Russie (elle tire son nom de la région de Dnipropetrovsk) et aux États-Unis.

Cristallochimie[modifier | modifier le code]

La cassitérite fait partie du groupe du rutile, qui rassemble des espèces dont la formule générique est M4+O2. Toutes ces espèces cristallisent dans le système tétragonal, de la classe ditétragonale dipyramidale et de groupe d'espace P42/mnm (notation Hermann-Mauguin). Toutes présentent un habitus similaire allongé sur {001} et strié, avec des macles sur {101} et {301}.

Groupe du rutile
Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace
Argutite GeO2 4/mmm P42/mnm
Cassitérite SnO2 4/mmm P42/mnm
Ilménorutile (Ti,Nb,Fe)O2 4/mmm P42/mnm
Strüverite (Ti,Ta,Fe)O2 4/mmm P42/mnm
Paratelurite TeO2 4/mmm P42/mnm
Pyrolusite MnO2 4/mmm P42/mnm
Plattnérite PbO2 4/mmm P42/mnm
Rutile TiO2 4/mmm P42/mnm
Stishovite SiO2 4/mmm P42/mnm

Cristallographie[modifier | modifier le code]

 structure cristalline de la cassitérite
Structure de la cassitérite. Gris : étain, rouge : oxygène.

La cassitérite cristallise dans le système cristallin quadratique, de groupe d'espace P42/mnm (Z = 2 unités formulaires par maille conventionnelle)[7].

  • Paramètres de maille : a = 4,737 Å, c = 3,185 Å (volume de la maille V = 71,47 Å3)
  • Masse volumique calculée = 7 g/cm3

Les cations Sn4+ sont entourés par 6 anions O2− en coordination octaédrique. Les anions 2− sont en coordination triangulaire de Sn4+. La longueur de liaison Sn-O moyenne est de 2,054 Å.

Les octaèdres SnO6 sont reliés entre eux par leurs arêtes et forment des chaînes le long de la direction [001] ; ces chaînes sont reliés entre elles par les sommets des octaèdres dans les directions [110] et [110].

Gîtes et gisements[modifier | modifier le code]

Gîtologie et minéraux associés[modifier | modifier le code]

On trouve la cassitérie dans les roches magmatiques acides (granites et pegmatites) et surtout dans les filons qui leur sont liés. Elle peut être également exploitée dans des gîtes alluvionnaires.

Elle est associée aux minéraux suivants : apatite, fluorite molybdénite, quartz, tourmaline, wolframite, …

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

  • France
Carrière de Trimouns, Luzenac, Ariège, Midi-Pyrénées[8]
La Villeder, Morbihan, Bretagne[9]
  • Portugal
Mines de Panasqueira, Panasqueira, Covilhã, District de Castelo Branco[10]
  • République tchèque
Horní Slavkov (Schlaggenwald), Région de Vary, Bohême[11]

Exploitation des gisements[modifier | modifier le code]

C'est le principal minéral des gîtes d'étain. Dans l'Antiquité, vers l'an −4000, les forgerons savaient qu'en chauffant la malachite, ils obtenaient, par réduction, du cuivre de couleur rouge, chalcolithique, alors qu'un mélange chauffé de malachite et de cassitérite conduisait au bronze, brun (voir âge du bronze).

L'étain est obtenu par réduction en chauffant la cassitérite mélangée avec du carbone à une température d'au moins 1 200 °C[12].

Galerie[modifier | modifier le code]

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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. (de) M. H. Klaproth, « Untersuchung der Zinnsteine », dans Beiträge zur chemischen Kenntniss der Mineralkörper, Zweiter Band, Rottmann Berlin, 1797, p. 245-256 [ texte intégral ]
  4. « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
  5. (en) « Tin dioxide », sur ChemSpider, the free chemical database (consulté le 28 août 2011)
  6. (sv) « Beskrifnung oefver de i Finland funna Min. », dans Helsinfors, vol. 162, p.1855
  7. ICSD No. 16 635 ; (de) W.H. Baur, « Über die Verfeinerung der Kristallstrukturbestimmung einiger Vertreter des Rutiltyps: TiO2, SnO2, GeO2 und MgF2 », Acta Crystallographica, vol. 9, no 6,‎ 1956, p. 515-520 (DOI 10.1107/S0365110X56001388)
  8. D. Descouens et P. Gatel, « Un gisement de talc : Trimous », dans Monde & Minéraux, no 78, 1987, p. 4-9
  9. R. De Ascencao Guedes et al., « Les espèces minérales du district de La Villeder », dans Le Règne Minéral (Hors Série 7), 2001, p. 42-58
  10. Bull. Minéral., vol. 111, 1988, p. 251-256
  11. J. Tvrdy et P. Beran, « Le district minier d'Horni Slavkov (Schlaggenwald) République Tchèque », dans Le Règne Minéral, vol. 52, 2003, p. 7-23.
  12. (en) « Tin », sur Australian Mines Atlas (consulté le 28 août 2011)

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