Chalcantite

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Chalcantite
Catégorie VII : sulfates, sélénates tellurates, chromates, molybdates, tungstates[1]
Chalcantite  Canaveilles, Pyrénées-Orientales

Chalcantite Canaveilles, Pyrénées-Orientales
Général
Numéro CAS 13817-21-5
Classe de Strunz 7.CB.20
Formule brute H10CuO9SCuSO4 · 5 H2O
Identification
Masse formulaire[2] 249,685 ± 0,011 uma
H 4,04 %, Cu 25,45 %, O 57,67 %, S 12,84 %,
Couleur Bleu pâle; bleu sombre; bleu verdâtre; verdâtre
Classe cristalline et groupe d'espace Pinacoïdale \bar{1}
Système cristallin Triclinique
Réseau de Bravais Primitif P
Clivage [110] Imparfait, indistinct ; [111] Indistinct
Cassure Conchoïdale
Habitus Prismatique; tabulaire; stalactitique; fibreux; massif; grenu; veine; agrégats; efflorescence; concrétionné; pulvérulent.
Échelle de Mohs 2,50
Trait Blanc
Éclat Vitreux; gras
Propriétés optiques
Indice de réfraction α=1,516 β=1,539 γ=1,546
Biréfringence Biaxial (-) 0,030
Dispersion 2vz ~ 56°
Fluorescence ultraviolet Aucune
Transparence Transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité de 2,28 à 2,29
Solubilité Soluble dans l'eau, qu'il colore en bleu
Propriétés physiques
Magnétisme Aucun
Radioactivité Aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La chalcantite, est une espèce minérale composée de sulfate de cuivre hydraté de formule : CuSO4 · 5 H2O, pouvant contenir des traces de Fe ; Mg ; Co. De couleur bleue intense parfois nuancée de vert, c'est un minéral secondaire d'altération des sulfures de cuivre, notamment de la chalcocite (Cu2S) et de la chalcopyrite (CuFeS2) exposés à l'oxygène de l'air. La chalcantite est très soluble dans l'eau.

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

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

Connue des anciens Chymistes (Paracelse, Lémery, Rhumelius ...) sous le nom de vitriol de Chypre ou de vitriol de Hongrie, la Chalcantite fut ensuite décrite par François Sulpice Beudant en 1832 sous le terme de 'Cyanose[3]'. C'est en fait la description faite par Franz Ritter von Kobell en 1853, qui sera retenue avec le terme chancanthite. Ce terme est issu du latin Chalcanthum = fleur de cuivre, ou du grec χαλκóσ (chalkos) = cuivre et ἃνθος (anthos) = fleur.

Topotype[modifier | modifier le code]

Le gisement topotype est localisé dans la mine de Chuquicamata, Calama, Province El Loa, région d’Antofagasta, Chili[4].

Synonymie[modifier | modifier le code]

Le terme international n'est pas chalcantite mais chalcanthite.

Il existe pour ce minéral de nombreux synonymes anciens[5]

  • calcantite
  • calchante
  • chalkanthite
  • couperouse bleue[6]
  • cuivre sulfaté (René Just Haüy)
  • cyanose
  • cyanosite
  • cyprian vitriol

Caractéristiques physico-chimiques[modifier | modifier le code]

Critères de détermination[modifier | modifier le code]

Ce minéral peut se présenter sous de nombreuses formes, mais rarement sous forme de cristaux, qui sont alors de forme prismatique ou lenticulaires ; il se présente plus souvent sous forme d'agrégats globuleux, stalactitiques ou fibreux, ou d'encroûtement en masse compacte, voire en poudre. De couleur bleue intense, parfois teintée de vert, la chalcantite est translucide et a un éclat vitreux ou résineux ; ses clivages sont peu nets et sa fracture est conchoïdale. C'est un minéral tendre (2,5 sur l'échelle de Mohs), de densité mesurée de 2,2 à 2,3[7]..

La chalcanthite est parfois confondue avec l'azurite, mais cette dernière est plus dure (3,5 à 4 sur l'échelle de Mohs), n'est pas soluble dans l'eau, et laisse un trait bleu, alors que celui de la chalcantite est blanc.

D'autres tests de détermination incluent l'analyse des minéraux associés, de la gangue du cristal, de la forte solubilité dans l'eau et de la couleur résultante de la solution (mais avec l'inévitable conséquence d'une destruction partielle du cristal), qui devient bleue, ainsi que le goût, doux et métallique. Sur ce dernier point, il est recommandé d'être prudent : le minéral est toxique, ce genre de test doit donc être fait légèrement, du bout de la langue, ou mieux, être évité.

Composition chimique[modifier | modifier le code]

La chalcantite, de formule CuSO4 · 5H2O, a une masse moléculaire de 249,68614 u. Elle est donc composée des éléments suivants :

Composition élémentaire du minéral
Élément Nombre (formule) Masse des atomes (u)  % de la masse moléculaire
Cuivre 1 63,55 25,45 %
Soufre 1 32,06 12,84 %
Oxygène 9 143,99 57,67 %
Hydrogène 10 10,08 4,04 %
Total : 21 éléments Total : 249,68 u Total : 100 %

Cette composition place ce minéral :

  • selon la classification de Strunz : dans la classe des sulfates (VII) hydratés, sans anions additionnels (7.C), avec seulement des cations de taille moyenne (7.CB)
  • selon la classification de Dana : dans la classe des acides et sulfates hydratés (classe 29) de forme A XO4 · x(H2O) (sous-groupe 29.6).

La chalcantite peut comporter des impuretés, les plus communes étant le fer (Fe), le magnésium (Mg) et le cobalt (Co)[8].

Cristallochimie[modifier | modifier le code]

La chalcantite le chef de file d'un groupe de sulfates hydratés, identiques par leur composition à l'exception de l'ion métallique central.

Le groupe de la chalcantite

Cristallographie[modifier | modifier le code]

Le système cristallin est triclinique, de classe pinacoïdale.

Les paramètres de la maille conventionnelle sont : a = 6,12 Å, b = 10,7 Å, c = 5,97 Å ; Z = 2 ; V = 361,55 Å3

La densité calculée est de 2,29 g/cm3, ce qui est sensiblement équivalent à celle mesurée.

Gites et gisements[modifier | modifier le code]

Gîtologie et minéraux associés[modifier | modifier le code]

On la trouve le plus souvent dans les zones les plus oxydées des dépôts de sulfure de cuivre, généralement suite à une exploitation minière, mais parfois aussi au niveau de fumerolles[9]. Elle s'accumule en plus grande quantité dans les régions arides où elle cristallise facilement après évaporation de l'eau, tandis que l'exposition à la vapeur d'eau favorise sa dissolution et ensuite sa lixiviation dans les eaux de percolation.

La chalcantite se développant dans des dépôts de cuivre oxydés, il est normal de la trouver en association avec d'autres minerais de cuivre. On la trouve aussi avec les minéraux suivants :

mais aussi en compagnie de fibroferrite, rhomboclase, épsomite (ainsi qu'avec les minéraux réalisant une série avec l'épsomite : la goslarite et la morénosite), pickéringite, retgersite ou gypse[9].

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

Mina Kami, province d'Ayopaya, département de Cochabamba[10],
Dépôts de cuivre du Cerro Casale, province de Copiapó, région d'Atacama[11],
Planet Mine Planet, Santa Maria District, Mont Buckskin, comté de La Paz, Arizona[12],
Scories de Villanière, non loin de Salsigne, canton de Mas-Cabardès, arrondissement de Carcassonne, Aude[13]
Le Franciman, Saint-Jean-de-Jeannes, Paulinet, canton d'Alban, Tarn
Mines de cuivre de Canaveilles, Pyrénées-Orientales [14]
La Verrière, Monsols, Rhône[15]

Utilisations[modifier | modifier le code]

La chalcantite étant un minéral du cuivre, on peut l'utiliser comme source de ce dernier en métallurgie. Cependant, sa grande solubilité dans l'eau signifie qu'elle a tendance à se dissoudre et à se recristalliser comme croûte à la surface de toute mine de sulfure de cuivre en région humide. Il en découle que la chalcantite ne se retrouve en quantité exploitable comme minerai de cuivre que dans les régions les plus arides.

En outre, un autre usage plus rentable lui est souvent préféré: en raison de sa couleur riche et de ses cristaux bien développés, elle est recherchée par les collectionneurs de minéraux. Mais cet usage présente deux inconvénients. D'une part, comme mentionné, même les plus beaux cristaux sont instables, car la grande solubilité du minéral favorise la désagrégation de sa structure cristalline en fonction de l'humidité relative. D'autre part, il est aisé de faire croître artificiellement de grands cristaux de très haute qualité, ce qui peut conduire des vendeurs peu scrupuleux à présenter comme naturels, et donc plus chers, des cristaux synthétiques.

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. François Sulpice Beudant, Traité élémentaire de minéralogie, vol. 2, Paris, Verdière,‎ 1832, 2e éd., 797 p. (lire en ligne), p. 486
  4. Palache, C. (1935) American Mineralogist: 20, 484-491
  5. « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
  6. Nouveaux élémens de minéralogie ou manuel du minéralogiste voyageur, Volume 2 Par C. P. Brard p.445 1838
  7. Rupert Hochleitner, 300 roches et minéraux, Paris, Delachaux et Niestlé,‎ 2010, 256 p. (ISBN 978-2-603-01698-5), p. 18
  8. Jolyon Ralph et Ida Chau, « Chalcanthite », sur www.mindat.org (consulté le 2 mai 2011)
  9. a et b [PDF] (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, Handbook of Mineralogy, Chantilly (Virginie), Mineralogical Society of America (lire en ligne)
  10. Werner, A.B.T., Sinclair, W.D., and Amey, E.B. (1998): International Strategic Mineral Issues Summary Report - Tungsten. US Geological Survey Circular 930-O
  11. inger, D.A., Berger, V.I., and Moring, B.C. (2008): Porphyry copper deposits of the world: Database and grade and tonnage models, 2008. US Geological Survey Open-File Report 2008-1155.
  12. Anthony, J.W., et al (1995), Mineralogy of Arizona, 3rd.ed.: 128, 142, 166, 173, 196, 246, 286, 288, 417.
  13. Pelisson, P. and Descouens, D. (1987). "Les minéraux néoformés de Villagnère (Aude)." Le Cahier des Micromonteurs, (2), pp:6.
  14. Minéralogie de la France et de ses colonies: Par Alfred Lacroix 1910
  15. Favreau, G., Legris, J.-R. & Dardillac, M. (1996): La Verrière (Rhône): Histoire et Minéralogie, Le Cahier des Micromonteurs, 53(3), 3-28.