Cristobalite
| α-Cristobalite Catégorie IX : silicates[1] |
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| Numéro CAS | (α) (β) |
| Classe de Strunz | 4.DA.15 |
| Formule brute | SiO2 |
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| Masse formulaire[2] | 60,0843 ± 0,0009 uma O 53,26 %, Si 46,74 %, |
| Couleur | Incolore, blanc, bleu gris, brun |
| Classe cristalline et groupe d'espace | 422 - Ditétragonale-trapézoédrique |
| Système cristallin | Tétragonal |
| Réseau de Bravais | Primitif P |
| Macle | fréquent sur {111} |
| Clivage | {0001} indistinct, {1010} imparfait |
| Cassure | conchoïdal |
| Habitus | Pseudo-octaèdre, dendritique, en sphérules |
| Échelle de Mohs | de 6 à 7 |
| Trait | blanc |
| Éclat | vitreux |
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| Indice de réfraction | nω = 1,487 nε = 1,484 |
| Biréfringence | Uniaxe(-) δ = 0,003 |
| Fluorescence ultraviolet | Vert ou rouge |
| Transparence | Transparent à translucide |
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| Densité | de 2,32 à 2,36 |
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| Magnétisme | aucun |
| Radioactivité | aucune |
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La cristobalite est un minéral, composé de dioxyde de silicium de formule Si O2 avec des traces : Fe, Ca, Al, K, Na, Ti, Mn, Mg, P. La cristobalite est stable seulement au-dessus de 1 470 °C, mais elle peut cristalliser et persister dans un état métastable à des températures plus basses. La persistance de la cristobalite en dehors de sa stabilité thermodynamique est rendue possible par les barrières cinétiques qui s'opposent à une tranformation de phase reconstructive à travers une réorganisation atomique.
Sommaire |
Historique de la description et appellations [modifier]
Inventeur et étymologie [modifier]
La cristobalite a été décrite en 1887 par le minéralogiste allemand Gerhard vom Rath (1830-1888). Le nom dérive de la localité type.
Topotype [modifier]
La localité type se trouve à Cerro San Cristóbal, Mun. de Pachuca, Hidalgo, au Mexique. C'est également le gisement type pour la tridymite.
Caractéristiques physico-chimiques [modifier]
Variété [modifier]
Il existe une variété associant étroitement la cristoblite et la tridymite : la lussatite (ou opale-CT).
Cristallographie [modifier]
Il faut attendre 1925 et l’application des rayons X à la cristallographie pour avoir une première approche de sa structure[3].
C'est la phase cubique de haute température de la silice. Le même type de couche qui existe dans la tridymite est présente aussi dans la cristobalite, mais la topologie des liaisons entre couches successives est différente : les tétraèdres sont ici en configuration trans au lieu de cis et par conséquent les canaux continus qui existent dans la tridymite sont remplacés dans la cristobalite par des cages.
La transition cristobalite → tridymite est reconstructive et la cristobalite peut donc subsister dans une région métastable. À basse température, elle donne un polymorphe tétragonal (α), phase entièrement métastable.
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| Nom | α-Cristobalite[4] |
β-Cristobalite[5] |
| Système cristallin | tétragonal | cubique |
| Classe cristalline |  |
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| groupe d'espace |  |
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| Cellule élémentaire | a = 497,8 pm c = 694,8 pm |
a = 716,6 pm |
| Nombre de formules chimiques par unité de cellule | 4 | 8 |
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Structure cristalline de l'α-cristobalite. -
Structure cristalline de la β-cristobalite.
Gîtes et gisements [modifier]
Gîtologie et minéraux associés [modifier]
La cristobalite se forme à haute température dans les roches ignées acides. Elle peut se former à plus basse température dans des dépôts biochimiques. Elle est également présente dans les météorites et est un des constituants des roches lunaires.
Les minéraux associés sont l'augite, la hornblende, le quartz β, l'olivine, la pseudobrookite, la sanadine et la tridymite.
Gisements producteurs de spécimens remarquables [modifier]
Elle est très largement répandue dans le monde.
En France
- Mont Denise, Espaly-Saint-Marcel, Le Puy-en-Velay, Haute-Loire, Auvergne[6]
- Sarliève, Cournon-d'Auvergne, Clermont-Ferrand, Puy-de-Dôme, Auvergne[7]
- Lussat, Pont-du-Château, Puy-de-Dôme, Auvergne
- Courgas ravine, Apt, Vaucluse, Provence-Alpes-Côte d'Azur[8]
Dans le monde
- Francon quarry, Saint-Michel District, Montréal, Jacques Cartier Co., Québec, Canada[9]
- Morne Serpent, Grande Rivière Village, Sainte Lucie[10]
Exploitation des gisements [modifier]
Utilisations [modifier]
- Pétrographie
- Elle renseigne sur la température de formation des roches dans lesquelles elle a été trouvée.
- Pigment
- La cristobalite se distingue par sa blancheur. Si elle n'est pas d’un blanc aussi pur que le dioxyde de titane (blanc de titane), elle est toutefois plus lumineuse. Cette particularité l’a fait utiliser comme pigment pour les couleurs, au vu de sa particulière inertie chimique elle est très utile pour les pigments de marquages en extérieur (peintures et revêtement muraux).
- Propriétés mécaniques
- Sa remarquable stabilité mécanique, associé à son inertie chimique en fait un des constituants des céramiques dentaires.
- Elle entre dans la composition de substances d'étanchéité.
- Pierre ornementale
- L’obsidienne contenant des cristaux de cristobalite est connue sous le nom d’« obsidienne flocons de neige ». Elle sert alors de pierre ornementale pour confectionner des bijoux et de petites sculptures.
Précautions d'emploi [modifier]
C'est un produit qui est source de silicose quand il est inhalé de manière chronique et qui est un cancérogène reconnu chez l'homme[11].
Notes et références [modifier]
- La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates
- Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007, sur www.chem.qmul.ac.uk
- R. W. G.Wyckoff, The crystal structure of the high temperature form of cristobalite. In: American Journal of Science. Série 5, no 9, 1925, S. 448-459.
- W. A. Dollase, Reinvestigation of the structure of low Cristobalite. In: Zeitschrift fuer Kristallographie, Kristallgeometrie, Kristallphysik, Kristallchemie, no 121, 1965, S. 369-377
- D. R. Peacor, High-temperature single-crystal study of the cristobalite inversion. In: Zeitschrift fuer Kristallographie, Kristallgeometrie, Kristallphysik, Kristallchemie, no 138, 1973, S. 127-220
- De Ascencao Guedes, R., Médard, E. et Mergoil, J. (2005), Minéralogie des volcans du mont Denise, Espaly-Saint-Marcel, Haute Loire, Le Règne Minéral, (62), p. 9-22.
- Aimé Rudel, Curiosités Géologiques d'Auvergne et du Velay, Éditions Volcans, 1970
- F. Roulin et al., 1986, 109, p. 349-357.
- Tarassoff, P., Horvath, E. et Pfenninger-Horvath, E. (2006) : Francon Revisited. Mineralogical Record 37 (3) : 257-263
- M. Le Guen de Kerneizon et al., Bull. Minéral., 1982, 105, p. 203-211
- Fiche de sécurité
Voir aussi [modifier]
Articles connexes [modifier]
- Silicate, silice
- Silicose, mésothéliome, cancer du poumon
