Dioptase

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Dioptase
Catégorie IX : silicates[1]
Dioptase du Kazakhstan

Dioptase du Kazakhstan
Général
Classe de Strunz 9.CJ.30
Formule brute H2CuO4SiCuSiO3·H2O
Identification
Masse formulaire[2] 157,645 ± 0,005 uma
H 1,28 %, Cu 40,31 %, O 40,6 %, Si 17,82 %,
Couleur vert émeraude,
bleu-vert foncé
Classe cristalline et groupe d'espace rhomboédrique, R3
Système cristallin trigonal
Réseau de Bravais rhomboédrique
Clivage parfait sur {1011}
Cassure conchoïdale
Habitus cristaux prismatiques {110}, {201}
Échelle de Mohs 5
Trait vert
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction ω=1,644-1,658, ε=1,697-1,709
Biréfringence Δ=0,051-0,053 ; uniaxe positif
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité 3,28 - 3,35
Fusibilité ne fond pas mais noircit
Solubilité soluble dans HCl et HNO3
Comportement chimique colore la flamme en vert
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La dioptase est une espèce minérale, du groupe des silicates, sous-groupe des cyclosilicates. Sa formule chimique est CuSiO3·H2O.

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

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

C'est le savant allemand Rudolph Ferber qui, à la fin du XVIIIe siècle, s'intéressa en premier à la dioptase. Il la définit de façon erronée comme une émeraude. Mais c'est l'abbé français René Just Haüy qui découvrit qu'il s'agissait d'un minéral à part. Il lui donne le nom de dioptase en 1801, dérivant du grec dia (« à travers ») et optazo (« je vois »), puisque l'on peut voir à travers des cristaux les traces des plans de clivage.

Topotype[modifier | modifier le code]

Le topotype se trouve à Altyn-Tube, dans les steppes de Kirghese (Kazakhstan).

Synonymes[modifier | modifier le code]

Il existe plusieurs synonymes pour cette espèce minérale[3] :

  • achirite ;
  • achrite ;
  • aschirite ;
  • dioptasite ;
  • émeraudine ;
  • kirghisite ;
  • rhombohedral emerald malachite Comstock 1821 ;
  • smaragdo-chalcite Mohs.

Caractéristiques physico-chimiques[modifier | modifier le code]

Critères de détermination[modifier | modifier le code]

La dioptase forme des cristaux prismatiques transparents à translucides, d'éclat vitreux. Elle est de couleur vert émeraude à bleu-vert foncé. Son trait est vert et sa cassure est conchoïdale. Sa dureté, de 5 sur l'échelle de Mohs, est moyenne.

Au chalumeau, la dioptase ne fond pas mais noircit en colorant la flamme en vert. Elle est soluble dans l'acide nitrique et l'acide chlorhydrique.

Cristallographie[modifier | modifier le code]

La dioptase cristallise dans le système cristallin trigonal, de groupe d'espace R3 (Z = 18 unités formulaires par maille conventionnelle)[4].

  • Paramètres de la maille conventionnelle (réseau hexagonal) : a = 14,57 Å, c = 7,78 Å (volume de la maille V = 1 429,93 Å3)
  • Masse volumique calculée= 3,29 g/cm3

Les cations Si4+ sont en coordination tétraédrique d'anions O2–, avec une longueur de liaison Si-O moyenne de 1,627 Å. Les tétraèdres SiO4 sont reliés par leurs sommets et forment des anneaux Si6O18.

Les cations Cu2+ sont en coordination (4+2) octaédrique déformée d'anions O2– et de molécules H2O, avec les longueurs de liaison moyennes Cu-O = 1,960 Å et Cu-H2O = 2,592 Å. La distribution des longueurs de liaison dans les octaèdres CuO4(H2O)2 est typique de l'effet Jahn-Teller rencontré dans les composés de Cu(II) et permet une description alternative de la structure en termes de groupes carrés CuO4. Dans cette description, les groupes CuO4 sont reliés deux à deux par une arête et forment des dimères Cu2O6 ; ces dimères sont reliés par un sommet et forment des chaînes hélicoïdales le long de la direction c.

Propriétés physiques[modifier | modifier le code]

La dioptase est pyroélectrique.

Chauffée, elle subit plusieurs transformations[5] :

  • entre 350 °C et 400 °C, la dioptase verte devient bleue. Une diminution des paramètres de maille est observée mais la composition chimique reste inchangée. Cette transformation n'est pas réversible ;
  • entre 400 °C et 800 °C, la dioptase devient noire et perd ses molécules d'eau ;
  • au-dessus de 800 °C, CuSiO3 se décompose en Cu5Si6O17 + CuO, puis en CuO + SiO2.

Les cations Cu2+ portent un spin 1/2 et sont soumis à des interactions magnétiques. À température ambiante, la dioptase est paramagnétique ; au-dessous de 50 K, elle devient antiferromagnétique[6].

Gîtes et gisements[modifier | modifier le code]

Gîtologie et minéraux associés[modifier | modifier le code]

La dioptase est un minéral plutôt rare que l'on trouve dans les zones d'oxydation des gisements cuprifères.

Elle est trouvée associée aux minéraux suivants : calcite, cérusite, chrysocolle, fluorite, fornacite, hémimorphite, malachite, mimetite, planchéite, quartz, wulfénite.

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

En France

Dans le monde

Exploitation des gisements[modifier | modifier le code]

Sa dureté, de 5 sur l'échelle de Mohs, est la même que celle de l'émail dentaire. Malgré son éclat, elle est donc trop tendre et présente un clivage trop facile pour être aisément montée en joaillerie. On trouve cependant quelques bijoux portant de petites dioptases taillées comme des émeraudes. L’ambigüité avec l'émeraude est souvent entretenue pour des raisons frauduleuses. Elle est surtout très appréciée des collectionneurs pour sa couleur.

Galerie[modifier | modifier le code]

Galerie Tsumeb[modifier | modifier le code]

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Galerie Renéville[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. « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
  4. ICSD No. 20 199 ; (en) N.V. Belov, B.A. Maksimov, Yu.Z. Nozik et L.A. Muradyan, « Refining the crystal structure of dioptase Cu6(Si6O18)·(H2O)6 by X-Ray and neutron-diffraction methods », Doklady Akademii Nauk, vol. 239,‎ 1978, p. 842-845
  5. (en) K.-H. Breuer et W. Eysel, « Structural and chemical varieties of dioptase, Cu6[Si6O18]·6H2O », Zeitschrift für Kristallographie, vol. 184, no 1-2,‎ 1988, p. 1-11 (DOI 10.1524/zkri.1988.184.1-2.1)
  6. (en) M. Wintenberger, G. André et M.F. Gardette, « Magnetic properties of green dioptase CuSiO3H2O and of black dioptase CuSiO3, and magnetic structure of black dioptase », Solid State Communications, vol. 87, no 4,‎ 1993, p. 309-312 (DOI 10.1016/0038-1098(93)90649-8)
  7. A. Caubel, « Minéralogie du gisement d'uranium de Rabejac (Hérault) », Le Règne Minéral, no 13,‎ 1997, p. 5-18
  8. (en) The Mineralogical Record, vol. 23, p. 495
  9. (en) Charles Palache, Harry Berman et Clifford Frondel, The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837-1892 : Halides, Nitrates, Borates, Carbonates, Sulfates, Phosphates, Arsenates, Tungstates, Molybdates, Etc., vol. II, John Wiley and Sons, Inc.,‎ 1951, 1124 p., p. 652
  10. (en) The Mineralogical Record, vol. 10, p. 180 ; The Mineralogical Record, vol. 16, p. 303
  11. (en) Mineral. Rec. 19:117, 19:337, 8:Tsumeb 23/49/71, 7:133

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