Dioptase
| Dioptase Catégorie IX : silicates[1] |
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| Classe de Strunz | 9.CJ.30 |
| Formule brute | CuSiO3·H2O |
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| 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 |
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| 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 |
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| Densité | 3,28 - 3,35 |
| Fusibilité | ne fond pas mais noircit |
| Solubilité | soluble dans HCl et HNO3 |
| Comportement chimique | colore la flamme en vert |
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| Magnétisme | aucun |
| Radioactivité | aucune |
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La dioptase est une espèce minérale, du groupe des silicates, sous-groupe des cyclosilicates. Sa formule chimique est CuSiO3·H2O.
Sommaire |
Historique de la description et appellations [modifier]
Inventeur et étymologie [modifier]
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]
Le topotype se trouve à Altyn-Tube, dans les steppes de Kirghese (Kazakhstan).
Synonymes [modifier]
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]
Critères de détermination [modifier]
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]
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) :
= 14,57 Å, 
= 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.
-
Structure de la dioptase, projetée sur le plan (a, c). Rouge : Cu, jaune : Si, bleu : O, gris : H.
Propriétés physiques [modifier]
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]
Gîtologie et minéraux associés [modifier]
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]
En France
Dans le monde
- Dépôts d’Altyn-Tube, steppes de Kirghiz, Qaraghandy Oblysy (Karaganda Oblast), Kazakhstan[8]
- Renéville, Djoué, région de Brazzaville, République du Congo[9],[10]
- Mine de Tsumeb (Tsumcorp Mine), Tsumeb, Région d'Otjikoto (Oshikoto), Namibie[11]
Exploitation des gisements [modifier]
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]
Galerie Tsumeb [modifier]
-
Dioptase sur chrysocolle - Tsumeb, Namibie (xx1cm) -
Dioptase avec calcite et minrecordite - Tsumeb, Namibie (5,5×4cm)
Galerie Renéville [modifier]
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Dioptase - Renéville, République du Congo (4,3×4,3cm) -
Dioptase - Renéville, République du Congo (13×12cm)
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
- « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
- 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
- (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 [lien DOI]
- (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 [lien DOI]
- A. Caubel, « Minéralogie du gisement d'uranium de Rabejac (Hérault) », Le Règne Minéral, no 13, 1997, p. 5-18
- (en) The Mineralogical Record, vol. 23, p. 495
- (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
- (en) The Mineralogical Record, vol. 10, p. 180 ; The Mineralogical Record, vol. 16, p. 303
- (en) Mineral. Rec. 19:117, 19:337, 8:Tsumeb 23/49/71, 7:133
