Fayalite

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Fayalite
Catégorie IX : silicates[1]
Fayalite - Coso Hot Springs, Californie, États-Unis - (XX 1 mm)

Fayalite - Coso Hot Springs, Californie, États-Unis - (XX 1 mm)
Général
Classe de Strunz 9.AC.05
Formule brute Fe2O4SiFe2SiO4
Identification
Masse formulaire[2] 203,773 ± 0,006 uma
Fe 54,81 %, O 31,41 %, Si 13,78 %,
Couleur verte, jaune, brune, noire
Classe cristalline et groupe d'espace dipyramidale; Pbnm
Système cristallin orthorhombique
Réseau de Bravais primitif P
Macle possible
Clivage peu net à 010
Cassure conchoïdale
Échelle de Mohs 6,5 - 7
Trait blanc
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction α=1,731-1,824 β=1,760-1,864 γ=1,773-1,875
Pléochroïsme faible : vert pomme / jaune foncé / vert clair
Biréfringence Δ=0,042-0,051 ; biaxe négatif
Dispersion 2vz ~ 0,015
Fluorescence ultraviolet nulle
Transparence transparente à translucide
Propriétés chimiques
Densité 4,39
Température de fusion 1208 °C
Fusibilité fond et donne une boulette magnétique
Solubilité soluble dans HNO3
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La fayalite, est une espèce minérale du groupe des silicates et du sous-groupe des nésosilicates constituée de dioxyde de silicium (SiO2) et de fer. Elle possède ainsi la formule chimique Fe2SiO4 avec des traces ou impuretés en manganèse (Mn). Relativement rare dans la nature elle est très fréquente dans les scories de l'industrie du fer. La fayalite est ainsi le pôle pur ferreux de l'olivine (le pôle pur magnésien étant la forstérite).

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

Décrite en 1840 par Christian Gmelin[3], son nom vient de l’île Fayal dans les Açores, où elle fut découverte[4].

Topotype[modifier | modifier le code]

Ile Fayal dans les Açores au Portugal.

Propriétés physiques[modifier | modifier le code]

Très dure, de densité de 6,5 – 7 selon l’échelle de Mohs, la fayalite se forme à des températures en dessous de 350 °C, température plus basse que la forstérite. Elle nécessite également un fort ratio eau/minéral et une pression élevée correspondant à un fort ratio H2/H2O.

Cristallographie[modifier | modifier le code]

  • Paramètres de la maille conventionnelle : a = 4.76, b = 10.2, c = 5.98, Z = 4; V = 290.34
  • Densité calculée= 4.66

Cristallochimie[modifier | modifier le code]

Elle forme une série avec la forstérite d'un part et la tephroite d'autre part. Elle fait partie du groupe de l'olivine.

Groupe de l’olivine[modifier | modifier le code]

Les membres de ce groupe répondent à la formule Me2SiO4 où Me peut être le calcium, le magnésium, le manganèse, le fer, et/ou le nickel.

Gîtologie[modifier | modifier le code]

La fayalite se trouve communément dans les roches basiques et ultrabasiques, donc volcanique et plutonique, un peu moins dans les roches plutoniques felsiques et très rarement dans les granites pegmatitiques, dans les lithophyses, les obsidiennes, les roches métamorphiques riches en sédiments métalliques et dans les phylosilicates. La fayalite coexiste habituellement avec de la troïlite, kamacite, magnétite, chromite, Ca-Fe pyroxène, les roches carbonatées impures. La fayalite avec le quartz est stable à faibles pressions, alors que l’olivine magnésienne ne l’est pas. La fayalite réagit avec l’oxygène afin de produire de la magnétite et du quartz, ces trois minéraux composant le tampon oxygéné « FMQ ». La réaction est alors utilisée pour calculer la fugacité des enregistrements d’oxygène dans les assemblages des minéraux métamorphiques et les processus des roches ignées.
La fayalite est présente dans certaines météorites.

Minéraux associés[modifier | modifier le code]

La fayalite est souvent associée à : l’augite, le plagioclase, le microcline, le quartz, l’apatite, la magnétite, l’ilménite, aux spinelles, l'hedenbergite, l’arfvedsonite, et l’amphibole.

Synonymie[modifier | modifier le code]

  • Iron-Chrysolite
  • péridot ferrugineux (Fellenberg 1840)[5]

Variété[modifier | modifier le code]

  • Hortonolite , variété de la série fayalite-forstérite qui peut aussi être considérée comme une variété de fayalite riche en Mg. Décrite par G.J.Brush en 1869[6].
  • Knébélite, Terme intermédiaire de la série fayaite-tephroite, elle peut être considérée comme une fayalite riche en Mn. Décrite par J.W. Dobereiner en 1817 le mot dérive du patronyyme du découvreur le major Knebel[7],[8].

Gisements remarquables[modifier | modifier le code]

  • Allemagne
Nickenicher Sattel (Eicher Sattel), Eich, Andernach, Eifel, Rhin-Palatinat [9]
  • Canada
Blue Bell mine, Riondel, Colombie-Britannique
  • États-Unis
St. Peters Dome area, near Pikes Peak,
El Paso Co., Colorado; at Obsidian Cli®,
Coso Hot Springs, parc national de Yellowstone, Wyoming
Inyo Co., California; at Rockport,
Essex Co., Massachusetts;
from Monroe, Orange Co., New York;
in the Iron Hill mine, Cumberland,
Rhode Island, Comté de Providence
  • France
Charbonnier, Landos, Pradelles, Haute-Loire, Auvergne
Rascas - Valpayette Mines, Les Mayons, Var
Évisa, Corse-du-Sud, Corse

Critères de reconnaissance[modifier | modifier le code]

Quand elle fond, elle donne une boulette magnétique et elle est soluble dans le HNO3.

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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. Gmelin, C.G. (1840): Chemische Untersuchung des Fayalites, Annalen der Chemie und Physik, Vol. 127 (2/051), pp. 160
  4. MINER Database von Jacques Lapaire - Minéraux et étymologie
  5. von Fellenberg, R.L. (1840): Analyse des Eisenperidots, eines neuen vulkanischen Minerals von den Azoren, Annalen der Physik und Chemie, Vol. 127 (2/051), pp. 261
  6. G.J. Brush (1869): Am. Journal of Science, 48, 17-23.
  7. J.W. Dobereiner (1817): Jour. Ch. Ph., xxi, p. 49
  8. Traité de minéralogie, Volume 4 Par Armand Dufrénoy p.337 1859
  9. Hentschel, G., Zur Morphologie der Eifel-Olivine, Der Aufschluss, 391-396, 1983

- Dana, E.S. (1892) Dana's system of mineralogy, (6th edition), 456{457, 451{456 [chrysolite]. - Deer, W.A., R.A. Howie, and J. Zussman (1982) Rock-forming minerals, (2nd edition), v. 1A, orthosilicates, 3{336. - smyth, J.R. (1975) High temperature crystal chemistry of fayalite. Amer. Mineral., 60, 1092{1097. - Rock Forming Mineral, London,2ND,V.1A,2(1982) - NAME( Ford32) PHYS. PROP.(Enc. of Minerals,2nd ed.,1990) OPTIC PROP.(Heinrich65) O'Neill, H.St.C. (1987): The quartz-fayalite-magnetite equilibria and free energies of formation of fayalite (Fe2SiO4) and magnetite (Fe3O4). American Mineralogist: 72: 67-75. Mineralogical Magazine (1998): 62: 607. - Deer, W. A., Howie, R. A., and Zussman, J. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (2nd ed.). Harlow: Longman ISBN 0-582-30094-0 - Hartung, G. (1860): Die Azoren in ihrer äußeren Erscheinung und nach ihrer geognostischen Natur, Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann Handbook of Mineralogy (Anthony et al.), 2 (1995), 234 Zolotov, Mikhail Yu.; Mironenko, Mikhail V.; Shock, Everett L., Meteoritics & Planetary Science, Volume 41, Issue 11, Pages 1695-1835 (November 2006) , pp. 1775–1796(22)