Gibbsite

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Gibbsite[1]
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[2]
Gibbsite - Chine

Gibbsite - Chine
Général
Numéro CAS 14762-49-3
Classe de Strunz
Classe de Dana
Formule brute H3AlO3Al(OH)3
Identification
Masse formulaire[3] 78,0036 ± 0,0011 uma
H 3,88 %, Al 34,59 %, O 61,53 %,
Couleur blanc; gris blanc; grisâtre; verdâtre; blanc verdâtre; rougeâtre; blanc crème
Classe cristalline et groupe d'espace monoclinique-prismatique 2/m\
Système cristallin monoclinique
Réseau de Bravais primitif P
Macle Commun sur {001}
Clivage parfait sur {001}
Cassure écailleuse
Habitus massif; stalactitique; terreux; concrétionnaire; croute; fibreux; écaille; radie; sphéroïdal; enduit; compact.
Faciès Tabulaire, pseudohexagonal.
Échelle de Mohs de 2,50 à 3,00
Trait blanc
Éclat vitreux; nacré
Propriétés optiques
Indice de réfraction α=1,568-1,570 β=1,568-1,570 γ=1,586-1,587
Biréfringence Δ=0,018 ; biaxe négatif
Fluorescence ultraviolet Luminescent, fluorescent
Transparence translucide - transparent
Propriétés chimiques
Densité 2,420
Solubilité insoluble dans l'eau
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La gibbsite, est une espèce minérale de formule chimique Al(OH)3 avec des traces de: Fe;Ga. C'est un important minerai d'aluminium et l'un des trois composés minéraux qui constituent la bauxite avec la boehmite (AlO(OH)) et le diaspore (HAlO2). Les rares cristaux pseudohexagonaux peuvent atteindre 3 cm[4].

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

Initialement décrite par Dewey en 1820 sous le nom de wavellite, c'est la description faite par le minéralogiste américain Torrey en 1822 qui fait référence; il l'a dédié à George Gibbs (1776-1833), collectionneur américain de minéraux, dont la collection a été rachetée au cours du XIXe siècle par l'université Yale[5].

Topotype[modifier | modifier le code]

Richmond, Comté de Berkshire, Massachusetts, États-Unis.

Cristallochimie[modifier | modifier le code]

La gibbsite possède trois polymorphes : la bayerite, la doyleite et la nordstrandite. La gibbsite et la bayerite sont monocliniques (groupe d'espace P 2/m), tandis que la doyleite et la nordstrandite sont tricliniques.

Cristallographie[modifier | modifier le code]

Structure moléculaire de la gibbsite

La structure de la gibbsite est analogue à la structure de base des micas. Elle est formée d'empilements de feuillets d'octaèdres d'hydroxyde d'aluminium. Les octaèdres sont constitués d'un ion central aluminium au degré d'oxydation +III lié en coordination octaédrique à six ions hydroxydes de charge formelle -I. Chaque hydroxyde n'est lié qu'à deux ions aluminium et un tiers des octaèdres ne possèdent pas d'ion aluminium en leur centre. Le feuillet qui en résulte est neutre électriquement +3/6 + -1/2 = 0 (charge +III pour les atomes d'aluminium qui se répartissent sur trois liaisons avec les hydroxydes, charge -I pour les hydroxydes liés à deux aluminium). L'absence de charge sur les feuillets fait qu'il n'y a pas d'ions entre eux pour faire office de « glu » et les maintenir liés par des liaisons ioniques. Ils ne sont liés que par des liaisons faibles ce qui fait que la gibbsite est minéral très facilement clivable.

La structure de la gibbsite est proche de celle de la brucite Mg(OH)2. Cependant, les ions magnésium sont dans un état d'oxydation +II, plus faible que celui des ions aluminium dans la gibbsite, et l'électroneutralité des feuillets n'implique plus la présence de sites vacants au centre des octaèdres. La différence de structure et de symétrie entre la gibbsite et la brucite provient de différences dans l'empilement des feuillets.

La couche de type gibbsite constitue également le « plan de base » de la structure du corindon Al2O3. La structure de base est la même, les ions hydroxydes étant remplacés par des oxygènes. L'oxygène portant une charge +II, les feuillets ne remplissent plus la condition d'électroneutralité, ce qui induit la présence d'ions aluminium entre eux comme compensateurs de charge.

Enfin, la gibbsite est intéressante parce qu'elle est souvent rencontrée comme sous-partie de la structure d'autres minéraux. Ainsi les feuillets neutres d'hydroxyde d'aluminium se rencontrent entre des feuillets de silice dans des minéraux argileux comme l'illite, la kaolinite, la montmorillonite. Ils sont identiques aux feuillets rencontrés dans la gibbsite.

Synonymie[modifier | modifier le code]

  • beta-kliachite
  • claussénite[6].
  • gibbsitogelite (Tucan 1913) [7]
  • hydrargyllite (G. Rose 1839) [8]
  • wavellite (Dewey 1820) [9] Il existe bien une espèce minérale à ce nom qui est un phosphate.
  • zirlite (Pichler 1871) [10] Le nom provient du gisement topotype Zirl dans le Tyrol autrichien.

Gîtologie[modifier | modifier le code]

  • En altération des minéraux alumineux, commun dans les sols latéritiques et de la bauxite.
  • Formé à basse température dans les environnements hydrothermaux et métamorphiques.

Minéraux associés[modifier | modifier le code]

boehmite, corindon, diaspore, goethite, kaolinite.

Gisements remarquables[modifier | modifier le code]

  • Autriche
Zirler Klamm, Zirl, Innsbruck, Inntal, Nord Tyrol[11].
  • Canada
Carrière Francon, Montréal, Québec[12].
  • France
Mas Rouge, Les Baux-de-Provence, Bouches-du-Rhône, Provence-Alpes-Côte d'Azur [13].

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Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Zeitschrift für Kristallographie, volume 139, pp. 129(1974)
  2. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Halides, Hydroxides, Oxides, vol. III, Mineral Data Publishing,‎ 1997.
  5. Torrey (1822), New York. Med. Phys. Journal: 1, no. 1: 68.
  6. Société française de minéralogie et de cristallographie, Société minéralogique de France, Société française de minéralogie - 1915 p.10
  7. Tucan (1913), Centralblatt für Mineralogie, Geologie und Paleontologie, Stuttgart: 768.
  8. Rose (1839), Annalen der Physik, Halle, Leipzig: 48: 564
  9. Dewey (1820), American Journal of Science: 2: 249.
  10. Pichler (1871), Jb. Min.: 57.
  11. R. Exel: Die Mineralien und Erzlagerstätten Österreichs (1993)
  12. Mineralogical Record (2006): 37: 5-60.
  13. S. Caillère and Th. Pobeguin : "Quelques Aspects Microscopiques de la Gibbsite dans les Bauxites du Mas Rouge (Région des Baux)", Bull. Soc. Fr. Minéral. Cristallogr., 1967, XC, N°3, 414-416