Rutile

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Rutile
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1]
Rutile sur Chlorite - Carrière de Trimouns, Ariège, France

Rutile sur Chlorite - Carrière de Trimouns, Ariège, France
Général
Numéro CAS 1317-80-2
Classe de Strunz
Classe de Dana
Formule brute O2TiTiO2
Identification
Masse formulaire[2] 79,866 ± 0,002 uma
O 40,07 %, Ti 59,93 %,
Couleur Noir, Rouge sombre, Jaune vif
Classe cristalline et groupe d'espace ditétragonale dipyramidale ; 4/mmm
Système cristallin tétragonal
Réseau de Bravais Primitif P
Macle sur {101} (macle en genou), sur {321} (macle en cœur)
Clivage bon sur {110}, peu net sur{100}
Cassure Irrégulière, conchoïdale
Habitus octaédrique
Échelle de Mohs 6 - 6,5
Trait brun jaune ; rouge ; gris verdâtre ; jaune ; brun clair
Éclat adamantin, brillant, submétallique, gras
Propriétés optiques
Indice de réfraction nω = 2,605 - 2,613 nε = 2,899 - 2,901
Biréfringence Uniaxial (+) ; 0,2870-0,2940.
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence Transparent à translucide, ou opaque
Propriétés chimiques
Densité 4,2 - 4,3
Température de fusion 1843 °C
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le rutile est une espèce minérale composée de dioxyde de titane de formule TiO2 avec des traces de fer (près de 10 % parfois), tantale, niobium, chrome, vanadium et étain. Il est trimorphe avec la brookite et l'anatase. Il est la forme la plus stable de dioxyde de titane et est produit à haute température, la brookite se formant à des températures plus basses et l'anatase formée à des températures encore plus basses.

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

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

Décrit par Abraham Gottlob Werner en 1803. Le rutile dérive son nom du latin rutilus, rouge, en référence à sa couleur rouge profond observée dans quelques spécimens par lumière transmise.

Topotype[modifier | modifier le code]

Synonymie[modifier | modifier le code]

Il existe pour ce minéral de nombreux synonymes[3] :

Caractéristiques physico-chimiques[modifier | modifier le code]

Critères de détermination[modifier | modifier le code]

  • Habitus
En cristaux rouge sombre à opaque pouvant atteindre 25 cm provenant des roches fortement métamorphiques[11].
En groupes de cristaux aciculaires en inclusion dans le quartz (les « flèches d'amour » venant des Grisons, Suisse ou « cheveux de Vénus »). Agrégats aciculaires rayonnants en 6 faisceaux à partir d’un noyau d’hématite.
Cristaux microscopiques orientés dans des pierres précieuses expliquant la présence d'étoile dans les saphirs « étoilés », les rubis « étoilés » et autres pierres « étoilées », un phénomène optique connu sous le nom d'astérisme, qui est retrouvé également dans d'autre minéraux comme la biotite ou les feldspaths

Variétés[modifier | modifier le code]

  • Ilménorutile : variété de rutile riche en niobium de formule Fex(Nb,Ta)·4Ti1-xO2. Décrite initialement dans les monts Ilmen, Chelyabinsk Oblast', Urals Russie, qui ont inspiré le nom.
    Occurrences :
    • Canada
      • Francon quarry, Montréal, Québec[12]
    • France
      • Col d’Urdach, Aramits, Pyrénées-Atlantiques, Aquitaine[13]
      • Gwernavalou, Trémargat, Plounévez-Quintin, Côtes-d'Armor[14]
  • Isérite (Janovsky) (synonyme : isérine[15]) : variété douteuse riche en fer en passe d'être déclassée[16].
  • Nigrine : variété de rutile riche en fer dénommée pour sa couleur très sombre ; le genre est masculin[17]
  • Sagénite (Saussure 1796) : c'est une variété d'habitus qui désigne des formes polymaclées en réseaux. « Ces petits crystaux se croisent ordinairement sous les mêmes angles, de manière à former des réseaux dont les mailles sont des parallèlogrammes; cette singulaire propriété m’a paru propre à déterminer le nom de la pierre; je l’ai nommée Sagenite, du mot grec & latin sagena, qui signifie un filet[18]. »
  • Strüverite (Zambonini 1907) : variété de rutile de formule (Ti,Ta,Fe)O2 dédiée au minéralogiste Italien Giovanni Strüver (1842-1915), professeur à l'université de Rome[19]. Présente en France dans la mine du Cap Garonne, Le Pradet, Var, Provence-Alpes-Côte d'Azur.

Cristallochimie[modifier | modifier le code]

Le rutile sert de chef de file à un groupe : le groupe du rutile, qui rassemble des espèces dont la formule générique est M4+O2. Toutes cristallisent dans le système tétragonal, de classe ditétragonale dipyramidale et de groupe d'espace P42/mnm. Toutes présentent un habitus similaire allongé sur {001} et strié, avec des macles sur {101} et {301}.

Groupe du rutile
Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace
Argutite GeO2 4/mmm P42/mnm
Cassitérite SnO2 4/mmm P42/mnm
Ilménorutile (Ti,Nb,Fe)O2 4/mmm P42/mnm
Strüverite (Ti,Ta,Fe)O2 4/mmm P42/mnm
Paratelurite TeO2 4/mmm P42/mnm
Pyrolusite MnO2 4/mmm P42/mnm
Plattnérite PbO2 4/mmm P42/mnm
Rutile TiO2 4/mmm P42/mnm
Stishovite SiO2 4/mmm P42/mnm

Cristallographie[modifier | modifier le code]

Structure cristalline du rutile. Gris : titane, rouge : oxygène.

Il s'agit d'un minéral quadratique (ou tétragonal), cristallisant dans le groupe d'espace P42/mnm (no 136) avec Z = 2. Sa notation Strukturbericht est C4. Les paramètres de la maille conventionnelle sont a = 4,5933 Å et c = 2,9592 Å (V = 62,43 Å3)[20],[21].

Le rutile a une densité théorique de 4,250 g⋅cm-3 mais la densité généralement mesurée est de 4,230 g⋅cm-3.

Les cations Ti4+ sont entourés par 6 anions O2– en coordination octaédrique allongée. Les anions O2– sont en coordination triangulaire de Ti4+. La longueur de liaison Ti-O moyenne est de 1,955 Å.

Les octaèdres TiO6 sont reliés entre eux par leurs arêtes et forment des chaînes le long de la direction [0\,0\,1] ; ces chaînes sont reliés entre elles par les sommets des octaèdres dans les directions [1\,1\,0] et [1\,1\,0].

Le rutile peut présenter plusieurs types de macles :

  • fréquentes sur {101} (macle en genou), souvent multiples, cycliques (huit sous-individus forment un anneau) ;
  • macles sur {321} (macle en cœur) ;
  • réseau en sagénite, combinaison, répétée dans l’espace, des deux lois de macle précédentes.

Gîtes et gisements[modifier | modifier le code]

Gîtologie et minéraux associés[modifier | modifier le code]

Gîtologie
Minéraux associés

Adulaire, albite, anatase, apatite, brookite, calcite, chlorite, hématite, ilménite, pyrophyllite, quartz, titanite.

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

  • Canada
Kimmirut (Lake Harbour), île de Baffin, Territoire du Nunavut
Carrière de Trimouns, Luzenac, Ariège, Midi-Pyrénées[22]

Croissance des minéraux[modifier | modifier le code]

Synthèse[modifier | modifier le code]

Le rutile synthétique fut produit pour la première fois en 1948 et est vendu sous plusieurs noms (lustérite, titaniaetc.). Il réfracte fortement la lumière. Il peut être fabriqué dans une diversité de couleurs, mais pas dans un blanc transparent pur, étant toujours légèrement jaune. En raison de son apparence bizarre il est rarement utilisé en bijouterie. Il n'est pas très dur, à peu près 6 sur l'échelle de Mohs. Le substitut du diamant presque sans couleur est vendu sous le nom Titania.

Galerie[modifier | modifier le code]

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Utilité[modifier | modifier le code]

  • Minerai de titane.
  • Les pierres gemmes peuvent être taillées.

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. André Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart, Pierre Jean François Turpin et Frédéric Georges Cuvier, Dictionnaire des sciences naturelles,‎ 1817, p. 173.
  5. André Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart, Pierre Jean François Turpin et Frédéric Georges Cuvier, Dictionnaire des sciences naturelles,‎ 1818, p. 425.
  6. Igelström, Geol. För. Förh, vol. 18, 1896, p. 231.
  7. (en) William Earl Hidden, « On edisonite, a fourth form of titanic acid », American Journal of Science, 3e série, vol. 36,‎ octobre 1888, p. 272-274 (DOI 10.2475/ajs.s3-36.214.272).
  8. (en) Max Hutchinson Hey, An index of mineral species and varieties arranged chemically, with an alphabetical index of accepted mineral names and synonyms, Trustees of the British Museum,‎ 1955 (1re éd. 1950), xx+609 p. (présentation en ligne), p. 44.
  9. (en) Walter Rogers Johnson et John M. Moffat, The scientific class-book; or, a familiar introduction to the principles of physical science , vol. 2, 1836, p. 267 (texte intégral).
  10. René Just Haüy, Traité de minéralogie, vol. 4, Bachelier et Huzard,‎ 1822, 2e éd. (lire en ligne), p. 333.
  11. (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.
  12. (en) Peter Tarassoff, László Horváth et Elsa Pfenninger-Horváth, « Famous mineral localities: The Francon Quarry, Montreal, Quebec, Canada », Mineralogical Record, vol. 37, no 1,‎ 2006, p. 5-60.
  13. (en) Pierre Monchoux, François Fontan, Philippe De Parseval, Robert F. Martin et Ru Cheng Wang, « Igneous albitite dikes in orogenic lherzolithes, Western Pyrénées, France: A possible source for corundum and alkali feldspar xenocrysts in basaltic terranes. I. Mineralogical Associations », The Canadian Mineralogist, vol. 44, no 4,‎ 2006, p. 817-842 (DOI 10.2113/gscanmin.44.4.817).
  14. C. Germain et A. Guillou, « Nouvelles découvertes minéralogiques dans les druses du granite de la carrière de Gwernavalou (Côtes d'Armor) », Le Cahier des Micromonteurs, no 3,‎ 1988, p. 3-7.
  15. Charles Félix Blondeau, Anselme Gaëtan Demarest et Jean Sébastian Eugène Julia de Fontenelle, Manuel de minéralogie ou traité élémentaire de cette science d'après l'état actuel de nos connaissances,‎ 1831 (lire en ligne), p. 147.
  16. Magdeleine Moureau et Gerald Brace, Dictionnaire des sciences de la terre : anglais-français, français-anglais,‎ 2000, p. 823.
  17. André Brochant de Villiers, Traité élémentaire de minéralogie, vol. 2,‎ 1808, 2e éd. (lire en ligne), p. 474.
  18. Horace-Bénédict de Saussure, Voyages dans les Alpes, précédés d'un essai sur l'histoire naturelle des environs de Genève, Samuel Fauche,‎ 1779-1796 (lire en ligne).
  19. (it) Zambonini, Acc. Napoli, Rend., vol. 8, no 3, 1907, p. 35.
  20. Base de données PDF (powder diffraction file) de l’ICDD (International Center for Diffraction Data), fiche 00-021-1276.
  21. National Bureau of Standards (U.S.) Monogr. 25, vol. 7, 1969, p. 83.
  22. D. Descouens et P. Gatel, « Le Gisement de Talc de Trimouns », Monde & Minéraux, no 78,‎ avril 1987.

Annexes[modifier | modifier le code]

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Bibliographie[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]