Téphroïte

	Téphroïte; Catégorie IX : silicates
	; Rangée de cristaux millimétriques de téphroïte brunâtre, détail grossi d'un échantillon centimétrique de la mine de Wessel, Hotazel, Champs manganésifères du Kalahari, Province sud-africaine du Northern Cape Province
Général
Classe de Strunz	9.AC.05
Classe de Dana	51.03.01.04
Formule chimique	Mn2SiO4
Identification
Masse formulaire	201,9592 ± 0,0015 uma; Mn 54,41 %, O 31,69 %, Si 13,91 %, ;
Couleur	grisée, vert olive, brune, brun sombre, grise, noire, rouge chair, bleu-verte, etc., verte pâle en faible section, parfois transparente et incolore
Système cristallin	orthorhombique
Réseau de Bravais	a = 4,88-4,90 Å ; b = 10,59-10,62 Å ; c = 6,22-6,25 Å ; Z = 4 ; V = 323,09 Å3 ; densité calculée avoisinant 4,15
Classe cristalline et groupe d'espace	dipyramidale ; groupe ponctuel mmm (2/m 2/m 2/m); groupe d'espace P nma
Macle	peu commune sur {011}
Clivage	distinct sur {010}, parfois indistinct, et imparfait {001}
Cassure	conchoïdale (gris pâle), irrégulière
Habitus	cristaux en prismes hexagonaux aplatis et striés sur la longueur, peu fréquents ; courts cristaux prismatiques similaire à l'olivine ; en général microgranules dispersés dans une matrice, parfois atteignant 4 cm de long ; petits grains et nodules, amassés en structures parfois massives, toujours insérés dans les roches (granites, basaltes, etc.)
Échelle de Mohs	6 (parfois 6,5)
Trait	blanc
Éclat	vitreux à gras, gris pâle
Propriétés optiques
Indice de réfraction	par exemple nα = 1,759 ; nβ = 1,797 ; nγ = 1,860
Biréfringence	δ = 0,101 ; biaxial négatif
Pléochroïsme	faible : brun rouge sur x / rougeâtre su y / vert bleu sur z
Pouvoir rotatoire	mesuré 60° à 70°, calculé 78°
Dispersion optique	ρ > ν
Fluorescence ultraviolet	nulle
Transparence	transparente à translucide
Propriétés chimiques
Densité	3,72 à 4,33 (3,87 - 4,12)
Solubilité	soluble dans HNO3
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
	Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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La téphroïte est un minéral caractéristique du groupe de l'olivine, c'est-à-dire un nésosilicate correspondant au corps composé chimique dénommé le silicate de manganèse de formule Mn₂Si O₄. L'olivine est, ici au sens commun, un terme générique qui désigne principalement les solutions solides de silicates de fer et de magnésium, représentées respectivement par leurs membres finaux en principe quasi-purs, fayalite Fe₂SiO₄ et forstérite Mg₂SiO₄^[3]. Mais il existe aussi des olivines calcifères, manganésifères ou nickelées, comme la kirschsteinite CaFeSiO₄, la téphroïte et la rare liebenbergite (Ni,Mg)₂SiO₄. Les cations interchangeables dans la même structure cristalline orthorhombique dénommée olivine, à savoir Fe²⁺, Mg²⁺, Ni²⁺, Mn²⁺, etc., sont nécessairement divalents. Il apparaît que la téphroïte, par ailleurs assez commune, est le terme ultime de la série manganésifère développée, le plus souvent, à partir de la fayalite.

Historique, géotype, dénominations

Ce minéral a d'abord été décrit dans la mine de la colline Sterling (Sterling Hill), à Ogdensburg dans le secteur minier de Franklin et Sparta, comté Sussex dans l'état du New Jersey, aux États-Unis^[4].

Le nom donné par le minéralogiste August Breiphaupt en 1823 provient du grec tephros, « gris de cendre, cendreux par sa couleur »^[5]. La couleur peut aussi être en réalité vert-olive, vert-bleu, rose ou brune, brun-rouge ou rougeâtre, noir à gris noir, vert pomme, vert foncé, rougeâtre parfois jusqu'à rouge magenta. D'autres noms communs pour la téphroïte peuvent être l'olivine manganésiée, olivine manganèse ou olivine manganésifère, dans la mesure où il est distingué différentes olivines, ou plus communément le péridot manganésifère ou péridot (à) manganèse.

Notez que le péridot, variété très populaire d'olivine, est essentiellement magnésienne, en moyenne à 90 % en masse. L'olivine est très commune dans les magmas et dans la croûte terrestre. Péridots et olivines sont ainsi synonymes pour les minéralogistes, lorsqu'ils dénomment le groupe auquel appartient la téphroïte.

Cristallographie et cristallochimie

La structure cristallographique caractéristique du groupe de l'olivine est orthorhombique. Il s'agit d'un empilement hexagonale compacte d'anions oxygène O^2- distendu par la présence de cations silicium Si⁴⁺ en sites tétraédriques, environnés par les cations divalents Fe²⁺, Mg²⁺, Ni²⁺, Mn²⁺ en sites octaédriques.

Les différents membres du groupe de l'olivine correspondent la formule Me₂SiO₄ où Me cation bivalent peut être, entièrement ou tout à la fois, le calcium, le magnésium, le manganèse, le fer, et/ou le nickel. Ainsi la fayalite et sa variété la roepperite, la forstérite, la glaucochroïte, la kirschsteinite, la laihunite, la liebenbergite, la monticellite, l'olivine, la calcio-olivine, etc.

Dans la classification de Dana, le groupe 51.03.01 dit de l'olivine comprend six minéraux présentés ici par ordre avec couple (groupe d'espace et groupe de symétrie) :

le minéral olivine (Mg,Fe)₂SiO₄ (Pbnm, 2/m 2/m 2/m),
la fayalite Fe₂SiO₄ (Pbnm, 2/m 2/m 2/m),
la forstérite Mg₂SiO₄ (Pbnm, 2/m 2/m 2/m),
la liebenbergite (Ni,Mg)₂SiO₄ (Pbnm, 2/m 2/m 2/m),
la téphroïte Mn₂SiO₄ (P nma, 2/m 2/m 2/m),
la laihunite FeFe₂(SiO₄)₂ (P 21/b, 2/m).

La classification de Strunz propose une catégorie de nésosilicates avec anions additionnels 09.AC.05 comprenant la forstérite Mg₂SiO₄, la glaucochroïte CaMnSiO₄ (Pbnm, 2/m 2/m 2/m), la fayalite, l'olivine, la kirschsteinite CaFeSiO₄ (Pbmn, 2/m 2/m 2/m), la laihunite, la liebenbergite et la téphroïte.

Propriétés physiques et chimiques

La téphroïte translucide à transparente, d'éclat vitreux à gras a une dureté de 6 et un poids spécifique d'environ 4,1 (entre 3,7 à 4,4). Il s'agit d'un minéral non métallique lourd et relativement dur.

Analyse et détermination

Les impuretés les plus communes de la téphroïte sont le Fe, le Zn, le Ca, le Mg, etc.

L'analyse de Rammelsberg donne en pourcentage massique^[6] :

SiO₂ environ 28,5 % ;
MnO environ 68,5 % ;
FeO environ 3 %.

La confusion à l'œil est toujours possible possible avec le chrysolite, ou certains péridots ou olivines.

Gîtologie

Ce minéral du groupe des péridots est présent dans les roches éruptives comme le basalte, les roches mafiques et ultramafiques. Il se forme avec les dépôts de minerais de fer, de manganèse, et des skarns associés. Il est le produit du métamorphisme massif ou de contact modifiant sédiments ou roches riches en manganèse.

Il existe des sites à altérations hydrothermales.

Associations minérales : zincite, willemite, franklinite, rhodonite, jacobsite, diopside, gagéite, bustamite, manganocalcite, glaucochroïte, calcite, banalsite et alleghanyite^[7], éricssonite, orthoéricssonite, johnbaumite, etc.

Gisements remarquables

Il existe des gisements conséquents en Cornouailles et au Devon en Angleterre ou dans la mine Benallt, près de Rhiw au pays de Galles en Grande-Bretagne, dans le Värmland avec la mines de Langban et de Jacobsberg en Suède, mais aussi au Madagascar, au Japon, aux États-Unis, au Kazakhstan, au Japon, etc.

Ce minéral est attesté en particulier à Adervielle, département des Hautes-Pyrénées, ainsi qu'en Haute-Maurienne en France.

Afrique du Sud

Mines Wessels, près de Kuruman, Province du Cap

Le même échantillon présenté ci-dessus en détail de la mine de Wessel, Hotazel, Champs manganésifères du Kalahari

Allemagne

Carrières Pumice, Wingertsberg, Niedermendig, à 1 km au nord de Mendig, Complexe vocanique du lac Laach, Eifel, Rhénanie-Palatinat,

Antarctique

Péninsule de Clark, Terre de Wilkes

Australie

Broken Hills ou Tamworth, Nouvelle-Galles du Sud

Autriche
Brésil

Buritirama, district de Piaui

Canada
Chine
Ègypte
États-Unis

Bald Knob, près de Sparta, comté Alleghany, Caroline du Nord

District minier de Sunny side, comté de San Juan, Colorado

Secteur minier de Franklin et d'Ogdensburg, comté Sussex, état du New Jersey

Espagne
Finlande
France

Bonneval-sur-Arc, vallée de la Haute-Maurienne, Isère

Adervielle, Hautes-Pyrénées

Grande-Bretagne

mine Benallt, près de Rhiw, Péninsule de Lleyn, Gwennyd, Pays-de-Galles

carrière de Meldon, Okehampton, Devonshire

mine treburnum, Altarnum, Cornouailles

Inde
Italie

Val Malenco, Lombardie

Japon

Mine Kazo, préfecture Totigi et mine Noda-Tomagawa, préfecture Iwate

Kazakhstan
Kirghizhtan
Madagascar
Namibie
Norvège
Pérou
Roumanie
Royaume-Uni
Russie
Slovaquie
Suisse
Suède

mine Jakobsberg, champ aurifère du Nordmark, Långban, Värmland

mines Harstigen, près de Persberg, commune de Filipstad, Värmland

mines Sjö, Grythyttan, Örebro

Tchéquie
Turquie

Usage

Il s'agit d'un minéral de collection. Les joailliers taillent les plus belles pierres en cabochon.

Références

↑ 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.
↑ L'olivine définit également un corps minéral précis de formule approchée (Mg,Fe)₂SiO₄.
↑ http://www.mindat.org/min-3913.html Mindat.org
↑ http://webmineral.com/data/Tephroite.shtml Webmineral data
↑ Rammelsberg, C.F., Analysis of tephroite: Handbuch der Mineral-Chemie, 1843, 1^re éd., 1^er suppl., p. 80 (aussi dans Poggendorff's Annalen, 1844), Band 62, p. 137)
↑ http://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/tephroite.pdf Handbook of Mineralogy

Bibliographie

Francis C.A., Ribbe P.H., The forsterite-tephroite series: I. Crystal structure refinements, Te 91, olivine in American Mineralogist, 65, 1980, p. 1263-1269.
Henri-Jean Schubnel, avec Jean-François Poullen, Jacques Skrok, Larousse des Minéraux, sous la coordination de Gérard Germain, Éditions Larousse, Paris, 1981, 364 p. (ISBN 2-03-518201-8). Entrée téphroïte p. 320.

Voir aussi

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Téphroïte, sur Wikimedia Commons
tephroite, sur le Wiktionnaire

Articles connexes

Liens externes

(en) Téphroite avec localisation géographique exhaustive sur Mindat.
(en) Téphroite sur Webmineral.

[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] L'olivine définit également un corps minéral précis de formule approchée (Mg,Fe)₂SiO₄.

[Mindat-4] ttp://www.mindat.org/min-3913.html Mindat.org

[Webmin-5] ttp://webmineral.com/data/Tephroite.shtml Webmineral data

[6] Rammelsberg, C.F., Analysis of tephroite: Handbuch der Mineral-Chemie, 1843, 1^re éd., 1^er suppl., p. 80 (aussi dans Poggendorff's Annalen, 1844), Band 62, p. 137)

[Handbook-7] ttp://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/tephroite.pdf Handbook of Mineralogy

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[7]

v · m Minéraux du manganèse
Borates	Sussexite Tusionite
Carbonate	Ankérite Kutnohorite Rhodochrosite
Oxydes simples	Hausmannite Manganite Manganosite Nsutite Pyrolusite
Oxydes mélangés	Birnessite Bixbyite Ferrocolumbite Ferrotantalite Galaxite Jacobsite Manganotantalite Psilomélane Romanèchite Tantalite Todorokite Terre d'ombre
Phosphates	Childrénite Graftonite Lithiophilite Natrophilite Purpurite Triplite Triploidite Zanazziite
Silicates	Babingtonite Bixbite Braunite Brownleeite Caldérite Chloritoïde Eudialyte Glaucochroïte Jeffersonite Knebelite Ottrélite Piémontite Pyroxferroïte Rhodonite Spessartine Sugilite Téphroïte Zakharovite Zircophyllite
Sulfures	Alabandite Hauérite Rambergite
Autres	Axinite (borosilicate) Geigérite (arséniate) Nodule polymétallique (variable) Samsonite (Sulfosel) Zincobotryogen (sulfate) Wolframite (tungstate) Hübnérite (tungstate)