Hydratation minérale
En chimie minérale, l'hydratation d'un minéral est l'adjonction d'eau à la structure cristalline d'un minéral, créant généralement un nouveau minéral, communément appelé hydrate ou minéral hydraté.
En termes géologiques, le processus d'hydratation des minéraux est connu sous le nom d'altération rétrograde qui accompagne un métamorphisme rétrograde, notamment la métasomatose et demeure souvent une caractéristique de l'altération des roches encaissantes autour des veines de minerais. L'hydratation des minéraux se produit généralement de concert avec une circulation hydrothermale qui peut être provoquée par une activité tectonique ou ignée.
Processus[modifier | modifier le code]
Les minéraux s’hydratent selon deux processus principaux. L'un est la conversion d'un oxyde en un hydroxyde double, comme pour l'hydratation de l'oxyde de calcium (CaO) en hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), l'autre consiste en l'incorporation directe de molécules d'eau dans la structure cristalline du minéral[1]. Ce dernier se manifeste dans l'hydratation des feldspaths en minéraux argileux, du grenat en chlorite ou du disthène en muscovite.
L'hydratation minérale est également observée dans le régolithe et entraîne la conversion des minéraux silicatés en minéraux argileux.
Certaines structures minérales, par exemple la montmorillonite, sont capables de contenir une quantité variable d'eau sans modification significative de la structure minérale.
L'hydratation est le mécanisme par lequel les liants hydrauliques comme le ciment Portland développent leur résistance. Un liant hydraulique est un matériau qui peut prendre et durcir immergé dans l’eau en formant des produits insolubles lors d’une réaction d’hydratation. Le terme d'« hydraulicité » ou d'« activité hydraulique » indique l'affinité chimique de la réaction d'hydratation[2].
Exemples de minéraux hydratés[modifier | modifier le code]
Quelques exemples de minéraux hydratés :
- silicates (SiO44-, SiO2)
- phyllosilicates, minéraux argileux « que l'on trouve couramment sur Terre sous forme de produits d'altération des roches ou dans les systèmes hydrothermaux »[1]
- non-silicates
- oxydes (O2-, Al2O3, Fe2O3, etc.) et oxy-hydroxydes
- carbonates (CO32-, etc.)
- hydromagnésite, Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O[1],
- ikaïte, CaCO3·6H2O, la forme hexahydratée instable du carbonate de calcium
- minéraux hydroxylés
- hydroxysulfures (mélanges sulfures-hydroxydes)
- tochilinite, un minéral hydroxysulfure ou sulfure hydraté[1] de fer(II) et de magnésium de formule chimique : (Fe2+)5.4(Mg,Fe2+)5S6(OH)10[3], également écrit 6Fe0.9S·5(Mg,Fe2+)(OH)2[4],[3] selon l'IMA
- valleriite, un minéral sulfure-hydroxyde rare de fer(II) et de cuivre de formule chimique : (Fe2+,Cu)4(Mg,Al)3S4(OH,O)6[5], ou 4(Fe,Cu)S·3(Mg,Al)(OH)2[6]
Articles connexes[modifier | modifier le code]
Notes et références[modifier | modifier le code]
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Mineral hydration » (voir la liste des auteurs).
-
(en) A.S. Rivkin, E.S. Howell, F. Vilas et L.A. Lebofsky, « Hydrated Minerals on Asteroids: The Astronomical Record », Asteroids III, (ISBN 9780816522811, DOI 10.2307/j.ctv1v7zdn4.23, lire en ligne, consulté le ) :
« Hydrated minerals include both silicates and nonsilicates in the scope of this review. Phyllosilicates (or “clay minerals”) are commonly found on Earth as weathering products of rocks or in hydrothermal systems. Nonsilicate hydrated minerals include such species as the oxides brucite and goethite, the carbonate hydromagnesite, and the sulfide tochilinite, each of which is known in the meteorite collection (Rubin, 1996). Although a full discussion of the petrogenesis and classification of hydrated minerals is beyond the scope of this paper, we note that formation of hydrated minerals, particularly clay minerals, occurs rapidly and easily in environments where anhydrous rock and water are together. »
- (en) R. Snellings, Mertens G. et Elsen J., « Supplementary cementitious materials », Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 74, no 1, , p. 211–278 (DOI 10.2138/rmg.2012.74.6, Bibcode 2012RvMG...74..211S)
- (en) « Tochilinite », sur Mindat.org, (consulté le )
- (en) « Tochilinite », dans J. W. Anthony, R. Bideaux, K. Bladh et al., Handbook of mineralogy, (lire en ligne [PDF]) (consulté le )
- (en) « valleriite », sur Mindat.org (consulté le )
- (en) « valleriite », dans J. W. Anthony, R. Bideaux, K. Bladh et al., Handbook of mineralogy, (lire en ligne [PDF]) (consulté le )
