La cordiérite, de symbole Crd, est un minéral du groupe des silicates, de formule avec des traces de Mn, Fe, Ti, Ca, Na et K. Longtemps considérée comme un cyclosilicate, la cordiérite est maintenant classée parmi les tectosilicatesMichel GIBERT, « CORDIÉRITE », Encyclopædia Universalis [en ligne, consulté le 17 mai 2015]. Les cristaux peuvent atteindre jusqu'à . Elle a la particularité de présenter un très fort polychroïsme. Minéral des roches argileuses qui ont subi un métamorphisme, on le trouve notamment dans les schistes à cordiérite et andalousite.
Historique de la description et appellations Inventeur et étymologie La cordiérite est décrite en 1813 par le minéralogiste Jean-André-Henri Lucas (1780-1825), garde des collections de minéraux au jardin des plantes de Paris.. Elle est nommée en l'honneur de l'ingénieur, géologue et minéralogiste français Louis Cordier, qui en a fait la première description en 1809 sous le nom de dichroïteLouis , « Description du dichroïte, nouvelle espèce minérale », in Journal de physique, de chimie, d’histoire naturelle et des arts, tome LXVIII, janvier 1809, p. 298 ; les échantillons provenaient du cap de Gate, dans la province d'Almería (Andalousie, Espagne), qui n'a pas été retenu comme topotype.
Topotype Le topotype se trouve à Bodenmais, en Bavière (Allemagne).
Synonymes Dichroïte (Cordier, 1809) (genre masculin) : du grec duo, deux, et krôma, couleur, soit double couleur, allusion au fort pléochroïsme que ce minéral présente quand il est gemme. . Iolite ou yolithe (Werner) du grec ion, violette, pour sa couleur, semblable à la couleur de la violette James Nicol, Manual of mineralogy: or, The natural history of the mineral kingdom, 1849, .. Quartz bleu de la Nouvelle-Finlande (Steinheil)Archives des découvertes et des inventions nouvelles, vol. 14, 1822, .. Saphir d'eau (Buffon). Ce synonyme historique prête à confusion avec le saphir, point que soulevait déjà Buffon dans sa publicationGeorges Louis Leclerc de Buffon, Œuvres complètes de Buffon, vol. 6, 1835, .. Il est interdit par le C.I.B.J.O. (World Jewellery Confederation)Site du CIBJO. Steinheilite : décrite par le comte de Steinheil, gouverneur de Finlande, sous le nom de quartz bleu de la Nouvelle-Finlande. C'est le minéralogiste Pansner qui l'a baptisée Steinheilite dans l'Annuaire minéralogique de Léonhard en 1815Jacques Eustache de Sève, Nouveau dictionnaire d'histoire naturelle, appliquée aux arts, vol. 32, 1819, ..
Caractéristiques physico-chimiques
Critères de détermination left|thumb|Polychroïsme de la cordiérite.
La cordiérite est d'éclat vitreux à mat et de couleur bleue, avec un trichroïsme bleu, jaune, violet. Elle présente une fracture irrégulière et subconchoïdale à conchoïdale.
Plus encore que le béryl, la cordiérite peut être confondue avec le quartz, surtout quand les surfaces ne sont pas altérées. Quand elles le sont, elle est transformée en agrégats microcristallins de chlorites ou de muscovite, elle prend alors le nom de pinite. Si elle est altérée, la cordiérite peut être confondue avec la serpentine.
En couche mince, la biréfringence relativement faible est typique de la cordiérite. D'autres caractères diagnostiques sont la présence d'altération en pinite le long du clivage et des fractures, et les hâlons pléochroïques jaunes autour des inclusions de zircon.
Les macles peuvent aussi être présentes, parfois lamellaires, mais plus fréquemment cycliques, à des angles de 30°, 60° ou 120º.
La morphologie comprend les formes {001}, {100}, {010}, {110} et {111}. L'angle entre {110} et {10} est proche de 60º et confère au cristal une symétrie pseudohexagonale, ce qui explique l'existence de macles cycliques.
La cordiérite est insoluble dans les acides et ne fond pratiquement pas.
Cristallochimie Elle forme une série avec la .
Selon la classification de Dana, elle sert de chef de file au groupe de la cordiérite, noté 61.02.01 : elle fait partie des cyclosilicates composés d'anneaux à six membres (61) avec substitution (partielle) du silicium par de l'aluminium dans les anneaux (61.02). Selon la classification de Strunz, elle fait partie du groupe 09.CJ.10 contenant les silicates (IX), plus particulièrement les cyclosilicates (9.C) formés d'anneaux à six ou douze membres (9.CJ). Ces deux groupes contiennent les mêmes minéraux.
+ Membres du groupe de la cordiérite Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace Cordiérite mmm Cccm Sékaninaïte mmm Cccm
Ce minéral existe en deux polymorphes : cordiérite, stable à basse température, orthorhombique, groupe d'espace Cccm ; indialite, stable à haute température, hexagonale, groupe d'espace P6/mcc. La température de transition de phase entre ces deux polymorphes est de ..
Le rapport Al/Si = 1/5 est presque toujours respecté. Les substitutions isomorphes importantes sont fer et manganèse pour le magnésium et fer pour l'aluminium (isomorphisme de première espèce). Les cordiérites ont toujours tendance à s’enrichir en magnésium, même lorsqu'elles sont associées à des minéraux ferromagnésiens (biotite, grenats, spinelles).
La cordiérite est essentiellement isostructurale avec le béryl. Les anneaux à six membres sont reliés par des tétraèdres centrés sur l'aluminium et des octaèdres centrés sur le magnésium. Dans l'indialite, l'aluminium des anneaux est désordonné, tandis que dans la cordiérite sa position est ordonnée. Ce fait explique la différence de symétrie entre les deux polymorphes.
La topologie de la cordiérite, comme celle du béryl, est celle d'un tectosilicate (classification de Zoltai) et seule la distinction chimique entre les tétraèdres des anneaux à six membres, centrés sur le silicium et l'aluminium, et ceux hors des anneaux, centrés sur l'aluminium seulement, permet de classer ce minéral parmi les cyclosilicates (classification de Machatski-Bragg).
Cristallographie
Cordiérite La cordiérite cristallise dans le système cristallin orthorhombique, de groupe d'espace Cccm (Z = 4 unités formulaires par maille), avec les paramètres de maille = , = et = (V = , masse volumique calculée = )ICSD No. ; ..
Les cations Mg sont en coordination (6) d'anions O et forment des octaèdres MgO. La longueur de liaison Mg-O moyenne est .
Les cations Al sont distribués sur deux sites non-équivalents, Al1 et Al2. Tous les deux sont en coordination tétraédrique d'oxygène. Les tétraèdres Al2O font partie des anneaux à six membres , les tétraèdres Al1O relient les anneaux entre eux en partageant leurs sommets avec des tétraèdres SiO. Les longueurs de liaison Al-O moyennes sont pour Al1 et pour Al2.
Les cations Si sont distribués sur trois sites non-équivalents, Si1, Si2 et Si3. Tous sont en coordination tétraédrique d'oxygène. Les tétraèdres Si2O et Si3O font partie des anneaux à six membres , les tétraèdres Si1O relient les anneaux entre eux en partageant leurs sommets avec les tétraèdres Al2O. Les longueurs de liaison Si-O moyennes sont pour Si1, pour Si2 et pour Si3.
Indialite L'indialite cristallise dans le système cristallin hexagonal, de groupe d'espace P6/mcc (Z = 2), avec les paramètres de maille = et = (V = , densité calculée = )ICSD No. ; ..
Les cations Mg sont en coordination (6) d'anions O et forment des octaèdres MgO. La longueur de liaison Mg-O moyenne est .
Les cations Al et Si sont distribués sur deux sites non-équivalents. Ces sites ont une occupation mixte, c'est-à-dire qu'ils ont une certaine probabilité d'être occupés soit par Al, soit par Si, l'occupation des sites se faisant de façon désordonnée dans tout le cristal (si l'occupation était ordonnée, la maille conventionnelle serait différente de celle déterminée par diffraction de rayons X). Le premier site, (Al,Si)1, contient en moyenne 90 % d'aluminium et est en coordination tétraédrique d'oxygène, avec une longueur de liaison (Al,Si)1-O moyenne . Les tétraèdres (Al,Si)1O relient les anneaux à six membres entre eux. Le second site, (Si,Al)2, est placé dans les anneaux à six membres : chaque tétraèdre (Si,Al)2O de l'anneau est identique. Le site (Si,Al)2 contient en moyenne 78 % de silicium et est en coordination tétraédrique d'oxygène, avec une longueur de liaison (Si,Al)2-O moyenne .
Gîtes et gisements
Gîtologie et minéraux associés La cordiérite apparaît dans les sédiments argileux subissant un métamorphisme thermique. Elle apparaît dès les premiers stades du métamorphisme, associée à la biotite et l'andalousite, et correspond à une nature chimique riche en aluminium.. Mais elle demeure dans les stades plus élevés du métamorphisme.
La cordiérite peut également apparaître dans les roches issues d’un métamorphisme régional. Il s’agit alors d’un métamorphisme de haut degré : gneiss à cordiérite.
La cordiérite peut également se trouver dans quelques roches magmatiques : pegmatites granitiques, norites à cordiérite dérivées d'un magma gabbroïque contaminé par du matériel argileux.
La cordiérite peut être associée à l'andalousite, la biotite, le corindon, des feldspaths potassiques, des grenats, la muscovite, la sillimanite et des spinelles.
Gisements producteurs de spécimens remarquables Allemagne Großer Arber, Bayerisch Eisenstein, Zwiesel, Bayerischer Wald, Basse-Bavière, Bavière (topotype) Algérie Kef Cheraya, Cap Bougaroun, Collo, province de Skikda. Canada Mine Madeleine, Mont-Albert, La Haute-Gaspésie RCM, Gaspésie–Îles-de-la-Madeleine, Québec. L'Île-du-Grand-Calumet, Pontiac RCM, Outaouais, Québecdans Econ Geol., 87, 1992, 164-171. France Carrière de Granite, Vieille-Brioude, Brioude, Haute-Loire, AuvergnePierre G. , Étude minéralogique et métallogénique du district filonien polytype de Paulhaguet (Haute-Loire, Massif Central français), thèse de doctorat, Orléans, France, 1989 Cransac, Decazeville, Aveyron, Midi-PyrénéesRoland , Raymond , Paul , Inventaire minéralogique de la France n°7 - Aveyron, Éditions du BRGM, 1977 Carrière de Saint-Symphorien-sur-Coise, Chazelles-sur-Lyon, Lyon, Rhône, Rhône-Alpes. Italie Roccatederighi, Roccastrada, province de Grosseto, Toscane
Applications
Joaillerie vignette|À gauche pierre brute (trichroïsme), à droite gemme de cordiérite. Les cristaux gemmes peuvent être taillés comme pierre fine (facettes, cabochons).
Après traitement La cordiérite peut être traitée à haute température. Elle revêt alors des caractéristiques proches de celles des céramiques de synthèse, comme la faible conductivité thermique, le faible coefficient de dilatation, un pouvoir isolant diélectrique et la résistance aux agents chimiques.
Applications industrielles La cordiérite est utilisée pour l'isolation de résistances électriques, la réalisation de tubes de brûleurs, la fabrication de supports de cuisson dans l'industrie céramique.
On la rencontre aussi dans les filtres catalytiques, pour la conversion de polluants comme le CO, HC et NOx.
Applications domestiques vignette|Pierre réfractaire de cuisson en cordiérite. Ce matériau réfractaire est rencontré dans les plats à four comme le grès à feu à la cordiérite, les plaques de cuisson pour pizzas ou pains, aussi en tant que composant des céramiques de verre à l'exemple des vitrocéramiques de plaques de cuisson.
Notes et références
Voir aussi
Articles connexes Glossaire de géologie
Liens externes
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