Alstonite

Alstonite
Catégorie V : carbonates et nitrates
Image illustrative de l’article Alstonite
Alstonite de la mine de Browney Hill, comté de Cumbria, Angleterre
Général
Symbole IMA Asn
Classe de Strunz
5.AB.35

5 CARBONATES et NITRATES
 5.A Carbonates sans anions supplémentaire, sans H2O
  5.AB carbontes alcalino-terreux (et autres M2+)
   5.AB.35 Alstonite BaCa(CO3)2
groupe d'espace P1 or P1
groupe ponctuel Tri
Classe de Dana
14.2.5.1

Carbonates
14. Carbonates sans H2O
Formule chimique BaCa(CO3)2
Identification
Masse formulaire 297,42 uma
Couleur incolore à blanc snow, jaune gris; gris pâle, pâle cream, rose à rouge pâle rose
Système cristallin triclinique
Classe cristalline et groupe d'espace 1 or -1;
C1 or C-1
Macle courant sur {110} pseudo-orthorhombique et {301}, formant groupes les pseudo-hexagonaux (Groupe ponctuel : 1 ou 1 ; groupe spatial : C1 ou C1)
Clivage imparfait/moyen sur pseudo-orthorhombic {110}, imparfait
Cassure irrégulière/irrégulière
Habitus euhedral cristaux
Échelle de Mohs 4-4,5
Trait blanc
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction nα = 1,526, nβ = 1,671, nγ = 1,672
Biréfringence δ = 0,146 - biaxe (-)
Angle 2V 6° (mesuré), 8° (calculé)
Dispersion optique r > v faible
Fluorescence ultraviolet oui
Transparence oui, translucide
Propriétés chimiques
Densité 3,67 - 3,711 (mesurée), 3,67 (calculée)
Solubilité dans l'acide chlorhydrique dilué.
Propriétés physiques
Radioactivité non
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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L’alstonite est un minéral rare de la famille des carbonates et nitrates, de formule chimique BaCa(CO3)2. Elle a pour localités types la mine de Brownley Hill, dans la commune de Nenthead (en) (comté de Cumbria) et la mine Fallowfield, à Acomb (comté de Northumberland), en Angleterre. Décrite en 1835 (en tant que bromlite) et nommée plus tard en référence à la ville d'Alston voisine de la mine de Browney Hill, elle est confirmée par l'IMA qui lui attribue le symbole Asn.

En lumière transmise, elle est incolore, montrant six ou douze domaines de macle pseudo-hexagonale,. À l'œil nu, elle apparait de couleur blanc neige, gris jaunâtre, gris pâle, beige crème ou rose pâle à rouge pâle, couleur qui peut se décolorer à la lumière et sous lumière UV, elle produit une faible fluorescence jaune (ultraviolet en ondes courtes et ondes longues). Elle possède un éclat vitreux une dureté de 4 à 4,5 sur l'échelle de Mohs.

Elle a comme synonymes barytocalcite (de Johnston), bicarbonate-carbonate de baryum, et bromlite.

Classification

Dans la classification de Strunz, sous la cote 5.AB.35, l'alstonite est classée parmi les carbonates alcalino-terreux sans H2O.

La classification de Dana, 8e édition, sous la cote 14.2.5.1, range l'alstonite parmi les carbonates normaux anhydres, de structure AB(XO3)2.

Historique

L'espèce a été nommée, à tort, bromlite par Thomas Thomson en 1837 en retranscrivant mal le nom de la mine de Brownley-Hill, puis alstonite par August Breithaupt en 1841 d'après la ville proche d'Alston, nom devenu définitif.

En 1895, le minéralogiste français Ernest Mallard fait passer l'alstonite du statut de « mélange » à « sel double BaCa(CO3)2 » — trimorphe avec la barytocalcite et la paralstonite.

En 1909, Leonard J. Spencer, minéralogiste anglais, trouve de l'alstonite et de l'ullmannite NiSbS (nouvelle pour la Grande-Bretagne) dans un filon de barytine-withérite qui recoupe une mine de charbon à Durham, soit dans une roche encaissante inattendue pour l'époque. Jusque-là, on ne connaissait l'alstonite qu'à 2 endroits : Brownley Hill (Alston) et Fallowfield (Northumberland), dans des mines de plomb du Carbonifère. À New Brancepeth, il établit l'ordre de succession barytine → withérite → alstonite, l'alstonite résultant selon lui de l'action d'eaux carbonatées calciques sur la barytine.

Le minéral est redécouvert in situ en 1990 à la mine de Brownley Hill, dans des géodes de barytine, en association avec de l'ankérite, du quartz, de la galène et le calcite en « tête de clou », sous forme de pyramides pseudo-hexagonales aiguës jusqu'à 5 mm.

Caractéristiques

Polymorphe de la barytocalcite et de la paralstonite, l'alstonite est d'origine hydrothermale de basse température. Les cristaux en sont des dipyramides pseudo-dihexagonales formées par maclage répété d'individus délimités par {111} et {021} ; également des dipyramides aiguës délimitées par {221}. Les faces dipyramidales évidentes sont fortement striées horizontalement (perpendiculairement à la direction pseudo-hexagonale [0001]).

Cristaux d'alstonite bien formés, atteignant 7 mm. Taille : 5,1 × 4,1 × 2,7 cm.
Cristaux d'alstonite bien formés, atteignant 7 mm. Cumbria. Taille : 5,1 × 4,1 × 2,7 cm.

Sartori (1975) indique que l'alstonite « est probablement un terme ordonné au sein d'une famille de structures présentant des degrés divers d'ordre et de désordre », c'est-à-dire que Ba2+ et Ca2+ peuvent s'ordonner sur deux sites distincts (alstonite triclinique ordonnée) ou se mélanger sur un même site (paralstonite trigonale et barytocalcite monoclinique désordonnées).

L'alstonite cristallise, effectivement, dans le système triclinique, de classe cristalline 1 or -1, de groupe d'espace C1 or C-1. Elle présente un trait blanc, un clivage imparfait/moyen sur {110} pseudo-orthorhombique, imparfait, une cassure irrégulière/irrégulière. Sa densité est de 3,67-3,711 (mesurée), 3,67 (calculée).

La maille cristallographique du minéral donne : a = 17,38 Å, b = 14,4 Å, c = 6,12 Å, et ses paramètres sont α = 90,35°, β = 90,12°, γ = 120,08°.

Chimie et formation

L'alstonite a une masse molaire de 297,42 g/mol. Elle est composée à 51,55 % d'oxyde de baryum (BaO), de dioxyde de carbone (CO2) à 29,59 % et d'oxyde de calcium (CaO) à 18,85 %. Elle contient du baryum, de l'oxygène, du calcium et du carbone.

Elle est chimiquement très proche de la benstonite.

Composition
Baryum 46,17 %
Oxygène 32,28 %
Calcium 13,48 %
Carbone 8,08 %

L'alstonite se forme selon plusieurs contextes paragénétiques distincts. Par le mode 23, elle provient d'une altération aqueuse subaérienne, opérée par des fluides non sensibles à l'oxydoréduction, ainsi qu'à des phénomènes d'altération ou de métamorphisme de degré élevé en subsurface. Le mode 32 par contre implique une genèse dans les gisements hydrothermaux et métamorphiques de métaux et de baryum, englobant les concentrations de baryum, manganèse, plomb et zinc (Ba-Mn-Pb-Zn). Et par le mode 36, le minéral a une origine magmatique, et se retrouve alors dans les carbonatites, les kimberlites et les roches ignées alcalines apparentées, parfois liées à des stades tardifs de roches hautement évoluées datées de plus de 3 milliards d'années.

Environnement et gisements

Elle est trouvée en Cumbria généralement dans les gisements hydrothermaux de Pb–Zn de basse température et plus rarement dans les carbonatites. Dans ses localités type, l'alstonite est associée à la barytine, à la calcite et à la witherite.

La base de données minéralogique Mindat.org dénombre 34 gisements dans le monde en 2026, dont 8 au Royaume-Uni, et 5 en Russie. La plupart, à savoir 19 sont en Europe. Le seul gisement recensé en France est dans les filons hydrothermaux (recoupant des siltites calcaires contenant du rutile, des minerais de zinc et de plomb) dans le lieu-dit Garaoulère, sur la commune Pierrefitte-Nestalas, dans les Hautes-Pyrénées.

Notes et références

  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. 1 2 (en) « Alstonite », dans J. W. Anthony, R. Bideaux, K. Bladh et al., Handbook of mineralogy, (lire en ligne [PDF]) (consulté le )
  3. 1 2 3 4 5 6 7 (en) « Alstonite », sur Mindat.org (consulté le )
  4. ↑ (en) James F. W. Johnston, « On the dimorphism of Baryto-calcite », The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, vol. 6, no 31,‎ , p. 1-4 (ISSN 1941-5966 et 1941-5974, DOI 10.1080/14786443508648516, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ (en) « The New IMA List of Minerals : A Work in Progress – Updated: July 2024 » [PDF], sur CNMNC (consulté le )
  6. ↑ (en) Laurence N. Warr, « IMA–CNMNC approved mineral symbols », Mineralogical Magazine, vol. 85, no 3,‎ , p. 291-320 (DOI 10.1180/mgm.2021.43 Accès libre).
  7. ↑ Les domaines sont des secteurs de macle : l'alstonite, bien que triclinique, forme des cristaux pseudo-hexagonaux constitués de six ou douze individus maclés à 60°, visibles en lame mince en lumière polarisée comme une rosace à six ou douze secteurs d'extinction différente.
  8. ↑ Type AB(XO3)2 : A et B sont deux gros cations distincts, XO3 est le radical carbonate triangulaire CO3. Pour l'alstonite BaCa(CO3)2, A = Ba2+, B = Ca3 et XO3 = CO3. La formule indique deux groupements carbonates pour un couple Ba-Ca, structure de type dolomite ordonnée. Le terme « normal » signifie que le rapport cation:anion est simple, sans OH ni H2O, et « anhydre » qu'il n'y a pas d'eau de cristallisation.
  9. ↑ Ernest Mallard, « Sur l'alstonite et la barytocalcite », Bulletin de Minéralogie, Persée - Portail des revues scientifiques en SHS, vol. 18, no 1,‎ , p. 7–12 (DOI 10.3406/bulmi.1895.2369, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ (en) L. J. Spencer, « On the occurrence of Alstonite and Ullmannite (a species new to Britain) in a Barytes-Witherite vein at the New Brancepeth Colliery near Durham », Mineralogical Magazine and Journal of the Mineralogical Society, vol. 15, no 71,‎ , p. 302–311 (ISSN 0369-0148, DOI 10.1180/minmag.1910.015.71.07, lire en ligne, consulté le )
  11. ↑ Young, B., Greenbank, L. et Nancarrow, P.H.A., « Alstonite in situ at Brownley Hill Mine, Nenthead, Cumbria », Mineralogical Magazine, vol. 54,‎ , p. 515-516
  12. ↑ (en) Franco Sartori, « New data on alstonite », Lithos, vol. 8, no 3,‎ , p. 199-207 (DOI 10.1016/0024-4937(75)90036-5)
  13. ↑ Famille ordre-désordre BaCa(CO3)2 : les ions Ba2+ et Ca2+ peuvent s'ordonner ou se désordonner sur les sites cationiques. La forme totalement ordonnée, avec le baryum et le calcium sur deux sites distincts, est l'alstonite triclinique (basse température). La forme partiellement désordonnée est la paralstonite trigonale, et la forme monoclinique est la barytocalcite. Le passage d'une forme à l'autre se fait par échange Ba ↔ Ca sans changer la charpente carbonate. C'est cette tendance à l'ordre qui crée les macles à 6 ou 12 domaines : les domaines sont des variantes d'orientation de l'ordre Ba/Ca.
  14. ↑ (de + en) « Alstonite (Alstonit) », sur Mineralienatlas.de (consulté le )
  15. ↑ (en) « Alstonite Mineral Data », sur www.webmineral.com (consulté le )
  16. ↑ (en) « Garaoulère Zn-Pb orebody, Pierrefitte, Pierrefitte-Nestalas, Argelès-Gazost, Hautes-Pyrénées, Occitanie, France », sur Mindat.org (consulté le )

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Voir aussi

Liens externes

  • Photos supplémentaires et infos : (en) « Alstonite », sur Mindat.org (consulté le )
  • Photos et infos : (de + en) « Alstonite (Alstonit) », sur Mineralienatlas.de (consulté le )