Despujolsite

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Despujolsite
Général
Classe de Strunz	7.DF.25 7 SULFATES, CHROMATES, MOLYBDATES, TUNGSTATES, TELLURATES  7.D Sulfates avec anions supplémentaires, avec H2O   7.DF avec moyens et grands cations    7.DF.25 Despujolsite Ca3Mn++++(SO4)2(OH)6•3(H2O) groupe d'espace P 62c groupe ponctuel 6 m2    7.DF.25 Fleischerite Pb3Ge(SO4)2(OH)6•3(H2O) groupe d'espace P 63/mmc groupe ponctuel 6/m 2/m 2/m    7.DF.25 Schaurteite Ca3Ge++++(SO4)2(OH)6•3(H2O) groupe d'espace P 62c groupe ponctuel 6 m2    7.DF.25 Mallestigite Pb3Sb+++++(SO4)(AsO4)(OH)6•3(H2O) groupe d'espace P 63 groupe ponctuel 6 2 2
Formule chimique	Ca3MnIV(SO4)2(OH)6·3(H2O)
Identification
Système cristallin	hexagonal
Classe cristalline et groupe d'espace	ditrigonale dipyramidale
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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La despujolsite (symbole IMA : Dpj) est un minéral très rare appartenant au groupe de la fleischérite (en) et à la classe des « sulfates (et similaires) » ; sa formule chimique est Ca₃Mn^IV[(OH)₆|(SO₄)₂] • 3H₂O, Il s'agit donc chimiquement d'un sulfate de calcium-manganèse contenant de l'eau et des ions hydroxyde.

Étymologie et histoire

Ce minéral a été observé pour la première fois en 1962 dans des échantillons de minerai de manganèse à Tachgagalt (au Maroc) et a été identifié peu après comme un nouveau minéral. Suite à des recherches approfondies menées par une équipe française de minéralogistes et de cristallographes dirigée par l'abbé Christophe Gaudefroy, le nouveau minéral a été soumis à l'IMA, qui l'a reconnu comme tel le 18 décembre 1967 par 17 voix contre une. Dès 1968, il a été décrit pour la première fois sous le nom de despujolsite par Christophe Gaudefroy, M.-M. Granger, François Permingeat et J. Protas dans le « Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie ».

Les auteurs ont nommé le minéral d'après l'ingénieur des mines Pierre Despujols (1888-1981), fondateur du « Service de la carte géologique du Maroc ».

Pendant des décennies, les cristaux de Tachgagalt, qui ne dépassent pas 0,5 mm, sont restés les seuls représentants parfaitement cristallisés de ce minéral dans le monde. La situation n'a changé qu'en 2005/2006, lorsque des cristaux de despujolsite d'une taille extraordinaire, légèrement inférieure à 2 cm, ont été découverts dans le gisement N'Chwaning II en Afrique du Sud. Les cristaux de despujolsite sud-africains sont aujourd’hui considérés comme les meilleurs connus pour ce minéral.

Le spécimen type de la despujolsite (holotype) provient d'une donation de François Permingeat et est conservé dans la collection des Mines ParisTech à Paris.

Classification

Dès la 8^e édition désormais obsolète mais toujours utilisée de la classification des minéraux selon Strunz, la despujolsite appartenait à la classe minérale «sulfates (y compris les sélénates, les tellurates, les chromates, les molybdates et les tungstates)» et, dans celle-ci, à la sous-classe «sulfates anhydres, avec des anions étrangers». Dans cette dernière, elle était répertoriée avec la fleischerite, la mallestigite et la schaurteite et avec lesquelles elle forme le «groupe de la schaurteite» selon le système n° VI/D.11.

La 9^e édition de la classification minérale de Strunz, en vigueur depuis 2001 et utilisée par l'Association internationale de minéralogie (IMA), classe la despujolsite dans la catégorie «7.D Sulfates (sélénates, etc.) avec anions additionnels, avec H₂O». Cependant, cette catégorie est subdivisée en fonction de la taille relative des cations impliqués, de sorte que le minéral peut être classé dans la sous-catégorie «7.DF avec cations de taille moyenne et grande» selon sa composition qui forme le système n° 7.DF.25 avec la fleischerite, la mallestigite et la schaurteite.

La classification Dana des minéraux, principalement utilisée dans le monde anglo-saxon, classe la despujolsite dans la classe des «sulfates, chromates et molybdates», et plus précisément dans la sous-classe des «sulfates hydratés avec hydroxyle ou halogène». On la trouve alors associée à la schaurteite, la fleischerite et la mallestigite, avec lesquelles elle forme le «groupe de la despujolsite» (n^o 31.07.06), dans la subdivision «sulfates hydratés avec hydroxyle ou halogène (A⁺B²⁺ )₂(XO₄)Z_q • x(H₂O)».

Chimie

La despujolsite (composée de 11 atomes d'oxygène par formule) a la composition mesurée suivante :

• ${\displaystyle {\ce {Ca_{3,44}(Mn_{0,86}^{4+}Fe_{0,06}^{3+})_{\Sigma =0,92}(S_{0,96}O^{4})_{2}(OH)_{6}\cdot 3H_{2}O}}}$,

qui a été idéalisée à${\displaystyle {\ce {Ca_{3}Mn^{4+}(SO_{4})_{2}(OH)_{6}\cdot 3H_{2}O}}}$^,

La despujolsite est l'analogue à dominance manganèse de la schaurteite à dominance germanium (Ca₃Ge(SO₄)₂(OH)₆ • 3H₂O) et l'analogue à dominance calcium-manganèse de la fleischerite à dominance plomb-germanium (Pb₃Ge(SO₄)₂(OH)₆ • 3H₂O). La genplesite est l'analogue à dominance étain de la despujolsite.

Habitus cristallin

La despujolsite cristallise dans le système hexagonal dans le groupe d'espace P62c (groupe n^o 190) avec les paramètres de maille a = 8,56 Å et c = 10,76 Å ainsi que deux unités de formule par maille élémentaire.

Dans la structure cristalline de la despujolsite, les octaèdres Mn(OH)₆ et les unités tri-polyédriques Ca(OH)₄(H₂O)₂O₂ alternent dans la direction de l'axe ${\displaystyle c}$ [0001] et divisent les bords OH de manière à former des chaînes [Ca₃Mn⁴⁺(OH)₆(H₂O)₆O₃]²⁻. Semblables à l'ettringite, ces chaînes sont solidement liées aux tétraèdres SO₄ par des O et H₂O communs.

D’après des analyses récentes de la structure cristalline, la structure de la despujolsite est caractérisée par des couches de polyèdres CaO₈, liés entre eux par des octaèdres Mn(OH)₆ et des tétraèdres SO₄ dans la direction [0001]. Deux liaisons hydrogène stabilisent l’arrangement structural. Les atomes de calcium sont liés 8 fois à 4 ions (OH), 2 molécules d’H₂O et 2 atomes d’O.

La fleischerite et la schaurteite ainsi que probablement la mallestigite sont isotypiques ou isostructuraux à la despujolsite.

Forme sous laquelle il se présente dans la nature

La despujolsite forme des cristaux idiomorphes jusqu'à un peu moins de 2 Ces cristaux, de taille centimètre, sont prismatiques selon {10 1 0} ou tabulaires selon {0001} et peuvent s'agglomérer pour former des agrégats plus importants. Selon leur taille, ils sont jaune-vert, jaune citron ou vert lime. Selon leur taille, ils sont jaune-vert, jaune citron ou vert lime. La despujolsite est un minéral hydrothermal typique qui a été trouvé dans la minéralisation des veines à proximité des gisements de minerai de manganèse.

Dans les gisements types, la despujolsite forme des cristaux idiomorphes pouvant atteindre 0,5 mm, qui se trouvent généralement isolés dans de petites cavités entre les prismes de gaudefroyite. Malgré leur tendance à former des cristaux isolés, les despujolsites peuvent s'agglomérer pour former des agrégats ne dépassant pas 5 mm. Les cristaux se développent de manière prismatique selon l'axe longitudinal {1010} et présentent également des surfaces basales pinacoïdes et pyramidales {1011}. Dans les gisements de N'Chwaning II et N'Chwaning III, la despujolsite forme préférentiellement des cristaux à plaquettes épaisses, rarement prismatiques allongés, toujours inférieurs à 2 cm.

Propriétés physico-chimiques

Selon la taille de ses cristaux, la couleur de la despujolsite varie du jaune-vert, jaune citron ou vert lime clair à intense^,. La couleur des cristaux de despujolsite semble dépendre du spectre lumineux : un même cristal apparaît vert mousse à la lumière halogène, tandis qu'à la lumière fluorescente, il prend une couleur vert pomme plus claire, comme le montrent les images ci-contre.

Aucune indication n'est fournie quant à la trace, mais il est probable qu'elle présente des nuances jaune-vert clair. Les surfaces des cristaux, translucides à transparentes, présentent une forte brillance vitreuse, cohérente avec la biréfringence relativement élevée du minéral. En lame mince, le minéral présente des nuances jaunes et un faible pléochroïsme jaune pâle à jaune au microscope. Aux pôles croisés, des couleurs d'interférence verdâtres légèrement anormales de premier ordre peuvent apparaître.

Aucune clivage n'a été observé sur les cristaux de despujolsite, mais en raison de leur fragilité, ils se fracturent de manière similaire au quartz, avec des surfaces de fracture en forme de coquille. La despujolsite présente une dureté Mohs de 2,5 et fait donc partie des minéraux tendres, plus facilement rayables par une pièce de cuivre que la calcite, minéral de référence. Sa densité mesurée est de 2,46 g/cm³et sa densité calculée de 2,54 g/cm³. La distinction macroscopique entre la despujolsite et la jouravskite provenant du site type de Tachgagalt est difficile à établir, mais la couleur et l'éclat offrent des pistes de différenciation. Le jaune des cristaux de despujolsite est plus pur, sans les nuances verdâtres ou orangées de la jouravskite, et son éclat vitreux est également plus vif.

La despujolsite se dissout dans l'acide chlorhydrique (HCl) avec dégagement de chlore. Avec l'acide nitrique dilué (HNO₃), elle devient d'abord brune puis noire. L'acide acétique froid ne provoque aucune réaction perceptible.

Origine et lieu

La despujolsite se forme par voie hydrothermale dans des veines à proximité de gisements de manganèse. Typiquement, ce minéral se trouve dans les cavités entre les cristaux de gaudefroyite, mais toujours sans calcite, tandis que la jouravskite est presque toujours accompagnée de ce minéral. Si l'on suppose que la formation de la despujolsite et de la jouravskite est d'origine volcanique, sous l'action de fumerolles sur les minerais de manganèse, la despujolsite ne peut se former que dans des zones dépourvues de dioxyde de carbone (CO₂). Cela se produit principalement dans les endroits où tout le dioxyde de carbone a déjà été consommé lors de la cristallisation de la gaudefroyite. De plus, le milieu passe de la réduction à l'oxydation à la fin de la formation du minéral, ce qui explique également le passage du manganèse trivalent dans la gaudefroyite au manganèse tétravalent dans la despujolsite. Dans les gisements de manganèse du Kalahari, le minéral se trouve sous forme de cristaux développés sur une matrice rouge, probablement colorée par l'hématite.

Étant une formation minérale très rare, la despujolsite n'a été décrite que dans un peu moins de dix sites jusqu'à 2016^,. Le site type est considéré comme étant la veine n^o 2 du gisement de manganèse de Tachgagalt (province de Ouarzazate, Drâa-Tafilalet, Maroc), exploitée entre 1937 et 1960 et aujourd'hui abandonnée. Des cristaux parfaitement formés, ou des fragments de cristaux, ont été découverts en 2005/2006 dans la mine N'Chwaning II, près de Kuruman, dans les gisements de manganèse du Kalahari, province du Cap-Nord, Afrique du Sud. Dans la mine voisine N'Chwaning III, mise en production en 2006, un matériau quasi identique a été trouvé fin 2010. Parmi les autres gisements où la despujolsite a été identifiée figure le gisement de Mn-Co Bungonia à Argyle, en Nouvelle-Galles du Sud, Australie ; le gisement Mine Llapa Llapa (Province de Tomás Frías, Département de Potosí, Bolivie ), la Grotte Shopov dans les montagnes des Balkans (Stara Planina), Bulgarie ; le gisement de gangue Cu-Pb-Zn de la mine Ogoya près de la ville de Komatsu, préfecture d'Ishikawa, région de Chūbu, Honshū (Japon) ; les puits de boue de San Jacinto près du volcan Telica, département de León (Nicaragua) et le gisement de béryllium Apache Warm Springs dans le district n^o 2 d'Ojo Caliente, comté de Socorro ( Nouveau-Mexique, États-Unis ).

Notes et références

Liens externes

• (en) « Despujolsite Mineral Data », sur webmineral.com
• (en) « Despujolsite », sur mindat.org

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