Goethite

Goethite
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes
Image illustrative de l’article Goethite
Goethite - Restormel, Cornouailles (Angleterre)
Général
Numéro CAS 20344-49-4
Classe de Strunz
4.FD.10

4 OXYDES et HYDROXYDES
 4.F Hydroxydes (sans V ou U)
  4.FD hydroxydes avec OH, sans H2O ; chaînes d'octaèdres à arrêtes partagées
   4.FD.10 Bracewellite Cr+++O(OH)
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   4.FD.10 Diaspore AlO(OH)
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   4.FD.10 Guyanaite CrO(OH)
groupe d'espace Pnnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   4.FD.10 Groutite Mn+++O(OH)
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   4.FD.10 Goethite Fe+++O(OH)
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   4.FD.10 Montroseite (V+++,Fe+++,V++++)O(OH)
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
   4.FD.10 Tsumgallite GaO(OH)
groupe d'espace Pbnm
groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
Classe de Dana
6.1.1.2

Oxydes
6. Hydroxydes et oxydes (avec hydroxyl)
6.1.1/ Groupe de la diaspore
6.1.1.2 Goethite FeO(OH)
Formule chimique HFeO2 α-FeIIIO(OH)
Identification
Masse formulaire 88,852 ± 0,003 uma
H 1,13 %, Fe 62,85 %, O 36,01 %,
Couleur noir, brun ou jaunâtre en amas
Système cristallin orthorhombique
Réseau de Bravais Primitif P
Classe cristalline et groupe d'espace dipyramidale ;
Pnma
Clivage parfait à {010},
moins bon à {100}
Cassure irrégulière
Habitus cristaux aciculaires fragiles, cristaux en prismes courts particulièrement rares, cristaux en primes peu allongés, voire en lames allongées ou en aiguilles, relativement fréquents dans certains gisements. Plus fréquent, prismes aplatis, en lattes, et aussi en groupements, radiés ou en faisceau d'aiguilles. Masses mamelonnées et stalactites, irisées ou non, nullement rares.
Échelle de Mohs 5 - 5,5
Trait brun jaunâtre, brun jaune à ocre
Éclat Adamantin à métallique (mat, soyeux en concrétion)
Propriétés optiques
Indice de réfraction α=2,260
β=2,393
γ=2,398
Biréfringence Δ=0,138 ; biaxe négatif
Angle 2V 20° (calculé)
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence translucide à opaque
Propriétés chimiques
Densité 4,3 (le plus souvent entre 4,27 et 4,29)
Température de fusion > 1000 °C
Solubilité Soluble dans HCl
Propriétés physiques
Magnétisme antiferromagnétique
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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La goethite est une espèce minérale fréquente, variété d'oxyhydroxyde de fer(III), polymorphe α du composé FeO(OH) avec des traces de Mn et H2O. Les cristaux noirs brillants ou bruns noirs, facilement observables à l'œil, en prismes courts ou en lamelles, sont relativement rares, striés sur {001}, mais peuvent atteindre 45 cm. Les concrétions terreuses apparaissent le plus souvent en amas brun jaune ou jaunâtre.

Ce corps chimique de formule FeIIIO(OH) oxyhydroxyde de fer(III) α-FeO(OH), le signe alpha indiquant ici une première structure cristalline connue de maille orthorhombique, est le composant principal de la minette de Lorraine, autrefois important minerai de fer. Il forme un biomatériau sec et dur, qui figure notamment dans la composition des patelles, et contribuerait à la résistance des dents de ces coquillages. L'hydratation de la goethite engendre la limonite, en faisant décroître la densité et la dureté initiale des cristaux ou amas.

Histoire et dénominations

Histoire

La goethite est connue depuis la préhistoire. Elle a été utilisée comme pigment dans les peintures de la grotte de Lascaux,.

Inventeur et étymologie

Elle est décrite par le minéralogiste Johann Georg Lenz (1748-1832) en 1806. La dénomination Göthit est d'abord choisie en l'honneur du mariage de l'homme d'état, ministre du duc de Weimar et fonctionnaire des mines, Johann Wolfgang von Goethe, considéré comme un grand poète allemand durant sa jeunesse. Elle est portant le fruit d'un débat savant sur sa forme orthographique. Le prêtre Heinrich Adolf Achenbach (1765-1819) et le maître minier Johann Daniel Engels (1761-1828), habitant Siegen, ont d'abord proposé le nom goethenite pour le minerai. Ludwig Wilhelm Cramer opte pour le minéral Göthit. Friedrich Wilhelm Riemer incite Johann Georg Lenz à changer le nom par francisation en goethite[réf. souhaitée].

Topotype

Synonymie

Caractéristiques physico-chimiques

Stabilité thermique

À haute température la goethite se décompose en hématite et eau selon une réaction analogue à une déshydratation :

2 FeO(OH) → Fe2O3 + H2O

Magnétisme

La goethite possède un ordre antiferromagnétique à quatre sous-réseaux.

Variété

Cristallographie

Structure cristalline de la goethite.

Paramètres de la maille conventionnelle : a = 4,596 Å, b = 9,957 Å, c = 3,021 Å, Z = 4 ; V = 138,25 Å3, densité calculée = 4,27 g cm−3.

Les oxygènes et les hydroxyles forment des couches à empilement hexagonal compact, les cations fer (III) remplissent la moitié des cavités octaédriques. Le polymorphe à empilement non compact, moins stable, est la lépidocrocite, γ-FeO(OH).

Cristallochimie

Groupe du diaspore
Partage isotopique

Comme pour d'autres silicates porteurs de groupes hydroxyles (kaolinite, muscovite, illite, smectite, chlorite), les deux sites de l'oxygène ne sont pas équivalents, et les isotopes les plus lourds se partagent préférentiellement dans le site sans hydrogène associé. Ce partage est caractérisé par :

,

qui est accessible à la mesure (le premier rapport isotopique est mesuré directement sur la goethite, et le second sur l'eau extraite par décomposition thermique). Cet est en pratique indépendant de la composition isotopique et du pH du fluide présent lors de la formation de la goethite, et dépend essentiellement de la température de formation T (mesurée en kelvins) :

,

ce qui fait de la goethite un paléothermomètre (en).

Gîtes et gisements

Les gisements de goethite sont innombrables.

Gîtologie et minéraux associés

Gîtologie

Minéral d'occurrence fréquente, la goethite se forme :

Minéraux associés

Hématite, lépidocrocite, manganite, pyrite, pyrolusite, sidérite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

Goethtite provenant de la mine de Chaillac, musée des minéraux de Sorbonne Université

Il existe assez peu de localités qui aient donné des cristaux notables, en dehors des pseudomorphoses (par exemple de pyrite en goethite/limonite des chapeaux de fer)

Restormel Royal Iron Mine (Trinity Mine), Lostwithiel, Lanivet Area, St Austell District, Cornouailles
Wawa, District d'Algoma, Ontario
Crystal Peak, comté de Park et Teller, Colorado. Dans les pegmatites remarquables du site, quartz morion et amazonite sont associées à des groupes radiés de cristaux de goethite en lames allongées ou en lattes, jusqu'à 20 cm avec des cristaux pluricentimétriques dépassant parfois 5 cm.
Mine de Mont-Roc, Montredon-Labessonnié, Tarn
Mine de Chaillac, Chaillac, Indre. Petites géodes de baryte contenant des cristaux de goethite en lattes, parfois jusqu'à 6 cm de longueur, pour une largeur de quelques millimètres et une épaisseur bien inférieure au millimètre
Mine de Bruoux (Gargas) 84400 : Mine d'ocre
Gisement d'Amerzgane, province de Ouarzazate, Souss-Massa-Drâa, Maroc. Ce gisement est exploité artisanalement pour fournir des géodes de quartz, au marchands du col de Tichka. Les cristaux de quartz sont associés à de fines aiguilles de goethite dans le meilleur des cas. Plus sporadiques et plus délicates à extraire, il existe des boules de cristaux de goethite posées sur tapis de quartz. De grandes boules parfois de plus de 8 cm de diamètre demeurent une curiosité minérale[réf. nécessaire].

Exploitation des gisements

La goethite n'est pas un minéral de collection spécialement recherché. Il existe toutefois des cercles restreints de spécialistes[Lesquels ?].

Utilité
Elle est exploitée comme minerai de fer, et également comme pigment.

Galerie

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. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. ↑ The Handbook of Mineralogy, John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, and Monte C. Nichols, and published by Mineral Data Publishing Volume III, 1997.
  4. ↑ « Plus solide que la toile d'araignée », sur Courrier International,
  5. ↑ [Pozzi 2004] Enrico Pozzi, Les Magdaléniens. Art, civilisation, modes de vie, environnements, éd. Jérôme Millon, coll. « L'homme des origines », , sur books.google.fr (lire en ligne), « Le feu et les foyers », p. 145.
  6. ↑ « Les pigments et les colorants au cours du temps » [PDF], sur spcfa.spip.ac-rouen.fr (consulté en ).
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  9. ↑ Johann August Friedrich Breithaupt, Journal pr. Chem., 19:103, 1840
  10. ↑ Felix Cornu, "Die Bedeutung gelartiger Körper in der Oxydationszone der Erzlagerstätten", in Zeitschrift für praktische Geologie, vol. xvii, 1909, p. 82
  11. ↑ Charles Clément, Aperçu général de la constitution géologique et de la richesse minérale du Luxembourg, 1864
  12. ↑ F. Müller, Bayerns steinreiche Ecke, 2e éd., Oberfränkische Verlagsanstalt (Hof), 1984
  13. 1 2 3 William Duckett, Dictionnaire de la conversation et de la lecture inventaire raisonné des notions générale les plus indispensable à tous, volume 10, Michel Lévy frères, 1855, p. 368
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  16. ↑ James Dwight Dana, George Jarvis Brush, A System of Mineralogy: Descriptive Mineralogy, John Wiley & Sons, New York (NY), 1868, 5e éd., p. 170
  17. ↑ Glocker, 549, 1831
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  20. ↑ J M D Coey, A Barry, J Brotto et H Rakoto, « Spin flop in goethite », Journal of Physics: Condensed Matter, vol. 7, no 4,‎ , p. 759–768 (ISSN 0953-8984 et 1361-648X, DOI 10.1088/0953-8984/7/4/006, lire en ligne, consulté le )
  21. ↑ (en) « Alumogoethite », sur Mindat.org (consulté le ).
  22. ↑ (en) « Bracewellite », sur Mindat.org (consulté le ).
  23. ↑ (en) « Groutite », sur Mindat.org (consulté le ).
  24. ↑ (en) « Montroseite », sur Mindat.org (consulté le ).
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  28. ↑ Roland Pierrot, Paul Picot, Jean-Pol Fortuné, Francis Tollon, Inventaire minéralogique de la France n°6 - Tarn, Éditions du BRGM, 1976, p. 27
  29. ↑ Christian Baillargeat (1981) "La Goethite de Chaillac (Indre)", Monde et Minéraux, 42, p. 4-7

Voir aussi

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Bibliographie

Articles connexes

Liens externes