5 CARBONATES et NITRATES 5.A Carbonates sans anions supplémentaire, sans H2O 5.AB carbontes alcalino-terreux (et autres M2+) 5.AB.05 Calcite CaCO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m 5.AB.05 Gaspeite (Ni,Mg,Fe++)CO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m 5.AB.05 Magnesite MgCO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m 5.AB.05 Rhodochrosite MnCO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m 5.AB.05 Otavite CdCO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m 5.AB.05 Sphaerocobaltite CoCO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m 5.AB.05 Siderite Fe++CO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m 5.AB.05 Smithsonite ZnCO3 groupe d'espace R 3c groupe ponctuel 3 2/m
Constituant principal de nombreuses roches sédimentaires (calcaires et marnes), c'est un des carbonates les plus abondants. La calcite peut se former à la suite de processus géochimiques de nature inorganique ou biotique lorsque les solutions deviennent sursaturées en bicarbonate de calcium:
par excrétion/précipitation par des micro-organismes produisant des ions bicarbonates (oxydation de la matière organique): carbonates d'origine organique.
distance entre deux plans identiques et parallèles à la face de clivage: 3,03 Å;
volume d'une unité formulaire du cristal: 60,75 Å3.
On connaît sept polymorphes de la calcite. La phase de basses température et pression décrite ci-dessus, ou «phase I», a le groupe d'espace R3c. Vers 1 240K elle subit une transition de phase vers la «phase V» de groupe R3m, possiblement via une phase intermédiaire dite «phase IV», de groupe spatial R3c comme la phase I. Les autres polymorphes sont rencontrés à haute pression.
Des calculs de dynamique moléculaire portant sur environ 384 000 atomes reproduisent les caractéristiques des structures ci-dessus et prédisent, à plus haute température, une structure cubique de type chlorure de sodium (groupe d'espace Fm3m). Les transitions obtenues par chauffage et par refroidissement se produisent à des températures différentes, ce qui laisse présager pour ces phases de larges domaines de métastabilité.
Le groupe de la calcite est composé de minéraux de formule générale ACO3, où «A» peut être un ou plusieurs ions métalliques (+2) tout particulièrement le calcium, le magnésium, le fer, le manganèse, le zinc, le cadmium, le cobalt et le nickel. La symétrie des membres de ce groupe est trigonale.
cristal ou spath d'Islande (désigne une calcite transparente, souvent clivée en rhomboèdre et à la biréfringence très apparente);
spath satiné;
vaterite-A.
Propriétés
Propriétés mécaniques
La calcite pure est incolore et blanchâtre. Sa masse volumique est de 2,71g/cm3. Elle est classée de dureté 3 dans l'échelle de Mohs. Sa solubilité dans l'eau pure est de l'ordre de 15 à 20mg/l. Sa capacité thermique molaire est de l'ordre de 81,8J mol−1 K−1 (19,57 cal mol−1 °C−1) à 25°C .
Propriétés chimiques
La calcite, sous ses formes issues de l'industrie extractive (calcaire, carbonate de calcium) a de très grandes applications industrielles: dans la construction (ciment, chaux, pierres d’ornement...), comme fondant dans la verrerie et dans la métallurgie; elle sert de matière première pour l'industrie chimique, pour la fabrication d'engrais et pour beaucoup d'autres usages.
Coupe verticale dans un dépôt de type sebkha de l'Hettangien du chaînon de Saint-Chinian. Dans le rectangle central, l'attaque par HCl permet de différentier la calcite de la dolomite et de constater qu'il y a eu un phénomène de pseudomorphose: remplacement des cristaux et micronodules de sulfate de calcium par de la calcite.
La calcite fait effervescence à l'acide chlorhydrique dilué à froid selon une réaction qui donne des sels de calcium, de l'eau et du dioxyde de carbone, qui est à la pression atmosphérique et à température ambiante, gazeux et volatil:
De par sa facilité, sa rapidité, et son très faible coût, cette réaction à l'HCL constitue un test de base en pétrologie et minéralogie.
La calcite pure est incolore ou blanche. La présence de cations autres que le calcium, et notamment de métaux de transition, lui donne une coloration allochromatique jaune, orange, rouge, vert, bleu, brun, gris. Elle peut, selon les impuretés qu'elle contient, présenter les phénomènes de fluorescence, phosphorescence, thermoluminescence, triboluminescence.
Calcite – Mine de Batere, Pyrénées-Orientales, France (8 × 6 cm) A: Lumière du jour, B: Ultraviolet
Calcite – Sud Maroc – (5,9 cm) A: Lumière du jour, B: Ultraviolet
Luminescence: Mn2+ active tandis que Fe2+ supprime la cathodoluminescence de la calcite.
La calcite est un minéral au clivage net.
Elle est incolore ou faiblement colorée en brun en lumière polarisée non analysée (ou lumière dite «naturelle») avec des irisations au niveau des clivages.
Elle possède un pléochroïsme de relief très marqué.
En lumière polarisée analysée, la calcite polarise dans les teintes pastel d'ordre trois, principalement dans des couleurs rose et verte.
Cette propriété pourrait être à la base de la pierre de soleil, qui aurait permis aux navigateurs danois de s'orienter sans boussole.
capreite, variété de calcite décrite par le minéralogiste italien Bellini (1921).
cobaltocalcite, variété cobaltifère de calcite de formule (Ca, Co)CO3. Décrite unitalement à Vallone stope, Cape Calamita Mine (Calamita Mine), Capoliveri, Île d'Elbe, Toscane, Italie par le minéralogiste italien Millosevich en 1910. Il existe de nombreuses occurrences dans le monde, Espagne, Italie, Maroc, Zaire...mais aussi en France: Beyrède-Jumet, Vallée d'Aure, Hautes-Pyrénées
calcite optique ou spath d'Islande, variété de calcite transparente présentant une forme de biréfringence, la double réfraction.
ferrocalcite (synonyme de ferroan calcite des anglo-saxons), calcite ferrugineuse de formule 2[(Ca, Fe)Co3]. Plusieurs occurrences mondiales, Australie, Brésil Chine, Italie, États-Unis mais également très bien représentée en France en Auvergne par plus de 30 gisements.
hématoconite, (synonyme Haematoconite) variété rouge vif de calcite colorée par des inclusions microscopiques d'hématite, décrite par Johann Friedrich Ludwig Hausmann.
hislopite Haughton (1859), variété vert vif de calcite, dédiée au missionnaire écossais Stephen Hislop (1816-1873).
lublinite, variété de calcite efflorescente, souple, avec une consistance fibreuse, et généralement humide. Décrite par le minéralogiste et pétrographe polonais Józef Marian Morozewicz (1865-1941) en 1907. Le nom dérive de la localité type: Lublin en Pologne. Elle est connue en Autriche, en Hongrie et en France notamment dans l'Ain et la Drôme.
manganocalcite, variété manganésifère de calcite de formule (Ca, Mn)CO3. Décrite initialement à Banská Štiavnica (Selmecbánya; Schemnitz), Štiavnica, Banská Bystrica, Slovaquie. Elle a de très nombreuses occurrences dans le monde notamment en France: Carrière du Rivet, Peyrebrune, Réalmont, Tarn.
Mg-rich calcite ou "magnesian calcite" (en anglais), variété riche en magnésium, qui est différente de la dolomite dont un des synonymes est magnésio-calcite. La formule est pour cette variété: (Ca, Mg)CO3. Elle se rencontre aux Bahamas, en Italie, en Chine, au Canada, et aux États-Unis aux Kansas dans une météorite (Leoville CV3 meteorite).
patagosite, variété de calcite trouvée dans certains fossiles décrite par le minéralogiste et géologue français Stanislas Meunier en 1917. La patagosite à la propriété d’émettre une «explosion bruyante» si elle est chauffée au rouge dans un tube à essai. Le nom dérive de la racine grecque "Patagos".
pelagosite, variété de calcite trouvée dans l'ile de Pelagosa en Dalmatie, Croatie, se présentant comme un enduit sombre sur la dolomite, probable réaction à l'eau de mer.
plombocalcite (synonyme :plumboan calcite), variété de calcite riche en plomb de formule (Ca, Pb)CO3. Décrite par Johnston en 1829. Elle se rencontre en Autriche et en Namibie.
prasochrome, variété de calcite riche en oxyde de chrome trouvé dans les filons d'altération de la chromite. Décrite par A.H. Chester en 1896. Le nom dérive de la racine grecque "poireau" par référence à sa couleur.
prunnerite, encroutement de calcite violette ressemblant à la calcédoine, décrite par Esmark en 1830. Trouvée associé à l’apophyllite dans l’ile Heostoe, (îles Féroé) et dédié au naturaliste Prunner de Cagliari (Sardaigne Italie)
strontianocalcite, variété de calcite strontianifère de formule (Ca, Sr)CO3. Décrite par Genth en 1852. Trouvée dans de nombreuses localités, en Autriche, Chine, Espagne, Maroc.
synonymie pour strontianocalcite
strontian calcite
stronticalcite
zincocalcite, variété de calcite zincifère de formule (Ca, Zn)CO3, décrite par Edward Salisbury Dana en 1892.
Mélange
magnocalcite (synonyme de dolomitic-calcite des anglo-saxons), mélange de calcite et de dolomite.
Les pseudomorphoses
Glendonite: calcite en pseudomorphose de glaubérite - Camp Verde (Comté de Yavapai, dans l'Arizona ;7 × 4,2 cm).
Il existe plusieurs types de pseudomorphoses de divers minéraux en calcite. Les plus connues se déclinent sous le nom de glendonite David and Taylor (1905). Ce terme mal attribué désigne des pseudomorphoses, souvent en plusieurs générations, de différents minéraux dont l'ikaïte, la thénantite ou la glaubérite.
L’étymologie dérive du topotype: Glendon, New South Wales, Australie.
Il existe plusieurs termes qui peuvent être considérés comme synonymes:
fundylite - de la localité "Bay of Fundy", au Canada
jarrowite - de la localité de Jarrow, Royaume-unit. Browell (1860)
gennoishi - trouvé dans la région de Niigata, au Japon
gersternkorner - de l'allemand "Gerste" qui désigne l'orge.
Molekryds - trouvé à "Mors Island", Danemark
pseudogaylussite - par allusion à sa ressemblance morphologique avec la gaylussite
pyramidite - de la localité Pyramid Bay, Amérique du Nord.
thinolite - Sud-Ouest des États-Unis - [du grec antique, thinos=rivage]- King (1878)
↑Haüy, R.J. (1801) Traité de minéralogie. 1re édition: en 4 volumes avec atlas in fol.;(1801), Paris: 1: 23.
↑Dictionnaire des sciences naturelles, par Andrée Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart, Frédéric Georges Cuvier, Paris, 1821
↑Huygens est sans doute le premier à utiliser cette expression puisqu'il la justifie au début du chapitre 5 de son «Traité de la Lumière», en convenant de son caractère arbitraire.
↑Le terme de spath d'Islande apparaît à la p.75 (article III) de l’Essai d'une théorie sur la structure des crystaux (1784) de René-Just Haüy.
↑Cours de minéralogie, par Albert Auguste Cochon de Lapparent, p.503, 1890
↑Jean-François Beaux, Bernard Platevoet, Jean-François Fogelgesang, Atlas de pétrologie, Dunod, , p.57
↑Esmark (1830) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Paleontologie, Heidelberg, Stuttgart: 71.
↑Genth (1852) Proceedings of the Academy of Science, Philadelphia: 6: 114.
↑(en) Charles Palache, Harry Berman et Clifford Frondel, The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837–1892, vol.II: Halides, Nitrates, Borates, Carbonates, Sulfates, Phosphates, Arsenates, Tungstates, Molybdates,etc., New York (NY), John Wiley & Sons, , 7eéd., 1124p., p.154
↑ Records of the Geological Survey of New South Wales: 8, 161.
↑Glendonite — Indikatoren des polarmarinen Ablagerungsmilieus, International Journal of Earth Sciences, Volume 70, Number 2 / juin 1981
↑«Index alphabétique de nomenclature minéralogique» BRGM P.138
↑Browell (1860) Tyneside Naturalists Field Club, V, 103-4.
↑Berbain, C., Favreau, G. & Aymar, J. (2005): Mines et Minéraux des Pyrénées-Orientales et des Corbières. Association Française de Microminéralogie Ed., 39-44.
↑Didier Descouens, P. Gatel, «Le Gisement de talc de Trimouns», in Monde et minéraux, n°78, avril 1987, p. 4-9
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