CHAPITRE XXXIV
SILICATES COMPLEXES.
Topaze. — APSiO5 -f- m APSiFl 10, silicate d’alumine, avec fluor. Elle cristallise en prismes orthorhombiques (fi g. 261) mm — \24°ij'ypei- =z i36°2i; pb P2 =z n6°6; pa — i58°6(); pb' — i34°25i. Clivage basique très net p ; moins nets a', el. Les
LES MINÉRAUX
cristaux sont quelquefois dissymétriques à leurs deux extrémités ; ils sont pyroélectriques.
Une lame parallèle aux faces de clivage montre sous le microscope polarisant des lemniscates à quadrants très symétriques. L’angle des' axes varie d’un cristal à l’autre, quelquefois dans les différentes régions d’un même cristal. M. DesCloizeaux a observé 2E ~ 7-2° dans certaines topazes jaunes, 2E — 1200 dans une topazee incolore du Brésil.
Le plan des optiques est g ; la bissectrice aiguë positive normal à p.
ng — i,6i88 nm — 1 , U 1 3 7 5 n p z~ 1,61161
dans une topaze blanche du Brésil pour la raie D.
La topaze en gros cristaux se reconnaît à son facile clivage, presque unique et parfait, bien que de séparation difficile, à sa dureté 8, à sa densité voisine de celle du diamant (3,5 1 à 3,55), à son éclat vif, mais vitreux, qui n’a rien d’adamantin.
Couleurs : jaune roussâtre, jonquille, rose pourpré (rubis du Brésil) ; roseou violet pâle, lorsqu’on les a chauffées (topazes brûlées) ; d’un blanc bleuâtre ou verdâtre (topaze de Sibérie); d un jaune paille, d’un blanc jaunâtre (topaze de Saxe); incolores et limpides (gouttes d’eau). Dans les topazes du Brésil la matière colorante est souvent comme condensée, tantôt au centre et tantôt suivant des bandes trapéziennes de nuances différentes ; celles-ci sont souvent chargées d’innombrables inclusions liquides. Les topazes sont infusibles; elles perdent au feu du fluorure de silicium et se couvrent de petites bulles. Elles sont insolubles dans les acides. Celles du Brésil jaunes d’or (topazes de la joaillerie) ou roses, sont engagées des cristaux souvent allongés dans les granités et les schistes chloriteux subordonnés aux itacolomites ; celles de Sibérie viennent des environs du lac Ilmen; les plus incolores se rencontrent en galets en Australie, Ecosse, etc.: dans des alluvions.
SILICATES COMPLEXES
Celles de Saxe forment avec le quartz et la tourmaline noire la roche à topazes des environs d’Auerbach, Voigtland.
D après S.-L. Penfîeld et Minot, la formule de la topaze est
Al (F,OH)3]AlSiô4. L’angle des axes décroît, quand le fluor est remplacé par l’hydroxyle. Ainsi la topaze de Durango,dont l’angle 2E z= j 2(j°5o' contient beaucoup de fluor, tandis que celle de Mugla (Asie Mineure ), dont l’angle 2E = 7 1°3 2', renferme peu de lluor et contient beaucoup d’eau.
Pyrosmalite. — Silicate hydraté de magnésie et de fer contenant du chlore.
La formule serait : ;H20,<) Fe,Mn)0,8Si02 + (Fe,Mn)Cl2 ou (H2,Fe,Mn)‘7Si32Cl2.
Système hexagonal pàl — i48°3o' environ. Clivage basique parfait, m imparfait.
Axe optique négatif.
Ellipsoïde isotherme de rotation; petit axe normal au clivage basique.
Couleur brun verdâtre. Densité : 3, 06 à 3, 18; dureté ; 4 à 4,5.
Friedélite. 7H20,9Mn0,8Si02 F MnCI2. — Petites paillettes hexagonales, disséminées dans le calcaire d’Adervielle, Pyrénées. Clivage net, basique; pà1 i4/°.
Axe optique négatif.
Couleur rose. Densité : 3,07; dureté variable suivant les directions de 4 à G.
Leucophane. 2(Ca,Na2)0,4Si02 -f- C1F12 ou (Ca,Na2,GL3 SLO10 Fl2, suivant d’autres chimistes (Ca, Na2, G1)6SF015F1\
Orthôrhombique, hémièdre. mm — yo0 2 1' \ «V-a1/2 — io7°3/.
Plan des axes optiques h 1 ; bissectrice aiguë négative, normale à la base. Indice de réfraction moyen 1,6934. Angle des axes 2V — 3.9°; 2E __ 74°3# et p > v.
Dureté : 3,5 à 4;. densité : 2,97. Couleur blanc verdâtre. Clivage basique. Fusible au chalumeau. En petites masses cristallines dans la syénite du rocher de Lammon, près l’embouchure du Langesu nd fjord, Norvège.
LES MINÉRAUX
Mélinophane. — Composition très voisine de la précédente.
Prismes quadratiques, tétraédriques; b[l- b]/î — 94°, 5.
Double réfraction forte n0 — 1,611 ; ne ~ 1,092. Axe optique négatif.
Petit axe de l’ellipsoïde isotherme de révolution normal au clivage facile.
Couleur jaune de miel, jaune citron. Éclat vitreux. Densité : 3; dureté : 5.
Disséminé dans la syénite zirconienne de Friedrikswarn, NorAège.
Datholite. H2Û2CaOBo‘032Si02. — Substance transparente à éclat vitreux, dont les formes dérivent d’un prisme monoclinique. mm zz 76°38'; pli ant. 90°6'; pe i74°32'; po l/* i34°53'. Face p souvent ondulée; faces o1/- striées suivant la diagonale horizontale. Clivages net h' ; difficile m et p.
Plan des axes optiques g1. Bissectrice aiguë négative presque normale kp; 2V — 74oi/2. Indice de réfraction moyen i,653 pour la raie D. Les cristaux sont souvent chargés de facettes.
L’éclat est vitreux, un peu résineux dans la cassure. Blanche, ou d’un blanc violet, rougeâtre.
Densité : 2,9 à 3; dureté : 6,5.
Au chalumeau, fond en verre clair avec bouillonnement; donne la réaction du bore soluble en faisant gelée dans HCl. On trouve quelquefois des cristaux de datholite remplacés par de la calcédoine qui a conservé sa forme et qui sont beaucoup plus gros que les cristaux ordinaires de la substance qu’ils remplacent; la calcédoine moulée ainsi a des faces brillantes et parfaitement mesurables, bien qu’elles ne soient pas d’emprunt.
Tourmalines [Schor électrique, Emeraude du Brésil, Indicolithe,. Rubellite, Apyrite, Tire-cendres).
Silicoborates d’alumine, de fer, de manganèse, de magnésie, de chaux, de potasse, de soude, de lithine avec fluor.
Rammelsberg les classe chimiquement de la façon suivante, en représentant par M les métaux monoatomiques : K8,Na2,Li2, par M les métaux diatomiques : Ca,Mg,Mn ;
SILICATES COMPLEXES
I (M-M)3Al4Bo2Si4020 II (MM) 3 Al,2Bo4S i904S , ce qu’on peut écrire, en posant : Rz=:(M, M)
1 3RO, 2 Al203,Bo203,4Si02 Il 3RO,6Al203,2Bo203,9Si02.
Le premier groupe comprend le plus grand nombre des espèces jaunes, brunes ou noires, renfermant 32 à 34 o/o d’alumine; dans les noires, il y a jusqu’à 17 0/0 d’oxyde de fer. Le second groupe embrasse les espèces incolores, d’un vert clair ou rouges, dans lesquelles il entre jusqu’à 2 0/0 de lithine, où le fer manque à peu près complètement, où l’alumine atteint la proportion de 42 à44°/°- Dans la tourmaline de Nischne-Iasetsk, Oural, il y a 12,79 deBo203.
La silice varie de 37 à 4l 0/0 et l’acide borique de 7 à 9. Rammelsberg fait remarquer qu’un certain nombre de tourmalines du Brésil ont une composition mixte, comme si elles étaient un mélange des deux groupes.
La forme dominante des tourmalines est un prisme hexagonal terminé par un rhomboèdre d’environ i33°donton appelle les faces p (fig. 262). Il varie de i33°2' (tourmaline rouge de Sibérie), à i33°i3 (tourmaline noire de Sibérie), i34° dans des tourmalines blanches.
Au rhomboèdre p s’associe le rhomboèdre e1, des scalénoèdres ; parfois une extrémité est terminée par un pointement plus ou moins aigu, l’autre par une base a' ou par un rhomboèdre obtus b (hémimorphisme). Souvent on observe les deux prismes hexagonaux e2, d', le second complet, le premier réduit à 3 faces, ce qui donne un prisme à 9 pans et un prisme à 3 faces lorsque dl ne se développe pas. De là des sections droites, à 9, à 6, à 3 côtés.
Très fréquemment la tourmaline se présente en agrégats bacillaires, fibreux, aciculaires, rayonnés. Les seuls clivages observés sont parallèles à p et imparfaits. Densité : 3,o35. Tourmaline jaune
LES MINERAUX
de Windischkappel : 3,o5q. Tourmaline de Tile d'Elbe : 3,162. Tourmaline noir bleuâtre de Sarapulsk (parmi celles du premier groupe) :.3,o82. Tourmaline rouge de Schaïtansk : 3,022. Tourmaline incolore et rougeâtre de l’île d’Elbe, parmi celles du second : 3, 0^9. Tourmaline jaune roussâtre de Gouverneur parmi les tour malines mixtes : 3,049.
L'axe optique est négatif; les indices de réfraction sont 1 ^6444 pour le rayon ordinaire, 1,6240 pour l’ordinaire en lumière rouge dans une tourmaline incolore, d’après Des Cloizeaux.
Les cristaux colorés offrent en général un dichroïsme très net.
Ç Axiale brun jaunâtre | violet brun | pourpre ’
Couleurs < j ;
( transversale vert d asperge J bleu verdâtre 1 bleuâtres
Les couleurs sont très variables, quelquefois dans un même cristal, qui offre un prisme intérieur rose enveloppé de vert, ou des couleurs blanches, noires, rouges étalées les unes au dessus des autres.
Tourmalines. — Les belles tourmalines rouges de Sibérie sont Il taillées comme des rubis (rubellites) par les lapidaires.
N Propriétés thermiques . — L’ellipse isotherme produite sur une face parallèle à l’axe principal a toujours son grand axe transversal.
Propriétés électriques. — Les tourmalines sont électropolaires par échauffement ou refroidissement, tout le temps que persiste le mouvement de la température. Le pôle le plus chargé de facettes est positif pendant le refroidissement; l’autre plus obtus est négatif.
Propriétés pyrognostiques . — Au chalumeau, certaines tourmalines fondent avec boursoufflement (un grand nombre des noires ferrugineuses), d’autres sans bouillonner ; quelques-unes se gonflent sans fondre (tourmalines lithiques, dites apyres). Au rouge vif, elles dégagent du (lorure de silicium et de bore et leur poussière devient attaquable par l’acide fluorhydrique. Avec le bisulfate de potasse et le lluorure de calcium, elles donnent à la flamme une coloration verte fugitive (fluorure de bore). La perte au feu est de 2 à 2,70 0/0. L’acide sulfurique ne les attaque qu’incomplètement.
SILICATES COMPLEXES
Principales variétés : T. noble , rubellites sibérites , d’un rouge violet, carmin, pourpre, rose, disséminées dans un granité ou dans les argiles provenant de la décomposition de celte roche, à Schaïtansk, avec mica lépidolithe, etc.
Au Brésil, les tourmalines se rencontrent en cristaux roulés, informes, gros comme des haricots (Feijao) dans les sables diamantifères. A Pile d’Elbe, ils sont engagés dans un granité à gros éléments. Eu général, on les trouve en gros cristaux en aiguilles, ^dans le granit, le gneiss, les pegmatites; quelquefois en inclusions dans le quartz; dans les alluvions provenant de la désagrégation des roches cristallines, avec zircon, cassitérite, etc.
En lames minces, au microscope, comme ses variétés engagées dans les roches sont toujours de couleur foncée, brune, bleue ou noire, la tourmaline conserve un dichroïsme très net. L’extinction maximum a lieu lorsqu’on place ses prismes ou tronçons de prismes perpendiculaires à la section principale du polariseur, ce qui la distingue de l’amphibole.
Axinite. — Silicoborate d’alumine, de fer, de manganèse et de chaux qui pourrait être représenté par la formule :
Clivages C1, g\ Dureté voisine de 7 ; F|r 263
densité : 3,3 environ. Couleurs : brun de girofle ou violâtre; parfois gris de fumée; vert pâle par suite du mélange avec la chlorite. L’axinite présente combinées les dispersions inclinée et horizontale p <u. Les indices de réfraction sont :
Les cristaux sont des prismes tricliniques pm — 1 34°48 ; pt ~ 1 1 5°3 9 ; pf' — 1 43°3o' ; pil,i39°7'; V9' — 93°io' à dr; pli i24°33'. Ils offrent des dièdres aigus d’environ 45°, ce qui les a fait appeler l’espèce axinite par Haüy (fig. 263).
nfJ — 1 681 nm zzz 1,6779 np— 1,672 (D ).
LES MINERAUX
En regardant au travers d’une lame normale à un axe optique, on aperçoit deux branches d’hyperboles, dont chacune offre deux couleurs ; un seul nicol suffit pour voir des anneaux colorés circulaires. Bissectrice aiguë négative, presque normale à V ; plan des axes normal à l’arête mt et faisant 4o° avec mi1. En lames minces, ils sont presque incolores ou légèrement violacés et sensiblement dichroïques. L’axinite donne au chalumeau les caractères du manganèse et du bore. Elle est attaquable par l’acide chlorhydrique après fusion. Elle est fusible en perle verte, noire au feu oxydant.
Sphène. — CaChSiO2 + 0aO2TiO2, ou CaTiSiO5 silicotitanate de chaux. Les formes cristallines ont la symétrie clinorhombique.
mm — 1 i3°3i' ; ph! — 1 i9°43 ; pdl /2 = i4i°44/; pe1/2 — 1239059'.
On observe aussi or, o1, b etc. Les cristaux se groupent suivant h1
avec rotation de 1 8o° d’un des individus autour de la normale au plan de macle et le groupe en forme de fond de bateau (fig. 264), est souvent dit canaliculé.
On rencontre aussi des groupes ayant leur plan de jonction parallèle à p, ou à a3/4 dans la greenovite.
Les clivages les plus faciles sont parallèles à m ; il y en a de moins nets suivant h' et b' ; d’assez nets suivant d}! 2 dans la greenovite.
Le plan des axes optiques est gl‘ la bissectrice aiguë normale à o2 fait 39° environ avec g1 h*.
Les indices de réfraction sont très élevés.
ng — 2o5 nm — 1,92 np — i,9i33 dans sphène d’Iéna, d’après Butz. Le pléochroïsme est faible ; la dispersion est très forte. On a observé 2Es= 55 à 56* ; 2Ey =34°. Les cristaux sont pyroélectriques.
Sur g\ l’ellipsoïde thermique a son grand axe presque vertical.
SILICATES COMPLEXES
Couleurs. Les cristaux sont transparents et peu colorés, ou d’un jaune verdâtre (Saint-Gothard) ou en partie rouges et en partie verts : la variété appelée Lêdérite, peu transparente, ferrifère, est ^brune , la greenovite, riche en manganèse, est rose et a la poussière rougeâtre. Les cristaux ont l’éclat adamantin.
La dureté est d’environ 5,5. La densité, de 3,4 à 3,6, permet de séparer facilement le sphène des éléments incolores des roches. Comme il contient peu de fer, on le sépare des éléments noirs très ferrifères au moyen d’un électro^aimant.
Le sphène fond sur les bords en bouillonnant. Il est attaqué par l’acide sulfurique concentré. Il colore les perles de borax et •de sel de phosphore en lilas au feu réducteur.
En lames minces, il présente des hexagones allongés, des triangles, et, dans ses sections transverses, des rhombes aigus, des bandes terminées par des pointements également aigus. Le plan de jonction des groupes se manifeste par des lignes parallèles aux diagonales qui joignent les angles aigus des rhombes ; les clivages par de petites fissures.
Dans les roches trachytiques les cristaux sont plus clairs et dans les syénites plus foncés.
Le haut indice de réfraction 4,9 en moyenne donne un grand relief aux lames minces et les cristaux s’irisent en lumière polarisée, montrant des couleurs éclatantes et variées dans leurs régions les plus voisines.
Le sphène des roches trachytiques enveloppe des éléments plus anciens : apatite, zircon, etc., peu d’inclusions vitreuses.
Il abonde comme élément accessoire dans les roches acides, surtout dans les granités à amphibole, les syénites, diorites, syénites éléolithiques, trachytes, phdnolithes. Il se rencontre en assez grande quantité dans les schistes cristallins riches en éléments magnésiens et ferreux, gneiss et schistes amphiboliques; il est plus rare dans les roches éruptives basiques.
M. Hautefeuille l’a reproduit en fondant de l’acide silicique et de l’acide titanique dans un excès de chlorure de calcium.
LES MINÉRAUX
Tliorite. Th02Si02(ThSi04). — D’un jaune orangé, elle a les formes et les propriétés optiques du zircon.
Xénotime. — Malgré la différence de sa composition chimique, le xénotime 3(Y,Ce)OP2Os montre également lès formes très voisines de celle du zircon et des propriétés optiques analogues.
