CHAPITRE XXXIV
SILICATES COMPLEXES.
Topaze. — Al* SiCP -f m Al*SiFl i0, silicate 'd'alumine, avec fluor. Elle cristallise en prismes orthorhornbiques {Ci*. >Xu] mm z=z i*40ij'\pel = i36°2i; pb ■'* = n6°6; pa = i58u(hj; pb1 =z ù\ j'a5i. Clivage basique très net p ; moins nets a\ ex. Les
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 don cristal à l'autre, quelquefois dans les différentes régions d'un même cristal. M. DesCloizeaui a observé 2E = 72» dans certaines topazes jaunes, 1 E = 1 20» dans une topazee incolore du Brési I .
Le plan des optiques est g' ; la bissectrice aiguë positive normal à p.
ng = 1,6188 ttm = i,6t3;5np= 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! à 3,55), à son éclat vif, mais vitreux, qui n'a rien d'adamantin.
Couleurs: jaune roussàtre, jonquille, rose pourpré (rubis du Brésil ; roseou violet pâle, lorsqu'on les a chauffées (topazes brûlées!; d'un blanc bleuâtre ou verdatre (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 coloranteest souvent comme condensée, tantôt au centre e» 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 «l'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 431
Celles de Saxe forment avec le quartz et la tourmaline noire la **oche à topazes des environs d'Anerbach, Yoigtland.
D'après S.-L. Penfield et Minot, la formule de la topaze est "Al (F, OH ']AlSi04. L'angle des axes décroit, quand le fluor est remplacé par l'hydroxyle. Ainsi la topaze de Durango, dont l'angle 2E z )'*ç)°5o' contient beaucoup de fluor, tandis que celle de Mugla (Asie Mineure;, dont l'angle 2E:= 7 i°3î', renferme peu de fluor et contient beaucoup d'eau.
Fyrosmalite. — Silicate hydraté de magnésie et de fer contenant du chlore.
La formule serait : 7*1*0,9 Fe.MnJO^SiO1 + (Fe,Mn)Cl* on (Hî,Fe,Mn),^i»,Ci2.
Système hexagonal pa* zr i4&°3<>' environ. Clivage basique parfait, m imparfait.
Axe optique négatif.
Ellipsoïde isotherme de rotation; petit axe normal au clivage basique.
Couleur. brun verdàlre. Densité : 3,o6 à 3, 18; dureté . 4 à 4*5.
Friedélité. 7H,0,yMnO,8SiO' f MnCl2. — Petites paillettes hexagonales, disséminées dans le calcaire d'Adervielle, Pyrénées. Clivage net, basique; pa* 1 iy°.
Axe optique négatif.
Couleur rose. Densité : 3,07 ; dureté variable suivant les directions de 4 à <i.
Leucophane. 2(0a,Na,jOt4SiOt + C1F1* ou (Ca,NV,Gl;» Si*0*° Fl% suivant d'autres chimistes (Ca.Na'.Gl^Sr'CrFP.
Orthorhoinbique, hémiedre. mm =: ()o°2i'; a'^a1.'- r= io7°3/.
Plan des axes optiques h1 ; bissectrice aiguë négative, normale à la bas-». Indice de ivfraction moyen 1,093 J. Angle des axes 2V — 3<>°; *E =. 74°3' et p > r.
Dureté : 3,5 à i; densité : 1,97. Couleur blanc verdàtre. Clivage basique. Fusible au chalumeau. En petites masses cristallines dans la syénite du rocher de Lammon, près l'embouchure du Langesundfjord, Norvège.
Mélinophane. — Composition très voisine de la précédente.
Prismes quadratiques, tétraédriques ; b{l- bifi = 94°,5.
Double réfraction forte n0 = 1,61 1 ; ne = 1,592. 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.
Disséminédans la syénite zirconiennede Friedrikswarn, NorAège.
Datholite. H'OaCaOBo'O^SiO* Substance transparente à
éclat vitreux, dont les formes dérivent d'un prisme monoclinique. mm = 76°38';p/i'ant. 90°6'; pe i74°3a'; po1/* i34°53'. Face p souvent ondulée ; faces o1 - striées suivant la diagonale horizontale. Clivages net lï\ difficile m et p.
Plan des axes optiques g\ Bissectrice aiguë négative presque normale à p; 2V =z74ol/*. Indice de réfraction moyen i,653 pou» 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 HC1. 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 (Schorëleclrique, Emeraude du Brésil, Indicolithe, Rubellite, Apyrile, Tire-cendres).
Silicoborates d'alumine, de fer, de manganèse, de magnésie, de chaux, de potasse, de soude, de lithine avec fluor.
Rammelsber^ les classe chimiquement de la façon suivante, en représentant par M les métaux monoatomiques : K*,NaB,Li*, par M tes métaux diatomiques : Ca,Mg,Mn :
SILICATES COMPLEXES
I (M M)»Al*BotSi*0,° II (MM)»ArfBo4Si*04i, ce qu'on peut écrire, en posant : R = (M, M)
1 3ROv9ATO',Bo>Oa>4SiO> Il 3RO,6ArOl,2BotO>,9SiO\
Le premier groupe comprend le plus grand nombre des espèces jaunes, brunes ou noires, renfermant 3a 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 a 0/0 de lithine, où le fer manque à peu près complètement, où l'alumine atteint là proportion de 42 à 44 0/0 . Dans la tourmaline de Nischne-Iasetsk, Oural, il y a 1 3,79 de Bo'O'.
La silice varie de 37 à 41 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 1 33° dont on appelle les faces p (fig. 26a). II varie de i33°/ (tourmaline rouge de Sibérie), à i33°i3 (tourmaline noire de Sibérie), i34° dans des tourmalines blanches.
Au rhomboèdre p s'associe le rhomboèdre e^desscalénoèdres; 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 e*, 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, rayonnes. Les seuls clivages observés sont parallèles à p et imparfaits. Densité : 3,o35. Tourmaline jaune
Fig. 2G2.
de Windischkappel : 3, 009. Tourmaline de l'île d'Elbe : 3, 162. Tourmaline noir bleuâtre de Sarapuîsk (parmi celles du premier groupe) : 3,082. Tourmaline rouge de Schaïtansk : 3,02*2. Tourmaline incolore et rougeatre de l'île d'Elbe, parmi celles du second : 3,o {<). Tourmaline jaune roussatre de Gouverneur parmi les tourmalines mixtes : 3,0*9.
L'axe optique est négatif; les indices de réfraction sont i^(>44i 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 dichroîsme très net.
C Axiale brun jaunâtre f violet brun | pourpre
Cjuleurs< , 1
( transversale vert d'asperge j bleu verdàtrel bleuâtre
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 taillées comme des rubis (rubellites) par les lapidaires.
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 échauflement 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 pijrognosliques. — 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 apijres). Au rouge vif, elles dégagent du dorure de silicium et de bore et leur poussière devient attaquable par l'acide fluorhydrique. Avec le bisulfate de polasse et le fluorure de calcium, elles donnent àja flamme une coloration verte fugitive f fluorure de bore). La perle au feu est de a à 2,70 0/0. L'acide sulfurique ne les attaque qu'incomplètement.
HT
SILICATES COMPLEXES
Principales variétés : T. noble, rubellites, sibériles, d'un rouge violet, carmin, pourpre, rose, disséminées dans^un granité ou dans les argiles provenant de la décomposition de cette 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 l'ile d'Elbe, ils sont engagés dans un granité à gros éléments. Eu général, on les trouve en gros cristaux en aiguilles, J 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 ter, de manganèse et de chaux qui pourrait être représenté par la formule :
(Ca,MgfKV(Al,Mn,Fe)iBo,S!lOn = 3 Ca,Mg,K* 0,i [ Al\ Mn',Fe')
OaBo,0'8SiO\
Les cristaux sont des prismes tricliniques pm -j= i3j"48; P* — » i5»3cj; pf' = t j3°3u'; P'W;'; P</ = <j3°io'à dr; pli i24°33'.
Ils offrent des dièdres aigus d'environ i5°, ce qui les a fait appeler l'espèce axinite par Haûy (fig. 263).
Clivages C, ./. Dureté voisine de 7 ; densité : 3,3 environ. Couleurs : brun de girofle ou viohltre; parfois gris de fumée; vert pale par suite du mélange avec la chlorite. L'axinite présente combinées les dispersions inclinée et horizontale ? <>;. Les indices de réfaction sont :
n9=i 681 nw = 1,6779 nP— 1,672 (D ).
Fl*. 263.
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 ï ; plan des axes normal à l'arête mt et faisant io° avec mi\ En lames minces, ils sont presque incolores ou légèrement violacés et sensiblement dichroïque8. 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. — CaOaSiO1 + CaChTiO", ou CaTiSiO» silicotitanate de chaux. Les formes cristallines ont la symétrie clinorhombique.
m?w=:it303i'; pA'z=ii9°43; pd*/2 = 1410441; p^/* — 1239039'.
On observe aussi 0', o\ 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
Fig. 264. ° r
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 rf1/2 dans la greenovite.
Le plan des axes optiques est g* ; la bissectrice aiguë normale à o* fait 390 environ avec jfAf.
Les indices de réfraction sont très élevés.
n0 zz ao5 nm=z 1,92 np — 1,9133 dans sphène d'Iéna, d'après Butz. Le pléochroïsme est faible; la dispersion est très forte. On a observé 2E5 = 55 à 56* ; 2E« =34°. Les cristaux sont pyroélectriques.
Sur g\ l'ellipsoïde thermique a son grand axe presque vertical.
SILICATES COMPLEXES 437
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 Lédérite, peu transparente, ferrifëre, 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. Gomme il contient peu de fer, on le sépare des éléments noirs très ferrifères au moyen d'un électro-aimant.
Le spfaène 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 1,9 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, phonolithes. 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 Ta reproduit en fondant de l'acide silicique et de l'acide titanique dans un excès de chlorure de calcium.
Thorite. ThO*SiO\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,OP*0* montre également les formes très voisines de celle du zircon et des propriétés optiques analogues.
