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Hubéite

minéral

Hubéite
Catégorie IX : silicates[1]
Image illustrative de l’article Hubéite
Général
Symbole IMA Hub
Classe de Strunz
9.BJ.60
Classe de Dana
57.02.03.02
Formule chimique Ca2Mn2+Fe3+Si4O12(OH) · 2H2O
Identification
Couleur brun foncé à brun clair en cristaux plus fins
Système cristallin Triclinique
Classe cristalline et groupe d'espace 1 - pinacoïdale
P1
Clivage distinct/Bon sur (001)
Cassure conchoïdale
Habitus Agrégats – Composés de nombreux cristaux ou amas individuels.

Radial - Les cristaux rayonnent à partir d'un centre sans produire de formes stellaires (par exemple la stibine). En rosette - Agrégats tabulaires groupés ressemblant à des pétales de fleurs de rose.

Faciès légèrement allongée le long de l'axe b avec une section transversale rhombique. Formes dominantes {001}, {101} et mineures {100}, {11} et {352}.
Échelle de Mohs 5
Trait brun-orange clair
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction nα = 1,667(1),
nβ = 1,679(1),
nγ = 1,690(1)
2V = 89° (2) (mesuré), 87° (calculé)
Biréfringence δ = 0,023 - biaxe
Pléochroïsme fort. X = jaune-brun ; Z = brun jaune foncé
Transparence oui
Propriétés chimiques
Densité 3,02(2) g/cm3 (mesurée), 3,01 g/cm3 (calculée)
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le minéral hubéite, Ca2Mn2+Fe3+[Si4O12(OH)]·(H2O)2, est un sorosilicate du groupe de Si4O13[2]. Structurellement, elle appartient également au groupe de l'akatoréite. Elle a été découverte et nommée d'après la province du Hubei, en Chine où il y est courant de trouver du minerai de fer. Elle se présente principalement sous forme d’agrégats de cristaux en forme d’éventail de couleur brun foncé à brun pâle, avec un trait brun orangé et vitreux. L'hubéite a une dureté de 5,5 sur l'échelle de Mohs, un bon clivage et une cassure conchoïdale[3]. Sa structure cristalline est triclinique avec un groupe spatial de P1. La structure de l'hubéite est très rare et, en fait, il n'existe qu'un seul autre minéral qui correspond au groupe de Si4O13 : la ruizite.

L'hubéite a été découverte par Hawthorne et al. en 2002[4] dans les mines de Daye, dans la province chinoise du Hubei. Elle est décrite comme un sorosilicate, sur la base de sa formule[5]. Elle est apparentée à l'inésite[5], la ruizite[4] et l'akatoréite[6].

Composition modifier

Pour analyser la composition, une microsonde électronique a été utilisée en mode dispersion de longueur d'onde[4]. La quantité de (OH) et (H2O) a été acquise par solution solide et raffinement, sur la base de travaux antérieurs de Hawthorne et al., 1990[7]. Pour assurer la présence de groupes (OH) et (H2O), un spectre infrarouge a également été enregistré[4].

Propriétés physiques et optiques modifier

L'hubéite se présente le plus souvent sous forme d'agrégats de cristaux entrecroisés (fig.1), avec des dimensions généralement inférieures à 5 mm de diamètre. Les cristaux individuels, mesurant jusqu'à 1 mm, exhibent des faces bien développées[4]. Sa couleur varie du brun pâle au brun foncé, en fonction de la taille des cristaux (fig. 2). Parmi les autres caractéristiques, il y a le trait brun orange pâle, l'éclat vitreux et un clivage net parallèle à l'axe c. La fragilité de l'hubéite se manifeste par une cassure conchoïdale, avec une dureté de 5,5 sur l'échelle de Mohs, ainsi qu'une densité de 3,02[2]. En ce qui concerne ses propriétés optiques, elle présente un fort pléochroïsme, un mode biaxe avec un signe optique indéterminé, et possède une biréfringence maximum de 0,023 (γ-α)[3].

Fig 1- Agrégat en nœud papillon de cristaux d'hubéite
Fig 2- Représentation couleur de l'hubéite

Structure modifier

Les cristaux étudiés pour analyser la structure de l'hubéite ont été prélevés en Chine à la mine de Daye, province de Hubei. Une première évaluation de la structure minérale a été réalisée en analysant les données d'intensité des rayons X, suivie d'une étude plus approfondie utilisant une microsonde électronique (Hawthorne et al., 2004). L'hubéite présente une structure triclinique, de classe P1. Fondamentalement, deux sites Ca sont présents dans la structure de l'hubéite, le premier sous la forme d'un octaèdre et le deuxième coordonné par 6 atomes d'oxygène à la même distance, avec un atome d'oxygène supplémentaire plus éloigné et disposé dans un octaèdre augmenté[5]. Il existe également 4 sites pour Si dans une disposition tétraédrique, le quatrième site se liant à un groupe OH formant un groupe acide-silicate (SiO3(OH))[5]. De plus, il existe 2 sites d'oxygène liant 2 atomes de Si, créant ainsi un sorosilicate[4]. La séquence [Si4O13] représente un fragment de chaîne à quatre chaînons de tétraèdres selon Hawthorne et al. (2004). Le seul autre minéral sorosilicate qui présente la même configuration à quatre chaînons est la ruizite[8]. La principale différence entre les deux minéraux est la valence du Mn et la présence de Fe3+ pour l'hubéite[4]. La ruizite appartient au groupe des sorosilicates [Si4O13][9] et lorsqu'elle a été découverte, elle ne ressemblait pas beaucoup aux autres silicates Ca-Mn déjà connus[10], et maintenant avec la découverte de l'hubéite, il est plus facile de comprendre ce groupe. Les deux autres sites dans la structure sont remplis de Fe avec CN=6 et de Mn avec CN=6, étant l'une des liaisons à OH dans le cas Mn.

La structure hétéropolyédrique de l'hubéite se compose de couches alternées de tétraèdres et de différents polyèdres parallèles à {001}[5]. Les couches tétraédriques sont formées par des coins partageant [Si4O13], et l'autre couche alternée est composée des arêtes polyédriques partageant [6], [7] et [8] Ca, Mn2+ et Fe3+[5]. C'est cette dernière caractéristique qui relie l'hubéite au groupe de l'akatoréite. Celle-ci comme l'hubéite, est triclinique, de groupe spatial P1[6].

La structure de l'hubéite est associée à l'akatoréite en raison de cette caractéristique, avec des feuilles alternées d'octaèdres et de tétraèdres, parallèles à {101}[6]. De plus, l'association de l'hubéite avec l'inésite dans les mines de Daye est confirmée par des similitudes structurelles, bien que l'inésite soit un cyclosilicate, et l'hubeite résulte de la modification de deux cycles tétraédriques[5]. La principale différence est que l'inésite est un cyclosilicate, et en fait, en omettant 2 des 6 tétraèdres qui forment le cycle tétraèdre, et si l'autre cycle à 8 chaînons est brisé et hydroxylé, le nouvel arrangement devient une hubéite[5]. Ceci ne fait que confirmer l'association hubéite et inésite dans les mines de Daye[5].

Occurrence géologique modifier

L'hubéite est principalement associée à un assemblage de skarn avec de l'inésite rose, de l'apophyllite incolore, du quartz, de la pyrite et de la calcite blanche incolore[5]. Ils se produisent tous ensemble à la mine Daye. L'hubéite apparaît dans deux situations différentes. Elle peut se présenter sous forme d'agrégats isolés de cristaux perchés sur du quartz blanc, ou recouvrir les deux côtés d'échantillons épais, qui sont généralement de l'inésite rose et de l'apophyllite[4] (voir figures 3 et 4).

Fig 3- Occurrence d'hubéite sur quartz
Fig 4- Occurrence d'hubéite sur inésite rose

Les gisements de ruizite sont souvent associés à l'apophyllite, à l'inésite et à la pyrite, mais l'hubéite n'est généralement pas présente dans ces localités. Cette observation suggère que l'hubéite nécessite des environnements oxydés et une concentration adéquate de fer pour se former. La mine Daye, où l'hubéite a été découverte, est un gisement de minerai de fer[11]. Cette région spécifique est caractérisée par des dépôts de roches carbonatées du paléozoïque supérieur en contact avec des plutons vieillissants entre le jurassique moyen et le crétacé moyen[12]. Selon Dingyu et al. (1982), les injections de magma riches en fer constituent la principale cause de la formation des gisements de minerai dans la région. Ces dépôts polymétalliques forment une ceinture traversant la Chine d'ouest en est[13]. La mine où l'hubéite a été initialement découverte est également une source de wollastonite prisée par les collectionneurs de minéraux.

Gisements modifier

Hawthorne et ses collaborateurs (2002) ont identifié l'hubéite dans la mine de Daye, située dans la province chinoise du Hubei. Cette découverte a contribué à la renommée de la mine, bien que cette dernière soit plus célèbre pour ses cristaux d'inésite et de wollastonite[13]. Initialement ouverte en 1966 pour l'exploration du cuivre, la mine de Daye s'est reconvertie en une importante source de wollastonite après des difficultés financières[13]. Heureusement, la région abrite d'autres gisements de type skarn riches en fer et en cuivre, contribuant significativement aux réserves nationales de ces métaux en Chine[13].

Le comté de Daye est également réputé pour ses gisements de minéraux non métalliques, même si c'est une ville majeure pour la fabrication de bronze[13]. La province du Hubei tire principalement ses revenus de la production d'or et d'argent. Elle représente également l'un des berceaux de la culture chinoise de l'âge du bronze, avec des œuvres d'art issues de la culture du fleuve Yangtsé[13]. Les débuts de l'extraction du cuivre dans cette région remontent à la dynastie Yin, tandis que l'extraction du fer a débuté sous la dynastie Qing, conférant à ces mines une signification symbolique dans la culture chinoise[13].

Le minéral a été trouvé également en Roumanie à Cavnic[14] et en Suède à Filipstad dans la mine Harstigen[15].

Notes et références modifier

  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. ↑ a et b (en) « Hubeite », sur Mindat.org (consulté le )
  3. ↑ a et b (en) « Hubeite Mineral Data », sur www.webmineral.com (consulté le )
  4. ↑ a b c d e f g et h (en) Frank C. Hawthorne, Mark A. Cooper, Joel D. Grice, Andrew C. Roberts, William R. Cook et Robert J. Lauf, « Hubeite, a new mineral from the Daye mine near Huangshi, Hubei Province, China », The Mineralogical Record, vol. 33,‎ , p. 465-471 (lire en ligne [PDF])
  5. ↑ a b c d e f g h i et j (en) Mark A. Cooper et Frank C. Hawthorne, « The crystal structure of hubeite, a novel sorosilicate mineral », The Canadian Mineralogist, vol. 42, no 3,‎ , p. 825–834 (ISSN 0008-4476, DOI 10.2113/gscanmin.42.3.825, lire en ligne [PDF], consulté le )
  6. ↑ a b et c (en) Peter C. Burns et Frank C. Hawthorne, « Edge-sharing Mn (super 2+) O 4 tetrahedra in the structure of akatoreite, Mn (super 2+) 9 Al 2 Si 8 O 24 (oh) 8 », The Canadian Mineralogist, vol. 31, no 2,‎ , p. 321–329 (ISSN 1499-1276 et 0008-4476, DOI 10.3749/1499-1276-31.2.321, lire en ligne, consulté le )
  7. ↑ (en) Frank C. Hawthorne et Joel D. Grice, « Crystal-structure analysis as a chemical analytical method; application to light elements », The Canadian Mineralogist, Mineralogical Association of Canada, vol. 28, no 4,‎ , p. 693–702. (ISSN 0008-4476)
  8. ↑ (en) Paul B. Moore, Jinchuan Shen et Takaharu Araki, « Crystal chemistry of the [M*φ2(TO4)2] sheet: structural principals and crystal structures of ruizite, macfallite and orientite », The American Mineralogist, vol. 70,‎ , p. 171-181 (ISSN 0003-004X, résumé)
  9. ↑ (en) Frank C. Hawthorne, « The crystal structure of ruizite, a sorosilicate with an [Si4O13] cluster », TMPM Tschermaks Mineralogische und Petrographische Mitteilungen, vol. 33, no 2,‎ , p. 135–146 (ISSN 0041-3763 et 1438-1168, DOI 10.1007/bf01083069, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ Willams et al., 1977
  11. ↑ (en) « Fengjiashan Mine, Daye Co., Huangshi, Hubei, China », sur Mindat.org (consulté le )
  12. ↑ Dingyu et al., 1982
  13. ↑ a b c d e f et g (en) Berthold Ottens, « The Fengjiashan Mine; Daye District, Ezhou Prefecture, Hubei Province, China », Mineralogical Record, vol. 38, no 1,‎ , p. 33-42
  14. ↑ (en) Paulina Hîrtopanu, Delia-Georgeta Dumitraş, Ştefan MARINCEA et Nicolae Călin, « Inesite, hubeite, ruizite, apophyllite, and manganoan ilvaite from cavnic, Eastern Carpathians, Romania », Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, vol. 17, no 2,‎ , p. 387–400 (ISSN 1842-4090 et 1844-489X, DOI 10.26471/cjees/2022/017/230, lire en ligne, consulté le )
  15. ↑ (se) D. Holtstam, « Hubeite från Harstigen - andra lokalen i v¨ärlden », Långbansnytt, vol. 26,‎ , p. 13-14
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