- Rutile
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Rutile
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1]
Rutile sur Chlorite - Carrière de Trimouns, Ariège, France Général Numéro CAS Classe de Strunz 4.DB.05Classe de Dana 4.4.1.1Formule brute TiO2 Identification Masse formulaire[2] 79,866 ± 0,002 uma
O 40,07 %, Ti 59,93 %,Couleur Noir, Rouge sombre, Jaune vif Classe cristalline et groupe d'espace ditétragonale dipyramidale ; 4/mmm Système cristallin tétragonal Réseau de Bravais Primitif P Macle sur {101} (macle en genou), sur {321} (macle en cœur) Clivage bon sur {110}, peu net sur{100} Cassure Irrégulière, conchoïdale Habitus octaédrique Échelle de Mohs 6 - 6,5 Trait brun jaune ; rouge ; gris verdâtre ; jaune ; brun clair Éclat adamantin, brillant, submétallique, gras Propriétés optiques Indice de réfraction nω = 2,605 - 2,613 nε = 2,899 - 2,901 Biréfringence Uniaxial (+) ; 0,2870-0,2940. Fluorescence ultraviolet aucune Transparence Transparent à translucide, ou opaque Propriétés chimiques Densité 4,2 - 4,3 Température de fusion 1843 °C Propriétés physiques Magnétisme aucun Radioactivité aucune Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. Le rutile est une espèce minérale composée de dioxyde de titane de formule TiO2 avec des traces de Fe (près de 10 % parfois) ; Ta;Nb;Cr;V;Sn. Il est trimorphe avec la brookite et l'anatase. Il est la forme la plus stable de dioxyde de titane et est produit à haute température, la brookite se formant à des températures plus basses et l'anatase formée à des températures encore plus basses.
Sommaire
Historique de la description et appellations
Inventeur et étymologie
Décrit par Abraham Gottlob Werner en 1803. Le rutile dérive son nom du latin rutilus, rouge, en référence à sa couleur rouge profonde observée dans quelques spécimens par lumière transmise.
Topotype
- Cajuelo, Vuitrago, Burgos, Castille et Leon, Espagne
Synonymie
Il existe pour ce minéral de nombreux synonymes[3] :
- cajuélite (en référence au topotype de l'espèce)[4] ;
- crispite : d'après le Crispalt, Massif du St Gothard Suisse (Delametherie, 1797)[5] ;
- dicksbergite (Igelström, 1896), d'après la localité de Dicksberg, Wermland, Suède[6]
- édisonite (Hidden, 1888) : trouvé à Whistnant gold mine, Comté de Polk, Caroline du Nord par Hidden en 1879[7]
- gallitzinite
- naumannite (Koksharov, 1854)
- paraedrite[8]
- rutilite[9]
- titane oxydé (Haüy, 1801)[10]
- titanite (Richard Kirwan, 1796)
Caractéristiques physico-chimiques
Critères de détermination
- Habitus
- En cristaux rouges sombres à opaque pouvant atteindre 25 cm provenant des roches fortement métamorphiques[11].
- En groupes de cristaux aciculaires en inclusion dans le quartz (les « flèches d'amour » venant des Grisons, Suisse ou « cheveux de Vénus »). Agrégats aciculaires rayonnants en 6 faisceaux à partir d’un noyau d’hématite.
- Cristaux microscopiques orientés dans des pierres précieuses expliquant la présence d'étoile dans les saphirs « étoilés », les rubis « étoilés » et autres pierres « étoilées », un phénomène optique connu sous le nom d'astérisme, qui est retrouvé également dans d'autre minéraux comme la biotite ou les feldspaths
Variétés
- Ilménorutile : variété de rutile riche en niobium de formule Fex(Nb,Ta)·4Ti1-xO2. Décrite initialement dans les monts Ilmen, Chelyabinsk Oblast', Urals Russie, qui ont inspiré le nom.
- Occurrences
- Canada
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- Francon quarry, Montréal, Québec[12]
- France
- Isérite (Janovsky) (Syn: Isérine[15]) : variété douteuse riche en fer en passe d'être déclassé[16].
- Nigrine : variété de rutile riche en fer dénommée pour sa couleur très sombre ; le genre est masculin[17].
- Sagénite (Saussure 1796) : c'est une variété d'habitus qui désigne des formes polymaclées en réseaux. « Ces petits crystaux se croisent ordinairement sous les mêmes angles, de manière à former des réseaux dont les mailles sont des parallèlogrammes; cette singulaire propriété m’a paru propre à déterminer le nom de la pierre; je l’ai nommée Sagenite, du mot grec & latin sagena, qui signifie un filet[18]. »
- Strüverite (Zambonini 1907) : variété de rutile de formule (Ti,Ta,Fe)O2 dédiée au minéralogiste Italien Giovanni Strüver (1842-1915), professeur à l'université de Rome[19]. Présente en France dans la mine du Cap Garonne, Le Pradet, Var, Provence-Alpes-Côte d'Azur.
Cristallochimie
Le rutile sert de chef de file à un groupe : le groupe du rutile, qui rassemble des espèces dont la formule générique est M4+O2. Toutes cristallisent dans le système tétragonal, de classe ditétragonale dipyramidale et de groupe d'espace P42/mnm. Toutes présentent un habitus similaire allongé sur {001} et strié, avec des macles sur {101} et {301}.
Groupe du rutile Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace Argutite GeO2 4/mmm P42/mnm Cassitérite SnO2 4/mmm P42/mnm Ilménorutile (Ti,Nb,Fe)O2 4/mmm P42/mnm Strüverite (Ti,Ta,Fe)O2 4/mmm P42/mnm Paratelurite TeO2 4/mmm P42/mnm Pyrolusite MnO2 4/mmm P42/mnm Plattnérite PbO2 4/mmm P42/mnm Rutile TiO2 4/mmm P42/mnm Stishovite SiO2 4/mmm P42/mnm Cristallographie
Il s'agit d'un minéral quadratique (ou tétragonal), cristallisant dans le groupe d'espace P42/mnm (no 136) avec Z = 2. Sa notation Strukturbericht est C4. Les paramètres de la maille conventionnelle sont a = 4,5933 Å et c = 2,9592 Å (V = 62,43 Å3)[20],[21].
Le rutile a une densité théorique de 4,250 g⋅cm-3 mais la densité généralement mesurée est de 4,230 g⋅cm-3.
Les cations Ti4+ sont entourés par 6 anions O2– en coordination octaédrique allongée. Les anions O2– sont en coordination triangulaire de Ti4+. La longueur de liaison Ti-O moyenne est de 1,955 Å.
Les octaèdres TiO6 sont reliés entre eux par leurs arêtes et forment des chaînes le long de la direction [0
0
1] ; ces chaînes sont reliés entre elles par les sommets des octaèdres dans les directions [1
1
0] et [1
1
0].
- Macles
- Fréquentes sur {101} (macle en genou), souvent multiples, cycliques (huit sous-individus forment un anneau).
- Macles sur {321} (macle en cœur).
- Réseau en sagénite, combinaison, répétée dans l’espace, des deux lois de macle précédentes.
Gîtes et gisements
Gîtologie et minéraux associés
- Gîtologie
- Minéral accessoire courant dans de nombreuses roches métamorphiques (gneiss, micaschistes, granulites, éclogites, etc.)
- Dans les roches magmatiques (granites, syénites, etc.) et des pegmatites et filons de quartz
- Dans des sables alluvionnaires
- Présent dans les roches lunaires
- Présent dans des météorites
- Minéraux associés
Adulaire, albite, anatase, apatite, brookite, calcite, chlorite, hématite, ilménite, pyrophyllite, quartz, titanite.
Gisements producteurs de specimens remarquables
- Canada
- Kimmirut (Lake Harbour), Ile de Baffin, Territoire Nunavut
- Espagne
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- Cajuelo, Vuitrago, Burgos, Castille et Leon (Topotype)
- France
Croissance des minéraux
Synthèse
Le rutile synthétique fut produit pour la première fois en 1948 et est vendu sous plusieurs noms (lustérite, titania, etc.). Il réfracte fortement la lumière. Il peut être fabriqué dans une diversité de couleurs, mais pas dans un blanc transparent pur, étant toujours légèrement jaune. En raison de son apparence bizarre il est rarement utilisé en bijouterie. Il n'est pas très dur, à peu près 6 sur l'échelle de Mohs. Le substitut du diamant presque sans couleur est vendu sous le nom Titania.
Galerie
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Rutile - Kimmirut ,Territoire Nunavut, Canada - 6,7×3,5 cm -
Inclusions de Rutile dans le quartz - Minas Gerais - Brésil (3,5×2,5 cm) -
Rutile taillé Minas Gerais - Brésil 3,79 Ctd
Utilité
- Minerai de titane
- Les pierres gemmes peuvent être taillées.
Notes et Références
- La classification des minéraux choisie est celle de Strunz.
- Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk
- Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM «
- André Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart, Pierre Jean François Turpin et Frédéric Georges Cuvier, Dictionnaire des sciences naturelles, 1817, p. 173
- André Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart, Pierre Jean François Turpin et Frédéric Georges Cuvier, Dictionnaire des sciences naturelles, 1818, p.425
- Igelström, dans Geol. För. Förh, vol. 18, 1896, p. 231
- (en) Hidden, dans American Journal of Science, vol. 36, 1888, p. 272
- (en) An index of mineral species & varieties, 1955, p.44
- (en) Walter Rogers Johnson et John M. Moffat, The scientific class-book; or, a familiar introduction to the principles of physical science , vol. 2, 1836, p. 267 (texte intégral)
- René Just Haüy, Traité de minéralogie, vol. 4, 1822, p. 333
- (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Halides, Hydroxides, Oxides, vol. III, Mineral Data Publishing, 1997
- (en) Peter Tarassoff, László Horváth et Elsa Pfenninger-Horváth, « Famous mineral localities: The Francon Quarry, Montreal, Quebec, Canada », dans Mineralogical Record, vol. 37, no 1, 2006, p. 5-60
- (en) Pierre Monchoux, François Fontan, Philippe De Parseval, Robert F. Martin et Ru Cheng Wang, « Igneous albitite dikes in orogenic lherzolithes, Western Pyrénées, France: A possible source for corundum and alkali feldspar xenocrysts in basaltic terranes. I. Mineralogical Associations », dans The Canadian Mineralogist, vol. 44, no 4, 2006, p. 817-842 [lien DOI]
- C. Germain et A. Guillou, « Nouvelles découvertes minéralogiques dans les druses du granite de la carrière de Gwernavalou (Côtes d'Armor) », dans Le Cahier des Micromonteurs, no 3, 1988, p. 3-7
- Charles Félix Blondeau, Anselme Gaëtan Demarest et Jean Sébastian Eugène Julia de Fontenelle, Manuel de minéralogie, ou, Traité élémentaire de cette science, 1837, p. 142
- Magdeleine Moureau et Gerald Brace, Dictionnaire des sciences de la terre : anglais-français, français-anglais, 2000, p. 823
- A.J.M. Brochant de Villiers, Traité élémentaire de minéralogie, 1808, p. 474
- Horace Bénédict de Saussure, Voyages dans les Alpes, précédés d'un essai sur l'histoire naturelle des environs de Genève, Samuel Fauche, 1779-1796 (texte intégral)
- Zambonini, dans Acc. Napoli, Rend., vol. 8, no 3, 1907, p. 35
- Base de données PDF (powder diffraction file) de l’ICDD (International Center for Diffraction Data), fiche 00-021-1276
- Natl. Bur. Stand. (U.S.) Monogr. 25, volume 7, 1969, p. 83
- D.Descouens et P. Gatel, « Le Gisement de Talc de Trimouns », dans Monde & Minéraux, no 78, avril 1987
Annexes
Bibliographie
- Base de données PDF (powder diffraction file) de l’ICDD (International Center for Diffraction Data)
- Natl. Bur. Stand. (U.S.) Monogr. 25, volume 7, (1969)
Articles connexes
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