Fayalite

Fayalite Catégorie IX : silicates[1]
Fayalite - Coso Hot Springs, Californie, États-Unis - (XX 1 mm)
Général
Classe de Strunz	9.AC.05
Formule brute	Fe2O4SiFe2SiO4
Identification
Masse formulaire[2]	203,773 ± 0,006 uma Fe 54,81 %, O 31,41 %, Si 13,78 %,
Couleur	verte, jaune, brune, noire
Classe cristalline et groupe d'espace	dipyramidale; Pbnm
Système cristallin	orthorhombique
Réseau de Bravais	primitif P
Macle	possible
Clivage	peu net à 010}
Cassure	conchoïdale
Échelle de Mohs	6,5 - 7
Trait	blanc
Éclat	vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	α=1,731-1,824 β=1,760-1,864 γ=1,773-1,875
Pléochroïsme	faible : vert pomme / jaune foncé / vert clair
Biréfringence	Δ=0,042-0,051 ; biaxe négatif
Dispersion	2vz ~ 0,015
Fluorescence ultraviolet	nulle
Transparence	transparente à translucide
Propriétés chimiques
Densité	4,39
Température de fusion	1208 °C
Fusibilité	fond et donne une boulette magnétique
Solubilité	soluble dans HNO3
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La fayalite, est une espèce minérale du groupe des silicates et du sous-groupe des nésosilicates constituée de dioxyde de silicium (SiO₂) et de fer. Elle possède ainsi la formule chimique Fe₂SiO₄ avec des traces ou impuretés en manganèse (Mn). Relativement rare dans la nature elle est très fréquente dans les scories de l'industrie du fer. La fayalite est ainsi le pôle pur ferreux de l'olivine (le pôle pur magnésien étant la forstérite).

Inventeur et étymologie

Décrite en 1840 par Christian Gmelin^[3], son nom vient de l’île Fayal dans les Açores, où elle fut découverte^[4].

Topotype

Ile Fayal dans les Açores au Portugal.

Propriétés physiques

Très dure, de densité de 6,5 – 7 selon l’échelle de Mohs, la fayalite se forme à des températures en dessous de 350 °C, température plus basse que la forstérite. Elle nécessite également un fort ratio eau/minéral et une pression élevée correspondant à un fort ratio H2/H2O.

Cristallographie

• Paramètres de la maille conventionnelle : a = 4.76, b = 10.2, c = 5.98, Z = 4; V = 290.34
• Densité calculée= 4.66

Cristallochimie

Elle forme une série avec la forstérite d'un part et la tephroite d'autre part. Elle fait partie du groupe de l'olivine.

Groupe de l’olivine

Les membres de ce groupe répondent à la formule Me₂SiO₄ où Me peut être le calcium, le magnésium, le manganèse, le fer, et/ou le nickel.

• Fayalite
• Forstérite
• Glaucochroite
• Kirschsteinite
• Laihunite
• Liebenbergite
• Monticellite
• Olivine
• Tephroite

Gîtologie

La fayalite se trouve communément dans les roches basiques et ultrabasiques, donc volcanique et plutonique, un peu moins dans les roches plutoniques felsiques et très rarement dans les granites pegmatiques, dans les lithophysae, les obsidiennes, les roches métamorphiques riches en sédiments métalliques et dans les phylosilicates. La fayalite coexiste habituellement avec de la troïlite, kamacite, magnétite, chromite, Ca-Fe pyroxène, les roches carbonatées impures. La Fayalite avec le quartz est stable à faibles pressions, alors que l’olivine magnésienne ne l’est pas. La fayalite réagit avec l’oxygène afin de produire la magnétite et du quartz, les trois minéraux composant le tampon oxygéné « FMQ ». La réaction est alors utilisée pour calculer la fugacité des enregistrements d’oxygène dans les assemblages des minéraux métamorphiques et les processus des roches ignées.
La fayalite est présente dans certaines météorites.

Minéraux associés

La fayalite est souvent associée à : l’augite, le plagioclase, le microcline, le quartz, l’apatite, la magnétite, l’ilménite, aux spinelles, l' hedenbergite, l’arfvedsonite, et l’amphibole.

Synonymie

• Iron-Chrysolite
• péridot ferrugineux (Fellenberg 1840)^[5]

Variété

• Hortonolite , variété de la série fayalite-forstérite qui peut aussi être considérée comme une variété de fayalite riche en Mg. Décrite par G.J.Brush en 1869^[6].
• Knébélite, Terme intermédiaire de la série fayaite-tephroite, elle peut être considérée comme une fayalite riche en Mn. Décrite par J.W. Dobereiner en 1817 le mot dérive du patronyyme du découvreur le major Knebel^[7],[8].

Gisements remarquables

• Allemagne

• Nickenicher Sattel (Eicher Sattel), Eich, Andernach, Eifel, Rhin-Palatinat ^[9]

• Canada

• Blue Bell mine, Riondel, Colombie-Britannique

• États-Unis

Les gites où sont présentes les fayalites les plus pures sont aux États-Unis.

• St. Peters Dome area, near Pikes Peak,
• El Paso Co., Colorado; at Obsidian Cli®,
• Coso Hot Springs, parc national de Yellowstone, Wyoming
• Inyo Co., California; at Rockport,
• Essex Co., Massachusetts;
• from Monroe, Orange Co., New York;
• in the Iron Hill mine, Cumberland,
• Rhode Island, Comté de Providence

• France

• Charbonnier, Landos, Pradelles, Haute-Loire, Auvergne
• Rascas - Valpayette Mines, Les Mayons, Var

Critères de reconnaissance

Quand elle fond, elle donne une boulette magnétique et elle est soluble dans le HNO3.

Notes et Références

- Dana, E.S. (1892) Dana's system of mineralogy, (6th edition), 456{457, 451{456 [chrysolite]. - Deer, W.A., R.A. Howie, and J. Zussman (1982) Rock-forming minerals, (2nd edition), v. 1A, orthosilicates, 3{336. - smyth, J.R. (1975) High temperature crystal chemistry of fayalite. Amer. Mineral., 60, 1092{1097. - Rock Forming Mineral, London,2ND,V.1A,2(1982) - NAME( Ford32) PHYS. PROP.(Enc. of Minerals,2nd ed.,1990) OPTIC PROP.(Heinrich65) O'Neill, H.St.C. (1987): The quartz-fayalite-magnetite equilibria and free energies of formation of fayalite (Fe2SiO4) and magnetite (Fe3O4). American Mineralogist: 72: 67-75. Mineralogical Magazine (1998): 62: 607. - Deer, W. A., Howie, R. A., and Zussman, J. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (2nd ed.). Harlow: Longman ISBN 0-582-30094-0 - Hartung, G. (1860): Die Azoren in ihrer äußeren Erscheinung und nach ihrer geognostischen Natur, Leipzig, Verlag von Wilhelm Engelmann Handbook of Mineralogy (Anthony et al.), 2 (1995), 234 Zolotov, Mikhail Yu.; Mironenko, Mikhail V.; Shock, Everett L., Meteoritics & Planetary Science, Volume 41, Issue 11, Pages 1695-1835 (November 2006) , pp. 1775–1796(22)

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