Groupe amphibole

Amphibole
Édénite-188165.jpg
Amphibole (édénite) de Bancroft, comté de Hastings, Ontario, Canada
Taille : 2,2 × 1,9 × 1,1 cm
Généralités et classement
Autres noms

Hornblende

formule chimique voir des minéraux simples
Classe minérale
(et éventuellement département) 		Silicates en chaîne et silicates en bande ( inosilicates )
Système n° à Strunz
et à Dana 		9.JJ. jusqu'à 9.DE. ( 8ème édition : VIII / F.7 à VIII / F.12)
65.00.00
Données cristallographiques
Système de cristal monoclinique ou orthorhombique
classe de cristal ; symbole 2 / m ou 2 / m 2 / m 2 / m
Propriétés physiques
Dureté de Mohs 5 à 6
Densité (g / cm 3 ) 3 à 3,6
Clivage complètement selon (110) dans les amphiboles monocliniques. Parfait selon (210) et mauvais selon (100) dans les amphiboles orthorhombiques. 2 bons clivages parallèles c forment un angle de 55° ou 125°
Pause ; Ténacité surtout cassant
Couleur variable, voir les minéraux individuels
Couleur de la ligne variable, voir les minéraux individuels
transparence transparent à opaque
éclat Verre brillant

Le groupe des amphiboles (en abrégé : amphiboles) comprend des silicates , qui sont structurellement caractérisés par des doubles chaînes de tétraèdres SiO 4 liés par des coins et dont la composition satisfait à la formule empirique généralisée suivante :

A 0-1 B 2 C 5 T 8 O 22 (OH) 2 .

Dans cette formule développée, les lettres majuscules A, B, C et T représentent différentes positions dans la structure des amphiboles. Ils sont occupés par les cations suivants :

  • A : postes vacants, Na + , K + , Ba 2+ , Sr 2+ , Ca 2+ , Li +
  • B : Ca 2+ , Na + , Mg 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Li + , Sr 2+ , Ba 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2 + , Mg 2+ , Pb 2+ , Cu, Zr, Mn 3+ , Cr 3+ , V, Fe 3+
  • C : Mg 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Li + , Al 3+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Ti 4+ , Fe 3+ , V, Cr 3+ , Mn 3+ , Zr
  • T : Si 4+ , Al 3+ , Ti 4+

Au lieu du groupe hydroxyle (OH), les amphiboles contiennent également F - , Cl - , O 2−

Les cations dominants sur les positions individuelles sont mis en évidence en gras.

Les amphiboles sont le groupe minéral ayant la plus grande variabilité chimique. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles les amphiboles apparaissent dans de nombreux paragenèses et environnements géologiques différents à travers le monde. Ils sont une composante importante des roches ignées et métamorphiques de diverses compositions et conditions de formation.

Divers minéraux de ce groupe sont appelés amiante .

Classement et nomenclature

En raison de la complexité chimique et cristallographique des amphiboles, une nomenclature uniforme n'était pas une entreprise facile. En 1997, le «Sous-comité sur les amphiboles» de «l'Association minéralogique internationale, Commission sur les nouveaux minéraux et noms de minéraux» a été continuellement simplifié jusqu'en 2003 et complété par la découverte de nouveaux amphiboles Li, Na avec un cinquième groupe. La standardisation est basée sur le contenu des différents éléments dans les positions individuelles (A, B, C, T), l'occupation de la position B étant déterminante pour la subdivision des amphiboles.

  1. Groupe : Magnésium-Fer-Manganèse-Lithium-Amphiboles : Mg + Fe + Mn + Li ≥ 1,5
  2. Groupe : Amphiboles de calcium : Mg + Fe + Mn + Li <1,5 et Ca + Na ≥ 1,00 et Na <0,50
  3. Groupe : Sodium-Calcium-Amphiboles : Mg + Fe + Mn + Li 0,50 et Ca + Na ≥ 1,00 et 0,50 ≤ Na ≤ 1,50
  4. Groupe : Amphiboles alcalines : Mg + Fe + Mn + Li 0,50 et Na 1,50
  5. Groupe : Na-Ca-Mg-Fe-Mn-Li-amphiboles : 0,50 Mg + Fe + Mn + Li 1,50 et 0,50 ≤ Na + Ca ≤ 1,50

Dans ces cinq groupes, 78 noms de base pour les amphiboles sont définis. Les écarts par rapport aux compositions énumérées ci-dessous, par ex. B. en incorporant d'autres cations non spécifiés ici dans le réseau cristallin comme le chrome, le plomb, le potassium..., est pris en compte par les préfixes de nom et les adjectifs précédents.

Préfixes dans les noms d'amphiboles

Préfixes de nom d'amphibole
préfixe sens utilisation
Titano Ti> 0,50 tous les groupes, sans Kaersutit
Alumine VI Al> 1,00 amphiboles calciques et sodiques-calciques uniquement
Ferri Fe 3+ > 1,00 Tous les groupes sauf les amphiboles sodiques
Chrome Cr> 1,00 Tous les groupes
Mangani Mn 3+ > 1,00 Tous les groupes sauf Kornit et Ungarettiit
Mangano 1,0 <Mn 2+ <2,99 Tous les groupes sauf Kornit et Ungarettiit
Permangano 3,00 <Mn 2+ <4,99 Tous les groupes sauf Kornit et Ungarettiit
Ferro Fe 2+ > Mg Tous les groupes
Magnésio Fe 2+ <Mg Tous les groupes
Zinko Zn 2+ > 1,00 Tous les groupes
potassium K> 0,50 Tous les groupes
sodium Na> 0,50 groupe 1 seulement
Chlore Cl> 1,00 Tous les groupes
Fluoré F> 0,50 Tous les groupes

Les préfixes indiquent des substitutions essentielles et font partie intégrante du nom. Ils sont placés directement devant le nom de base, dans le même mot ou séparés par un tiret.

Les adjectifs précédents décrivent des variations subordonnées dans la composition. Ils sont placés devant le nom de base comme un adjectif sans tiret (contenant du baryum, contenant du bore, contenant du plomb, contenant du nickel, etc.).

Dans les formules développées ci-dessous, les atomes entre parenthèses peuvent être substitués dans n'importe quel mélange , mais sont toujours dans la même relation avec les autres groupes d' atomes .

Magnésium-fer-manganèse-lithium-amphiboles

Si plus de 1,5 des 2 sites du réseau en position B sont occupés par Mg 2 ++ , Fe 2 ++ , Mn 2 ++ ou Li + , il s'agit d'une amphibole du groupe Mg-Fe-Mn-Li . Les amphiboles de ce groupe ont une symétrie à la fois orthorhombique et monoclinique .
Amphiboles orthorhombiques :

La plupart des amphiboles orthorhombiques cristallisent dans le groupe spatial Pnma. L'occurrence du groupe d'espaces Pnmn peut être identifiée par le préfixe Proto dans le nom.

Série anthophyllite :

Cette série comprend des amphiboles de composition Na x Li z (Fe 2+ , Mg, Mn) 7-yz Al y (Si 8-x-y + z Al x + yz ) O 22 (OH, F, Cl) 2 avec Si > 7,0 et Li < 1,0. Les maillons d'extrémité suivants forment les limites des compositions d'anthophyllite :

Série Gedrit :

Les compositions de cette série sont décrites par la même formule structurelle que la série anthophyllite, mais avec Si <7,0. La série contient les liens de fin suivants :

Série Holmquistit :

Cette série contient des amphiboles de composition [Li 2 (Fe 2+ , Mg) 3 (Fe 3+ , Al) 2 ] Si 8 O 22 (OH, F, Cl) 2 avec Li> 1,0.

Amphiboles monocliniques

Série Cummingtonite-Grunerite :

Les amphiboles de cette série satisfont à la formule générale (Mg, Fe, Mn, Li) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 avec Li < 1,0.

Série Klinoholmquistit :

Cette série est décrite par la formule structurelle [Li 2 (Fe 2+ , Mg, Mn) 3 (Fe 3+ , Al) 2 ] Si 8 O 22 (OH, F, Cl) 2 avec plus de 1,0 Li sur le B position et, surtout, moins de 0,5 Li sur la position C.

Gamme Pedrizit-Ferropedrizit :

Cette série est décrite par la formule structurelle NaLi 2 [Li (Fe 2+ , Mg, Mn) 2 (Fe 3+ , Al) 2 ] Si 8 O 22 (OH, F, Cl) 2 avec plus de 1,0 Li sur le position B et, surtout, plus de 0,5 Li en position C.

  • Pédricité du sodium : NaLi 2 (LiMg 2+ 2 Fe 3+ Al) Si 8 O 22 (OH) 2
  • Ferropédicité du sodium : NaLi 2 (LiFe 2+ 2 Fe 3+ Al) Si 8 O 22 (OH) 2

  • Anthophyllite

  • Cummingtonite

Amphiboles de calcium

Ce groupe, souvent appelé synonyme de hornblende, comprend les amphiboles monocliniques avec plus de 1,5 Ca en position B. Une autre subdivision peut être faite en fonction de l'occupation du poste A. Les membres finaux suivants appartiennent à ce groupe :

Amphiboles de calcium avec moins de 0,5 (Na, K) en position A :

Amphiboles de calcium avec plus de 0,50 Ca en position A :

Amphiboles de calcium avec plus de 0,5 (Na, K) en position A :

Amphiboles de calcium avec plus de 0,5 (Na, K) en position A et plus de 0,50 Ti :

  • Actinolite

  • trémolite

  • Pargasite

  • Actinolite (Ouralite)

Amphiboles sodium-calcium

Ce groupe comprend les amphiboles monocliniques avec plus de 1 (Ca, Na) en position B ( B (Ca, Na) > = 1,0) et des niveaux de Na en position B entre 0,50 et 1,50 apfu (atomes par unité de formule). Une autre subdivision est basée sur l'occupation du poste A. Les membres finaux suivants appartiennent à ce groupe :

Amphiboles sodiques-calciques avec plus de 0,50 (Na, K) en position A (Richterit-Katophorit-Taramit) :

Amphiboles sodium-calcium avec moins de 0,50 (Na, K) en position A (Winchit-Barroisit) :

  • Fluororichtérite

  • Richtérite

  • Taramit

Amphiboles alcalines

Ce groupe comprend les amphiboles monocliniques avec plus de 1,50 Na en position B. Ce groupe est subdivisé sur la base des teneurs en Li et Mn ainsi que des teneurs en Na en position A.

Amphiboles alcalines avec moins de 0,5 Li, (Mn 2+ + Mn 3+ ) <( VI Al + Fe 3+ + Fe 2+ + Mg) et moins de 0,50 Na + K sur la position A : Glaucophane, kit de frottement

Amphiboles alcalines avec moins de 0,5 Li, (Mn 2+ + Mn 3+ ) <( VI Al + Fe 3+ + Fe 2+ + Mg) et plus de 0,50 Na + K en position A : Eckermannite, Arfvedsonite, Obertiite, Nyboeite

Amphiboles alcalines avec moins de 0,5 Li (Mn 2+ + Mn 3+ )> ( VI Al + Fe 3+ + Fe 2+ + Mg) et plus de 0,50 Na + K en position A : Ungarettiite, Kozulite

  • Ungarettiite NaNa 2 (Mn 2+ 2 Mn 3+ 3 Si 8 O 22 (OH) 2 )
  • Kozulite Na 3 (Mn 2+ 4 (Fe 3+ , Al)) Si 8 O 22 (OH) 2

Amphiboles alcalines avec plus de 0,5 Li : Leakeit, Kornit

  • Fuite NaNa 2 (Mg 2 Fe 3+ 2 Li) Si 8 O 22 (OH) 2
  • Ferroléate NaNa 2 (Fe 2+ 2 Fe 3+ 2 Li) Si 8 O 22 (OH) 2
  • Kornite (Na, K) Na 2 (Mg 2 Mn 3+ 2 Li) Si 8 O 22 (OH) 2

  • Arfvedsonite

  • Glaucophane

  • Glaucophane / Riebekit (Crossit)

Sodium-Calcium-Magnésium-Fer-Manganèse-Lithium-Amphibole

Ce groupe n'a été introduit par l'IMA qu'en 2003 afin de rendre justice aux nouvelles découvertes d'amphiboles avec des teneurs inhabituellement élevées en petits cations divalents (Mg, Mn, Fe...). Les amphiboles de ce groupe sont caractérisés par l'occupation des deux positions B avec 0,50 <(Mg, Fe 2+ , Mn 2+ , Li) < 1,50 et 0,50 (Na, Ca) ≤ 1,50.

Amphiboles du groupe 5 avec plus de 0,50 Li en position B

  • Ottoliniite (NaLi) (Mg 3 Fe 3+ Al) Si 8 O 22 (OH) 2
  • Ferri- ottoliniite (NaLi) (Fe 2+ 3 Fe 3+ Al) Si 8 O 22 (OH) 2
  • Whittackerite Na (NaLi) (LiMg 2 Fe 3+ Al) Si 8 O 22 (OH) 2
  • Ferriwhittackerite Na (NaLi) (LiFe 2+ 2 Fe 3+ Al) Si 8 O 22 (OH) 2

Amphiboles du groupe 5 avec moins de 0,50 Li en position B

Les noms des groupes 1 à 4 sont utilisés ici, complétés par le préfixe « Parvo » (latin pour « petit ») pour indiquer la teneur accrue en petits cations en position B.

structure

La grande variation dans la composition chimique des amphiboles s'explique par leur structure. Il a des positions de cations de tailles et de formes très différentes et offre ainsi de l'espace pour une multitude de cations de tailles et de charges différentes. À toutes ces positions de cations, les cations sont entourés d'anions d'oxygène, si l'on ne tient pas compte des teneurs en fluor plus faibles. Les différentes positions diffèrent par le nombre d'anions environnants (numéro de coordination), leur distance au cation et leur disposition autour du cation. En général : plus un cation est entouré d'anions, plus la distance moyenne entre la position du cation et les anions est grande, plus les liaisons individuelles sont faibles et plus le caractère ionique des liaisons est important.

La structure amphibole a des positions de cations avec 4 numéros de coordination différents.

  • Positions tétraédriques : 4 anions entourent un cation de forme tétraédrique. Cette position offre un espace pour les petits cations, généralement avec une charge élevée (Si 4+ , Ti 4+ , Al 3+ ). Les liaisons cation-anion courtes ont une teneur covalente élevée (liaisons atomiques). Les liaisons atomiques sont fortement dirigées. Par conséquent, la géométrie des orbitales atomiques de liaison doit correspondre le plus possible à la disposition des anions environnants.
  • Positions octaédriques : 6 anions entourent un cation de forme octaédrique. Cette position offre un espace pour les cations de taille moyenne, principalement divalents et trivalents (Mg 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Al 3+ , Fe 3+ ). Les liaisons sont majoritairement ioniques non directionnelles.
  • Lieux coordonnés 8 fois : 8 anions entourent un cation en forme d'antiprisme cubique. Cette position offre un espace pour les gros cations mono- à divalents (Na + , Ca 2+ ). Les liaisons sont faibles et ioniques.
  • Places coordonnées 12 fois : Cette position offre de l'espace pour les très gros cations mono- à divalents (Na + , K + ). Les liaisons sont très faiblement ioniques.

Par souci de clarté, les images de la structure ne montrent que les faces de ces polyèdres de coordination. L'oxygène et les cations eux-mêmes ne sont pas représentés. Les anions d'oxygène se trouvent aux coins des polyèdres, les cations au centre des polyèdres.

Complexe anionique silicaté

Structure des amphiboles : doubles chaînes tétraédriques SiO 4

La caractéristique structurelle de toutes les amphiboles est la double chaîne de tétraèdres SiO 4 de formule empirique [Si 4 O 11 ] 6− . Selon la classification des silicates de F. Liebau, les amphiboles appartiennent au groupe des silicates à deux chaînes non ramifiés.

Le silicium est entouré de quatre atomes d'oxygène qui forment les coins d'un tétraèdre avec le cation Si 4+ au milieu . Ces tétraèdres SiO 4 sont reliés à des chaînes idéalement infinies via deux atomes d'oxygène. Deux de ces chaînes sont connectées pour former des chaînes doubles via un tétraèdre SiO 4 sur deux (voir figure).

Il existe deux tétraèdres SiO 4 structurellement différents . Le tétraèdre T1 relie les deux doubles chaînes simples pour former une double double chaîne et est connecté aux tétraèdres SiO 4 voisins via trois atomes d'oxygène . Le tétraèdre T2 n'est relié aux tétraèdres SiO 4 voisins que par deux atomes d'oxygène .

Les tétraèdres SiO 4 sont disposés dans les doubles chaînes de telle sorte qu'ils pointent tous avec un point du tétraèdre dans la même direction approximativement perpendiculaire au plan de la double chaîne. En conséquence, tous les tétraèdres avec un visage pointent dans la direction opposée. La figure ci-contre montre une coupe d'une double chaîne double de SiO 4 avec vue sur les surfaces de base des tétraèdres.

Coordination des cations divalents et trivalents

Structure amphibole : enchaînement des positions M1,2,3,4

La position C de la formule structurelle donnée ci-dessus comprend les trois positions structurellement distinctes M1, M2 et M3. Les cations plus petits (principalement Mg 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Al 3+ ) sont coordonnés octaédriquement par six oxygènes dans ces trois positions .

Les octaèdres de la position C sont reliés par des arêtes communes à des bandes d'octaèdres idéalement infinies. La position B se situe aux bords des bandes d'octaèdres et établit la connexion avec les doubles chaînes de tétraèdres SiO 4 voisines .

La position B (généralement appelée position M4 dans les descriptions structurelles) est entourée de huit atomes d'oxygène qui se trouvent aux coins d'un antiprisme cubique ou tétragonal déformé. Cette position offre de l'espace pour des cations divalents plus gros tels que Ca ou Pb (tous des amphiboles de calcium, par exemple la trémolite), mais peut également être complètement occupé par Mg et Fe (par exemple, l'anthophyllite, la grunerite).

Structure amphibole : Une position entre les doubles chaînes SiO 4

La position A est entourée de 12 oxygène. Il se situe entre deux doubles chaînes de silicate approximativement au-dessus ou au-dessous du centre des six anneaux de SiO 4 (voir figure) et crée ainsi un maillon faible entre les poutres en I (voir section suivante). Les doubles chaînes ne sont pas exactement l'une au-dessus de l'autre, de sorte que la configuration de l'oxygène pour la position A est très irrégulière.

poutres en I

Structure amphibole : I-beam : enchaînement des doubles chaînes tétraédriques et des positions M1,2,3,4

Deux doubles chaînes tétraédriques sont reliées au haut et au bas d'une bande d'octaèdre via leurs extrémités libres. Cette unité structurelle en forme de sandwich est également appelée poutre en I en raison de sa section qui rappelle la lettre majuscule I.

Structure amphibole : liaison des unités I-beam

Ces poutres en I sont reliées entre elles par les octaèdres M4 et M2, les bords des doubles chaînes silicatées étant liés aux octaèdres M4 et M2 des poutres en I voisines.

Éducation et emplacements

La hornblende riche en fer , une amphibole particulièrement importante qui contient des niveaux élevés de calcium , de sodium et de magnésium en plus du fer , se trouve à la fois dans les roches ignées et métamorphiques telles que B. amphibolite . La trémolite , l' actinolite ou la néphrite , cette dernière étant le composant le plus important du jade , se trouvent principalement dans les roches métamorphiques.

Il existe des sites un peu partout dans le monde, la liste des sites mentionnés doit donc rester incomplète :

Greenbushes / Western Australia en Australie , Brumado / Bahia au Brésil , Bodenmais en Allemagne , Québec au Canada , Manono en République démocratique du Congo , fire bridges en Autriche , Snarum et Utö en Suède , Campolungo en Suisse , Hermanov en République tchèque , Oblast de Dnipropetrovsk en Ukraine , à New York aux États-Unis .

utilisation

Jusque dans les années 1970, entre autres, la riebeckite (crocidolite, amiante bleu ) était transformée en isolants et tissus résistants et ignifuges.

Heinrich Harrer rapporte lors de la traversée de la Papouasie occidentale en 1962 que les Dani de la région de Mulia aiment utiliser le glaucophane bleu pour la fabrication de haches de pierre en plus de l' épidote verte . Des feux ont été allumés à des endroits choisis de la carrière et, quelques heures plus tard, des rochers ont été brisés avec des moellons, des cales et des poteaux et mis en sécurité avec des pinces en bois. Harrer est étonné de la rapidité avec laquelle les pierres sont taillées et la forme rugueuse de la hache de pierre émerge.

Le groupe des amphiboles donne son nom au pic Amphibole , une montagne de l'Antarctique.

Précautions

Actinolite, anthophyllite, trémolite et riebeckite du groupe des amphiboles, comme toutes les maladies pulmonaires connues de l' amiante comme l' amiantose ou le mésothéliome déclencheur.

Voir également

Littérature

  • Bernhard E. Leake, Alan R. Woolley, Charles ES Arps et autres : Nomenclature des amphiboles : rapport du sous-comité sur les amphiboles de l'Association minéralogique internationale, Commission sur les nouveaux minéraux et les noms de minéraux . Dans : Le minéralogiste canadien . ruban 35 , 1997, p. 219-246 (anglais, mineralogicalassociation.ca [PDF; 1.4 Mo ; consulté le 18 août 2019]).
  • Bernhard E. Leake, Alan R. Woolley, William D. Birch et autres : Nomenclature des amphiboles : ajouts et révisions à la nomenclature des amphiboles de l'Association minéralogique internationale . Dans : Minéralogiste américain . ruban 89 , 2004, p. 883-887 (anglais, minsocam.org [PDF; 188 Ko ; consulté le 18 août 2018]).
  • Ernst AJ Burke, Bernhard E. Leake : Amphiboles nommées : Une nouvelle catégorie d'amphiboles reconnue par l'association minéralogique internationale (IMA), et l'ordre approprié des préfixes à utiliser dans les noms d'amphiboles . Dans : Le minéralogiste canadien . ruban 42 , 2004, p. 1881-1883 (anglais, pubsites.uws.edu.au [PDF; 43 Ko ; consulté le 18 août 2018]).
  • Roberta Oberti, Massimo Boiocchi, David C. Smith, Olaf Medenbach, Henk Helmers : Potassique-aluminotaramite de la Sierra de los Filabres, Espagne . Dans : European Journal of Mineralogy . ruban 20 , non. 6 , 2008, p. 1005-1010 , doi : 10.1127 / 0935-1221 / 2008 / 0020-1837 (anglais).
  • Frank C. Hawthorne, Roberta Oberti, George E. Harlow, Walter V. Maresch, Robert F. Martin, John C. Schumacher, Mark D. Welch : Rapport IMA. Nomenclature du supergroupe des amphiboles . Dans : Minéralogiste américain . ruban 97 , 2012, p. 2031-2048 (anglais, minsocam.org [PDF; 4.9 Mo ; consulté le 18 août 2019]).

liens web

Commons : Amphibole  - collection d'images, de vidéos et de fichiers audio

Preuve individuelle

  1. ↑ Mineralienatlas : Hornblende