Cordierite

Cordierite
Kategori  IX  : silikater
Illustrasjonsbilde av artikkelen Cordierite
Cordierite - Italia
Generell
Strunz-klasse 9.CJ.10

9 Uklassifiserte Strunz SILIKATER (Germanates)
 9.C Cyclosilicates
  9.CJ [Si6O18] 12- 6-leddede enkeltringer (sechser-Einfachringe),
   9.CJ.10 Cordierite Mg2Al4Si5O18
Space Group C ccm Punktgruppe
2 / m 2 / m 2 / m
   9.CJ.10 Sekaninaite (Fe ++, Mg) 2Al4Si5O18 Romgruppe
C ccm Punktgruppe
2 / m 2 / m 2 / m
Dana sin klasse 61.02.01.01

Cyclosilicates
61. seksleddete
ringer 61.2.1 / Beryl kordieritt gruppe
61.2.1.1 Cordierite (Mg, Fe 2+ ) 2 Al 3 (AlSi 5 O 18 ) -H to O
Kjemisk formel Al 4 Mg 2 O 18 Si 5Al 3 Mg 2 AlSi 5 O 18
Identifikasjon
Form masse 584,9529 ± 0,0081 amu
Al 18,45%, Mg 8,31%, O 49,23%, Si 24,01%,
Farge grå, blå, svartblå (Fe), fargeløs eller lyseblå (Mg)
Krystallklasse og romgruppe dipyramidal;
Cccm
Krystallsystem ortorombisk , pseudoheksagonal
Bravais nettverk sentrert C
Macle vanlig på {110} og {130}
Spalting bra i henhold til {100}, lite tydelig på {010} og {001}
Gå i stykker subconchoidal til conchoidal, uregelmessig
Mohs skala 7 - 7.5
Linje Hvitgrå
Sparkle glassaktig til kjedelig
Optiske egenskaper
Brytningsindeks α = 1,527-1,560
β = 1,532-1,574
y = 1,538-1,578
Pleokroisme veldig berørt
Dobbeltbrytning A = 0,011-0,018; negativ toaksial
2V = 75-89 °
Ultrafiolett fluorescens noen
Kjemiske egenskaper
Tetthet 2,55 - 2,57
Fysiske egenskaper
Magnetisme Nei
Radioaktivitet noen
Enheter av SI & STP med mindre annet er oppgitt.

Den kordieritt er en art mineral av gruppe silikater , av formel Al 3 Mg 2 AlSi 5 O 18med spor av Mn , Fe , Ti , Ca , Na og K . Cordierite er lenge ansett som et cyklosilikat , og er nå klassifisert som et tektosilikat . Krystallene kan nå opp til 18  cm . Det har det spesielle å presentere en veldig sterk polychroism . Et mineral i argillaceous bergarter som har gjennomgått metamorfisme , det er spesielt funnet i cordierite og andalusite skiver .

Historie om beskrivelse og appellasjoner

Oppfinner og etymologi

Cordierite ble beskrevet av mineralogen Lucas (forvalter av mineralsamlinger på Jardin des Plantes i Paris ) i 1813 . Den er viet til den franske ingeniøren, geologen og mineralogen Louis Cordier som først beskrev den i 1809 under navnet dichroïte; prøvene kom fra Cap de Gattes i Spania, som ikke ble beholdt som en topotype innskudd.

Topotype

Topotypen finnes i Bodenmais , Bayern, Tyskland.

Synonymer

Fysisk-kjemiske egenskaper

Bestemmelseskriterier

Cordierite er glassaktig til kjedelig i glans og blå i fargen, med blå, gul og lilla trikroisme. Hun har en uregelmessig, subconchoidal til conchoidal fraktur .

Det er vanskeligere å gjenkjenne sammenlignet med beryl , spesielt på uforandrede overflater, da det kan forveksles med kvarts . På endrede overflater blir cordieritt transformert til mikrokrystallinske aggregater av kloritt eller muskovitt , og tar deretter navnet pinitt . Hvis det endres, kan cordierite forveksles med serpentin .

I tynn film er den relativt lave dobbeltbrytningen typisk for cordierite. Andre diagnostiske funksjoner er tilstedeværelsen av pinite endring langs spalting og frakturer, og gule pleochroic haler rundt zirkon inneslutninger .

De tvillinger kan også være til stede, noen ganger flakgrafitt, men oftere syklisk, ved vinkler på 30 °, 60 ° eller 120 °.

Morfologien inkluderer skjemaene {001}, {100}, {010}, {110} og {111}. Vinkelen mellom {110} og {1 1 0} er nær 60º og gir krystallen en pseudoheksagonal symmetri , som forklarer eksistensen av sykliske tvillinger .

Cordierite er uoppløselig i syrer og smelter praktisk talt ikke.

Krystallkjemi

Den danner en serie med sekaninaitt (Fe 2+ , Mg) 2 Al 4 Si 5 O 18.

I henhold til Danas klassifisering fungerer den som leder for kordierittgruppen, bemerket 61.02.01: den er et av syklosilikatene sammensatt av seksleddede ringer (61) med (delvis) erstatning av silisium med aluminium i ringene (61.02) . I henhold til Strunz-klassifiseringen er den en del av gruppe 09.CJ.10 som inneholder silikater (IX), nærmere bestemt cyklosilikater (9.C) dannet av ringer med seks eller tolv ledd Si 6 O 18(9.CJ). Disse to gruppene inneholder de samme mineralene.

Medlemmer av Cordierite-gruppen
Mineral Formel Engangsgruppe Romgruppe
Cordierite Al 3 Mg 2 AlSi 5 O 18 mmm Cccm
Sekaninaite (Fe 2+ , Mg) 2 Al 4 Si 5 O 18 mmm Cccm

Dette mineralet finnes i to polymorfe  :

Temperaturen for faseovergang mellom disse to polymorfer av 1450  ° C .

Al / Si-forholdet = 1/5 respekteres nesten alltid. Viktige isomorfe erstatninger er jern 2+ og mangan 2+ for magnesium og jern 3+ for aluminium ( isomorfisme av første slag ). Cordierites har alltid en tendens til å berike seg med magnesium , selv når de er forbundet med ferromagnesiske mineraler ( biotitt , granater , spineller ).

Cordierite er i hovedsak isostrukturell med beryl . AlSi 6-leddringer 5 O 18er forbundet med aluminium- sentrert tetraeder og magnesium- sentrert oktaeder . I indialite er ringene aluminium uordnet, mens i cordierite er dens posisjon bestilt. Dette faktum forklarer forskjellen i symmetri mellom de to polymorfene .

Topologien til cordierite, som den for beryl , er den for et tektosilikat ( Zoltai-klassifisering ) og bare det kjemiske skillet mellom tetraeder av seksleddede ringer, sentrert på silisium og aluminium , og de utenfor ringene, kun sentrert på aluminium , gjør det mulig å klassifisere dette mineralet blant syklosilikatene ( Machatski-Bragg-klassifisering ).

Krystallografi

Cordierite

Kordieritt krystalliserer i det ortorombiske krystallsystem , av plass gruppe Cccm (Z = 4 danner enheter per celle ), med gitterparametre = 17,045  Å , = 9,713  Å og = 9,332  Å (V = 1544,9 Å 3 , beregnet tetthet = 2,51 g / cm 3 ).

Den kation Mg 2+ er koordinasjon (6) av anioner O 2 og formen oktaedre MgO 6 . Gjennomsnittlig Mg-O obligasjonslengde er 2.106  Å .

Al 3+ kationene distribueres på to ikke-ekvivalente nettsteder , Al1 og Al2. Begge er i tetrahedral oksygenkoordinering. Al2O 4 tetraeder er en del av AlSi 5 O 18 seksleddede ringer, Al1O 4 tetraedre forbinde ringene sammen ved å dele sine toppunkter med SiO 4- tetraedre . Gjennomsnittlig Al-O obligasjonslengde er 1.735  Å for Al1 og 1.729 Å for Al2  .

Si 4+ kationene er fordelt på tre ikke-ekvivalente steder, Si1, Si2 og Si3. Alle er i tetraedrisk oksygenkoordinering. Si2O 4 og Si3O 4 tetraeder er en del av de seksleddede ringene AlSi 5 O 18, forbinder Si1O 4 tetraedrene ringene sammen ved å dele toppunktene med Al2O 4 tetraedrene . De gjennomsnittlige Si-O-bindingslengdene er 1,641  Å for Si1, 1,618  Å for Si2 og 1,606  Å for Si3.

Indialite

Indialite krystalliserer i det heksagonale krystallsystem, med romgruppen P 6 / mcc (Z = 2), med gitterparametre = 9,769  Å og = 9,337  Å (V = 771,7 Å 3 , beregnet tetthet = 2, 52 g / cm 3 ).

Mg 2+ kationer er i koordinasjon (6) av O- 2- anioner og danne MgO 6 oktaedre . Gjennomsnittlig Mg-O obligasjonslengde er 2.126  Å .

Al 3+ og Si 4+ kationene distribueres på to ikke-like steder. Disse stedene har en blandet okkupasjon, det vil si at de har en viss sannsynlighet for å bli okkupert enten av Al 3+ eller av Si 4+ , okkupasjonen av stedene forekommer på en ordentlig måte gjennom krystallet (hvis okkupasjonen ble bestilt , ville det konvensjonelle nettet være forskjellig fra det som ble bestemt ved røntgendiffraksjon ). Det første stedet, (Al, Si) 1, inneholder i gjennomsnitt 90% aluminium og er i tetrahedral oksygenkoordinering, med en gjennomsnittlig (Al, Si) 1-O-bindingslengde på 1.736  Å . Tetraedra (Al, Si) 1O 4 forbinder de seksleddede ringene sammen. Det andre området, (Si, Al) 2, er plassert i den seks-leddede ringene: hver (Si, Al) 2O 4 -tetraeder i ringen er identiske. (Si, Al) 2-stedet inneholder i gjennomsnitt 78% silisium og er i tetrahedral koordinering av oksygen, med en gjennomsnittlig (Si, Al) 2-O-bindingslengde på 1.637  Å .

Innskudd og innskudd

Gitologi og tilhørende mineraler

Cordieritt skjer i leirsedimenter gjennomgår termisk metamorfose . Det ser ut fra de tidlige stadiene av metamorfisme , assosiert med biotitt og andalusitt , og tilsvarer en kjemisk natur rik på aluminium. Men den forblir i de høyere stadiene av metamorfisme.

Cordierite kan også dukke opp i bergarter som skyldes regional metamorfisme. Det er da en metamorfisme av høy grad: cordierite gneis .

Cordierite kan også finnes i noen magmatiske bergarter  : granittiske pegmatitter , cordierite norites avledet av gabbroisk magma forurenset med leire materiale .

Cordierite kan assosieres med andalusitt , biotitt , korund , kaliumfeltfelt , granater , muskovitt , sillimanitt og spineller .

Innskudd som produserer bemerkelsesverdige eksemplarer

  • Tyskland
Großer Arber , Bayerisch Eisenstein, Zwiesel , Bayerischer Wald, Lower Bavaria , Bavaria (topotype)
  • Algerie
Kef Cheraya, Cap Bougaroun , Collo, provinsen Skikda
  • Canada
Mine Madeleine, Mont-Albert, La Haute-Gaspésie RCM, Gaspésie - Îles-de-la-Madeleine , Quebec L'Île-du-Grand-Calumet, Pontiac RCM, Outaouais , Quebec
  • Frankrike
Granittbrudd, Vieille-Brioude, Brioude , Haute-Loire, Auvergne Cransac, Decazeville , Aveyron, Midi-Pyrenees Steinbrudd Saint-Symphorien-sur-Coise, Chazelles-sur-Lyon , Lyon, Rhône, Rhône-Alpes
  • Italia
Roccatederighi, Roccastrada , provinsen Grosseto , Toscana

applikasjoner

Smykker

Perlekrystaller kan kuttes som en fin stein (fasetter, cabochons).

Etter behandling

Cordierite kan behandles ved høy temperatur. Deretter får karakteristika nær de for syntetisk keramikk , som lav varmeledningsevne , lav ekspansjonskoeffisient , dielektrisk isolasjonskapasitet og motstand mot kjemiske midler.

Industrielle applikasjoner

Cordierite brukes til isolering av elektriske motstander , realisering av brennerrør , produksjon av avfyringsstøtter i keramikkindustrien.

Det finnes også i katalytiske filtre for omdannelse av forurensende stoffer som CO , HC og NOx .

Innenlandske applikasjoner

Dette ildfaste materialet opptrer i ovnsretter som ild i sandsteinkordieritt, kokeplater for pizza eller brød, også som en komponent i glasskeramikken til eksemplet på keramikken til kokeplatene .

Merknader og referanser

  1. (i) Thomas Armbruster , "  Role of Na in the structure of low-cordierite: A single-crystal X-ray study  " , American Mineralogist , Vol.  71, n bein  5-6,1986, s.  746 ( les online ).
  2. Den klassifisering av mineraler valgt er det av Strunz , med unntak av polymorfer av silika, som er klassifisert blant silikater.
  3. beregnede molekylmasse fra "  atomvekter av elementene 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
  4. Michel GIBERT, "CORDIÉRITE", Encyclopædia Universalis [online , konsultert 17. mai 2015]
  5. (in) John W. Anthony , Richard A. Bideaux , Kenneth W. Bladh og Monte C. Nichols , The Handbook of Mineralogy: Silica, silicates , vol.  II, Mineral Data Publishing,1995.
  6. Jean André Henri Lucas, Metodisk tabell over mineralarter , Hautel-biblioteket,1813, s.  219.
  7. Louis Cordier , "Description of dichroïte, new mineral species", i Journal of physics, chemistry, natural history and the arts , bind LXVIII, januar 1809, s. 298
  8. Jean-Claude Boulliard, 101 mineraler og edelstener: som du må ha sett i livet ditt , Dunod,2016( les online ) , s.  84.
  9. (in) James Nicol, Manual of mineralogy: or, The mineral history of the mineral kingdom , 1849, s.  261 .
  10. Archives of New Discoveries and Inventions , vol. 14, 1822, s.  74 .
  11. Georges Louis Leclerc de Buffon, Complete Works of Buffon , vol. 6, 1835, s.  193 .
  12. CIBJOs nettsted
  13. Jacques Eustache de Sève, ny naturhistorisk ordbok, anvendt på kunsten , vol. 32, 1819, s.  138 .
  14. (i) Andrew Putnis , "  Forvrengningsindeksen i vannfri Mg-Cordierite  " , Contrib. Mineral. Bensin. , vol.  74, n o  to1980, s.  135-141 ( DOI  10.1007 / BF01131999 ).
  15. ICSD nr. 86 346; (en) B. Winkler , MT Dove og M. Leslie , "  Statisk gitterenergiminimalisering og gitterdynamikkberegninger på aluminosilikatmaterialer  " , American Mineralogist , vol.  76, ingen bein  3-4,1991, s.  313-331 ( les online ).
  16. ICSD nr. 75,987; (en) P. Thomas , I. Gouby , D. Mercurio , T. Merle og B. Frit , “  Synthesis and structural characterization of Cu (I) and Cu (II) -doped cordierites  ” , Materials Research Bulletin , vol.  30, n o  to1995, s.  141-148 ( DOI  10.1016 / 0025-5408 (94) 00109-X ).
  17. (in) FGH Blyth, Michael de Freitas A Geology for Engineers , CRC Press,2017, s.  121.
  18. (i) Jean Fougnot Michel Pichavant og Pierre Barbey, "  biotite dacite lavas from resorption in Nordost- Algeria  " , European Journal of Mineralogy , vol.  8, n o  3,1996, s.  625-638.
  19. P. Girard, Madeleine kobbergruve, Gaspe, Quebec (upublisert doktoravhandling), McGill University, Montreal,1971.
  20. i Econ Geol. , vol.  87, 1992, s.  164-171.
  21. Pierre G. Pélisson , mineralogisk og metallogen studie av polytype venedistriktet Paulhaguet (Haute-Loire, franske Massif Central) , doktoravhandling, Orléans, Frankrike, 1989
  22. Roland Pierrot , Raymond Pulou , Paul Picot , Mineralogisk oversikt over Frankrike n ° 7 - Aveyron , Éditions du BRGM , 1977
  23. G. Demarcq, regionale geologiske guider: Lyon, Rhône-dalen , Masson,1973, 176  s. , s.  40.
  24. «  Cordierite | SICT  ” , på ceramique-technique.com (åpnet 14. desember 2020 )

Se også