Si en dehors de l'état métallique, As et Cu possèdent, selon leur état d'oxydation, respectivement les valences As3-, As3+, As5+ et Cu+, Cu+, ils n'ont été rencontrés associés dans des composés oxydés naturels que presque exclusivement sous leur état d'oxydation maximal : Cu2+ et As5+. La seule exception que nous connaissons est la trippkéite Cu2 As3+ O4 ; précisons au passage que ce minéral est un oxyde isostructural du minium Pb3O4. Dans tous les autres minéraux connus, l'arsenic sous sa valence 5 s'associe à 4 oxygènes pour former des tétraèdres arséniates (AsO4)3-. Tous les composés oxydés d'arsenic et de cuivre, à l'exception de la trippkéite, sont donc des arséniates de cuivre. Ils possèdent tous dans leurs structures des tétraèdres isolés arséniates et sont donc plus précisément des orthoarséniates de cuivre.
Nous avons distingué plusieurs catégories d'orthoarséniates de cuivre et c'est selon cette division qu'ils sont regroupés dans le chapitre III - Systématique. Notre système de classification divise principalement les arséniates en deux parties. La première traite des orthoarséniates de cuivre sensu stricto, qui réunit les minéraux composés uniquement des oxydes CuO, As2O5 et d'eau. La deuxième partie nommée "orthoarséniates de cuivre sensu lato " regroupe trois catégories de minéraux :
1)- orthoarséniates de
cuivre associés à d'autres cations
Le cuivre dans
ces arséniates est associé à d'autres cations,
la plupart du temps bivalents (mais aussi monovalents, trivalents et
pentavalents) et possède (sauf exceptions) par rapport à
eux un coefficient stoechiométrique supérieur ou au
moins égal. Les minéraux ne répondant pas à
cette définition mais traités dans cette catégorie
(cf. III - Systématique) ont été abordés
par commodité, car ils appartiennent aux séquences
paragénétiques d'arséniates rencontrés à
la mine de Cap Garonne (cf. 3ème partie) ;
2)- orthoarséniates de
cuivre à groupement anionique mixte
Dans cette catégorie,
le cuivre est le seul cation ; par contre, le groupement anionique
(excepté OH-)
comporte, outre AsO4, un ou plusieurs anions [(SO4),
(CO3)...] ;
3)- orthoarséniates de
cuivre associés à d'autres cations et à
groupement anionique mixte
La famille des minéraux
répondant à cette appellation correspond à la
fois à la catégorie 1) pour ce qui est des cations et à
la catégorie 2) pour les anions.
Signalons que dans la partie orthoarséniates de cuivre (sensu stricto) (cf. III - Systématique), les termes "acide", "basique" et "neutre" rendent compte de la présence ou de l'absence des ions H+ et OH- dans la formule chimique des composés.
Ce chapitre, qui constitue en volume la plus grande partie de ce travail de thèse, est agencé selon le système de classification défini plus haut (II). Il comporte la description de tous les orthoarséniates de cuivre dont nous avons eu connaissance. Nous avons volontairement omis d'y faire figurer la johillerite Na Cu (Mg, Zn)3 (AsO4)3, la stranskiite Cu Zn2 (AsO4)2 et la keyite (Cu, Zn, Cd)3 (AsO4)2 de par la position accessoire pour certaines de ces phases du cuivre et surtout leur très grande rareté (ces phases n'ont été découvertes qu'à Tsumeb, Namibie, et en quantités très limitées). Ne sont pas signalées aussi des phases comme la schubnikovite Ca2 Cu8 (AsO4)6 Cl(OH) . 7H2O, qui n'ont pas été reconnues par l'IMA.
Le contenu des descriptions pour ce qui concerne les rubriques traitées est inspiré du modèle proposé par le système de minéralogie de Dana (Dana's System of Mineralogy, 7th edition) avec, cependant, l'introduction de nouveaux paragraphes comme : spectre Raman, structure et paragenèse - association minérale.
Nous retrouvons pour chaque description d'arséniates, la succession des rubriques suivantes :
1)- Historique - Localité type
2)- Étymologie
3)- Propriétés physiques
4)- Propriétés optiques
5)- Habitus
6)- Radiocristallographie (subdivisée en Paramètres cristallographiques et Diagrammes de poudre)
7)- Structure
8)- Spectre Raman
9)- Composition chimique
10)- Synthèse
11)- Paragenèse - association minérale
12)- Gisements
Le contenu de certains de ces paragraphes est voulu aussi détaillé que possible, sans être pour autant démesuré (mais où est la limite?) ainsi que comparatif et critique quand nous possédions les éléments nécessaires. La littérature sur les minéraux secondaires n'est hélas pas aussi développée que celle des silicates et les critiques ou débats n'ont été appuyés parfois que par nos propres travaux encore inédits.
Le système de minéralogie de Dana figure encore dans de nombreux cas comme principale source d'information et l'origine des références anciennes citées, en particulier dans le paragraphe "Historique - localité type", lorsqu'elle n'apparaît pas dans notre propre bibliographie, doit y être recherchée. La rubrique consacrée au spectre Raman, de par la relative nouveauté de la technique, nous paraît justifier quelques commentaires. La spectrométrie Raman (cf. annexe F) permet, outre des considérations structurales, de procéder à l'identification d'un composé par la comparaison directe du spectre obtenu à un spectre de référence. L'avantage de cette technique d'identification réside principalement par rapport aux rayons X (dans le cas des arséniates) à un temps d'acquisition du spectre réduit (quelques minutes) et surtout à l'absence de préparation de l'échantillon. Ce moyen nous semblait particulièrement adapté à l'étude déterminative rapide de paragenèses complexes d'arséniates. La spectrométrie Raman ayant été peu appliquée aux arséniates de cuivre - seul à notre connaissance était publié le spectre de l'olivénite (GRIFFITH, 1987) - il nous a fallu établir des spectres de référence que nous publions ici.
Au cours de notre travail de thèse, nous avons également découvert et décrit un certain nombre d'orthoarséniates de cuivre nouveaux. Afin de mettre l'accent sur ces découvertes, la description de ces nouveaux minéraux est précédée de l'intitulé : "espèces nouvelles". Les espèces décrites antérieurement à nos travaux sont regroupées sous l'intitulé "espèces connues".