1.3.2 - Arséniates de formule générale Cu₅(AsO₄ )₂(OH)₄

a) Espèces connues

CORNWALLITE

Historique - Localité type

À l'origine, ce minéral a été décrit par HAIDINGER (1828) sous le nom d'érinite, par allusions à la fois au pays d'origine (l'Irlande) et à la couleur verte commune à cette île (Emerald Isle) et à celle du minéral. Selon GREG et LETTSOM (1858), les échantillons d'HAIDINGER provenaient probablement de Cornouailles (Grande-Bretagne). En 1847, ZIPPE nomme cornwallite, un arséniate de cuivre que BERRY (1951) montre être identique à l'érinite. Cet auteur propose de ne retenir pour désigner ce minéral que le nom de cornwallite, car bien qu'ayant l'antériorité celui d'érinite a été utilisé pour d'au^tres minéraux (chalcophyllite...) et semble d'autre part inapproprié puisque la localité originelle ne serait pas l'Irlande.

Les données de la littérature sont déjà anciennes et ne proviennent que de l'étude de matériels fibreux. Depuis, de nouvelles localités ont livré des cristaux de cette espèce, cependant aucune publication moderne n'est venue compléter les données existantes. On peut toutefois malgré cette carence rendre compte des différences (en particulier optiques) observées entre "érinite" et cornwallite (reconnues identiques) en établissant une comparaison avec la pseudomalachite : isomorphe phosphaté Cu₅(PO₄)₂(OH)₄.

Étymologie

Pour rappeler la province type du minéral : la Cornouailles, Grande-Bretagne (Cornwall).

Propriétés physiques

La cornwallite en cristaux est transparente à translucide, mais la plupart du temps, translucide à opaque pour ses formes fibreuses où compactes. Elle présente un clivage qui par analogie avec la pseudomalachite doit être le plan (010). Sa cassure est conchoïdale à irrégulière. Son éclat est gras à résineux et sa dureté Mohs est de 4,5. La couleur varie suivant l'habitus : vert sombre à vert émeraude pour les cristaux et encroûtements, couleur vert plus lumineux pour les agrégats fibreux. Les densités mesurées donnent des valeurs comprises entre 4,04 et 4,17 g/cm³ auxquelles correspond une densité calculée pour la formule théorique de 4,68 g/cm³. Cette très importante différence entre dcalc et dmes semble surtout liée à la nature cryptocristalline des matériaux analysés (BERRY, 1951) mais aussi en partie à la substitution éventuelle de AsO₄ par PO₄ (dcalc pseudomalachite synthétique = 4,367 g/cm³, SHOEMAKER et KOSTINER, 1981). Dans de rares cas, existe une bonne corrélation entre dmes et dcalc, ainsi CLARINGBULL et al. (1959) déterminent pour la cornwallite de Wheal Carpenter dmes = 4,52 g/cm³ et dcalc = 4,645 g/cm³.

Propriétés optiques (tableau 13)

Tableau 13 : Comparaison des propriétés optiques de la cornwallite = érinite et de la pseudomalachite

(1) Tintic, Larsen (1921)

(2) ? , Larsen (1921). Les valeurs des indices de réfraction sont probablement inexactes du fait de la décomposition du minéral dans les liqueurs d'indices utilisées (LARSEN, 1921 in BERRY, 1951).

(3) Virneberg ; Rheinbreitbach ; Ehl (Allemagne). BARTH et BERMAN (1930) in Dana's 7th edition.

Les différences de signe de la biaxie semblent être comparables à celles observées pour la pseudomalachite.

Habitus

Le plus souvent en agrégats et encroûtements réniformes à structure fibreuse. Plus rarement en assemblages subsphériques de petits cristaux délimités par les formes simples {100}, {010} et {001).

Radiocristallographie

La cornwallite est monoclinique, groupe spatial P2_1/a (BERRY, 1951). Ses paramètres cristallographiques déterminés sur la cornwallite de Wheal Carpenter, Grande Bretagne, sont : a = 17,405, b = 5,784, c = 4,608 Å, β = 92° (CLARINGBULL et al., 1959) et Z = 2.

Diagramme de poudre (CLARINGBULL et al., 1959)

Principales raies de diffraction : (d, hkl, I) : (3,22, , 100) ; (3,53, 111, 90) ; (3,10, , 90) et (8,76, 200, 40).

Structure

La cornwallite est isostructurale avec la pseudomalachite. La structure de cette dernière consiste (SHOEMAKER et al., 1977) en des feuillets de polyèdres Cu reliés entre eux par un côté, dans le plan bc. Ces feuillets sont reliés entre eux dans la direction a par des tétraèdres P0₄ fortement déformés (fig. 16).

Spectre Raman : CHIAPPERO, PINET (fig. 17)

Composition chimique (tableau 14)

Tableau 14 : Compositions chimiques (% pondéraux) de la cornwallite

1 - Cornwall. CHURCH (1863) in BERRY (1951)

2 - Cornwall. TURNER (1828) in BERRY (1951)

3 - Tintic. HILLEBRAND ET WASHINGTON (1888) in BERRY (1951)

4 - Wheal Carpenter, Cornwall. CLARINGBULL et al. (1959)

5 - n°375 (Cornwall ?). GUILLEMIN (1956)

6 - Composition théorique Cu₅ (AsO₄)₂(OH)₄.

Fig. 16 - Structure de la pseudomalachite isostructural phosphaté de la cornwallite

(d'après SHOEMAKER et al., 1977).

(les liaisons interrompues indiquent des atomes cachés ; les lignes pointillées, les liaisons hydrogène supposées).

Fig. 17 - Spectre Raman de cornwallite de Cap Garonne ; (Cu_5,09 Zn_0,01 Pb_0,01)_5,11 (AsO₄)_2,05 (OH)_4,07.-0,28 H₂O,

orientation quelconque. Puissance laser 100 mW, obj. 50, 5 périodes de 2 s.

Raman Dilor XY. Lab. ITODYS, Univ. Paris VI (CHIAPPERO, PINET).

Comme pour la cornubite, certaines analyses présentent une teneur en eau supérieure théorique. Ceci reflète probablement l'existence d'eau d'absorption liée à la nature cryptocristalline du matériel analysé. La série isomorphe existant entre la cornwallite et la pseudomalachite atteint dans l'analyse 5 le rapport As/P ≈ 1/1.

Synthèse : cf. 2ème partie, I.2.3.3

Paragenèse - association minérale

Elle est comparable à celle de la cornubite (cf. 1.3.2.a2), avec peut-être cependant une tendance de formation plus précoce que la cornubite.

Gisements

Ils sont nombreux, en particulier pour la cornwallite fibreuse (BERRY, 1951 ; CLARINGBULL et al., 1959), nous citerons entre autres : les localités de Cornouailles, GB, où existent de nombreux termes de passage à la pseudomalachite ; Shindamona Hill, Zambie (BERBELEAC, 1975) ; Majuba Hill, Pershing Co, Nevada, USA (JENSEN, 1985) où la cornubite associée lui est postérieure.

Plus rares sont les occurrences de cornwallite cristallisée, nous mentionnerons : Grube Clara, Schwarzwald, Allemagne (WALENTA, 1992) où la cornwallite est cependant plus abondante sous son habitus fibreux ; de même Cap Garonne, Var, France ; enfin citons encore Reichenbach, Odenwald, Allemagne (BELENDORFF et PETITJEAN, 1987).

En France, la cornwallite a été découverte : à La Verrière, Rhône, en encroûtements mamelonnés associée à olivénite et bayldonite (BÉHIER, 1943 in GUILLEMIN, 1956) ; à Anozel, Vosges, dans un contexte géologique similaire à celui de Cap Garonne (GUILLEMIN, 1956) ; à Valzergues, Aveyron (PIERROT et al., 1977) avec conichalcite (agardite ?) et dans la zone d'oxydation des filons de Neuenberg, Sainte-Marie-aux-Mines, Haut-Rhin (BARI, 1981) où sont présents des termes de la série cornwallite-pseudomalachite. Pour notre part, nous rajouterons à cette liste : le Val d'Ajol, Vosges, où elle avait été soupçonnée par ESCANDE et al. (1973) et Rabejac, Hérault avec mixite et clinoclase.