1.3.3 - Arséniates de formule générale Cu₃(AsO₄ )(OH)₃

a. Espèce connue

CLINOCLASITE (Clinoclase)

Historique et localité type

Signalée pour la première fois dans la même année par KARSTEN et De BOURNON (1801), elle a été affectée de différents noms depuis sa découverte (dont le plus courant : aphanèse, BEUDANT, 1832). Son nom actuel est dû à BREITHAUPT (1830). En 1946, PALACHE et BERRY en reprenaient l'étude et lui donnaient sa définition moderne.

Étymologie : Du grec klinein : incliner et klan : cassure ; par allusion au clivage basal oblique.

Propriétés physiques

Le clinoclase possède une couleur caractéristique noir verdâtre sombre à bleu verdâtre. Sa poussière est vert bleuâtre. Il est transparent à translucide, son éclat est vitreux à perlé sur le clivage. Légèrement fragile avec une fracture irrégulière, il présente un clivage parfait {100} (GHOSE et al., 1965) ; d mesuré = 4,38 g/cm³ (d calc = 4,42 g/cm³).

Propriétés optiques

Le minéral est biaxe négatif, 2Vmes = 50°, sa dispersion est très forte avec r < v. Il possède les indices de réfraction suivants : α = 1,756, β = 1,874 et γ = 1,896. Son orientation optique est telle que Y = b et Z proche de a. Son pléochroïsme est décrit par X = bleu vert pâle, Y = bleu vert lumineux et Z = vert sombre.

Habitus

En cristaux-allongés selon [010] et aplatis {100}. Parfois d'aspect rhomboédrique ou encore avec {001} développée et {100} réduite (PALACHE et BERRY, 1946). En agrégats subsphériques de cristaux présentants une structure radiée.

Radiocristallographie

Système monoclinique, groupe spatial : P2_1/c  (GHOSE et al., 1965). Ses paramètres cristallographiques sont : a = 7,24 ; b = 6,46 ; c = 12,38 Å ; β = 99°30' et Z = 4.

Diagramme de poudre. Diffractomètre, CuKα. Indexation P2_1/b^.

Principales raies de diffraction (d, hkl, I) : (3,59, 211-002, 100) ; (3,14, -012, 25) ; (7,21, 001, 20) ; (3,06, 400, 16) ; (2,242, 013, 16) ; (6.16, 200, 14).

Structure (GHOSE et al. 1965)

La structure du clinoclase contient trois types de pyramides tétragonales déformées d'ions Cu²⁺ (Cu_l, Cu₂, Cu₃) qui forment en partageant un côté du plan équatorial de coordination, des dimères Cu₂(OH)₄O₄, lesquels se comportent différemment suivant les ions cupriques impliqués. Les dimères formés par l'association des ions Cu₁ et Cu₂ s'associent en chaînes qui prennent en sandwich des dimères constitués de l'association de deux ions cupriques Cu₃ et des tétraèdres arséniates (fig. 20).

Spectre Raman (fig. 21) (CHIAPPERO, PINET)

Composition chimique (tableau 17)

Tableau 17 : Composition chimique du clinoclase (% pondéral)

Analyse 1 : Cornouailles. DAMOUR (1845) in PALACHE et BERRY (1946)

Analyse 2 : Cornouailles. RAMMELSBERG (1846) in PALACHE et BERRY (1946)

Analyse 3 : Mine Mammoth, Tintic, Utah. HILLEBRAND (1888) in PALACHE et BERRY (1946).

Une légère substitution de AsO₄ par PO₄ existe mais il ne s'agit pas d'une solution solide avec la cornetite Cu₃(PO₄)(OH)₃ qui est orthorhombique. Les substitutions dans le site cationique sont très limitées.

Synthèse : non réalisée.

Paragenèse et association minérale

Selon le diagramme de stabilité établi par MAGALHAES et al. (1988) (cf. fig. 42), le clinoclase n'est stable qu'en présence de cornubite/cornwallite. Si l'olivénite existe, elle doit être séparée du clinoclase par un dépôt de cornwallite/cornubite, ce qui n'est pas toujours le cas. Le clinoclase est typiquement associé à des minéraux secondaires formés dans des conditions alcalines, ce sont principalement : cornwallite/cornubite, chrysocolle, azurite et tyrolite.

Gisements

Les meilleurs échantillons de clinoclase proviennent de Cornouailles. Il s'agit le plus souvent d'agrégats sphériques de cristaux, pouvant dépasser 3 cm de diamètre. Extraits pour la plupart au siècle dernier, leurs principaux gisements étaient situés dans la région de Gwennap ; citons essentiellement les mines de Wheal Unity et Wheal Gorland. La paragenèse des échantillons anglais est constituée le plus souvent de chrysocolle, azurite, olivénite et plus rarement de liroconite.

Aux USA, le clinoclase est bien représenté dans le district de Tintic, Utah, en particulier à la mine Mammoth (sous sa forme d'agrégats cristallisés sphériques) et est abondant en cristaux individualisés à Majuba Hill, Pershing Co, Nevada. De nombreux petits gisements de clinoclase sont connus, parmi lesquels nous citerons pour l'intérêt paragénétique : Grube Clara, Schwarzwald, Allemagne (KEISER, 1984) où le clinoclase est associé à cornwallite, malachite, azurite et surtout se rencontre sur un manganogel.

En France, il a été signalé à la mine des Trois, Sainte-Marie-aux-Mines, et au Val d'Ajol, Vosges où il est principalement accompagné d'olivénite. Dans ces deux gisements, le contexte de la minéralisation primaire est filonien, le clinoclase se rencontre dans les cavités d'oxydation du minerai primaire (tennantite le plus souvent) ou dans les géodes de la gangue des filons. L'étude du gîte d'Anozel, Vosges, réalisée par GUILLEMIN (1956) n'avait pas révélé sa présence ; il y a été découvert depuis en rosettes fibroradiées dans les fissures du grès triasique. Nous rajouterons à cette liste deux nouvelles occurrences liées elles aussi au Permo-Trias détritique : Rabejac, Lodève, Hérault, où le clinoclase se rencontre en cristaux mal formés inframillimétriques associé à la cornwallite qui lui est antérieure sur une fine couche d'argile rouge déposée sur tyrolite et zeunérite. L'ordre de dépôt de ces deux dernières phases étant zeunérite puis tyrolite ; et enfin Cap Garonne dont la description de la paragenèse est décrite en détail (3ème partie II.4.2.5).

Fig. 20 - Structure du clinoclase (d'après GHOSE et al., 1965).

Fig. 21 - Spectre Raman de clinoclase de Cornouailles, GB ; non analysé, orientation quelconque.
Puissance laser 100 mW, obj. 10, 5 périodes de 2 s.
Raman Dilor XY. Lab. ITODYS, Univ. Paris VI (CHIAPPERO, PINET).