7) FAMILLE DE LA TSUMCORITE
Cette famille a pour formule générale Pb A2 (AsO4)2 (OH, OH2)2, excepté pour la gartrellite (NICKEL et al., 1985) triclinique, dont la balance électrique entre cations et anion (AsO4)3– est assurée par l'anion CO32– et qui a pour formule générale Pb (Cu2–x Fex3+) (AsO4)2 (CO3)x. Les autres membres (se rattachant à la première formule générale) sont : la tsumcorite (GEIER et al., 1981), monoclinique, avec A = (Zn, Fe3+, Fe2+) ; l'helmutwinklerite (SÜSSE et SCHNORRER-KÖHLER, 1980), triclinique, avec A = Zn ; la thometzekite (SCHMETZER et al., 1985), triclinique ou monoclinique, avec A = (Cu, Zn) et enfin la mawbyite (PRING et al., 1989) monoclinique, A = (Fe3+, Zn). Les différences de symétrie entre les membres de cette famille ne sont pas encore clairement élucidées (SCHMETZER et al., 1985). Pour ce qui concerne notre propos, nous ne développerons ici que la description des deux espèces contenant du cuivre.
THOMETZEKITE Pb (Cu, Zn)2 (AsO4)2 . 2H2O
Historique - Localité type
Ce minéral a été découvert à Tsumeb, Namibie, et décrit par SCHMETZER et al. (1985). Du fait de la taille réduite des cristaux (20 µm de long pour 1 µm d'épaisseur), la description est incomplète.
Étymologie
En l'honneur de W. THOMETZEK, premier directeur des mines de Tsumeb.
Propriétés physiques
La thometzekite possède un éclat terreux en raison de la petite taille des cristaux. Sa couleur varie du vert bleuâtre au vert, sa densité n'a pu être déterminée.
Propriétés optiques
Seul un indice moyen de réfraction égal à 1,855 a été mesuré.
Habitus
En agrégats d'aspect terreux composés de cristaux tabulaires microscopiques.
Radiocristallographie
Du fait de la taille de leurs cristaux, SCHMETZER et al. (1985) n'ont pu déterminer directement la maille de la thometzekite.
Il leur restait comme possibilité de l'obtenir indirectement par analogie avec les minéraux connus de la famille de la tsumcorite, or tsumcorite et helmutwinklerite sont respectivement monoclinique et triclinique avec une maille réduite triclinique quasiment identique. Après avoir redéterminé une symétrie triclinique pour l'helmutwinklerite, les auteurs ont préféré ne pas trancher en faveur d'un système ou de l'autre, la thometzekite s'indexant aussi bien dans les deux systèmes.
Diagramme de poudre (tableau 29)
Tableau 29 : Comparaison des diagrammes de poudre de la tsumcorite, l'helmutwinklerite et la thometzekite.
Le diagramme de poudre de la thometzekite (tableau 29) est quasiment identique à ceux de la tsumcorite et de l'helmutwinklerite, la principale différence réside dans l'existence d'une raie de diffraction de forte intensité vers d ≈ 2,9 Å, qui semble propre aux phases cuprifères de la famille de la tsumcorite (thometzekite, gartrellite, phase X1).
Structure
Non déterminée mais comparable à celle de la tsumcorite (TILLMANS et GEBERT, 1973) (fig. 32).
Fig. 32 -Projection de la structure de la tsumcorite selon [001]. Noter les chaînes d'octaèdres (Zn, Fe) O6 joints par un côté se développant parallèlement à b (d'après TILLMANNS et GEBERT, 1973).
Spectre Raman : non réalisé
Composition chimique (tableau 30)
Tableau 30 : Composition chimique de la thometzekite (% pondéral)
Les ratios Cu/Zn (avec Cu + Zn = 2) observés par SCHMETZER et al. (1985) varient de 1,46/0,54 à 1,64/0,36.
Synthèse : non réalisée
Paragenèse - association minérale
Dans sa localité type, elle a été rencontrée seule sur une matrice de gypse massif.
Gisement
À part Tsumeb, Namibie, une minéral similaire ("Like thometzekite") a été signalé (NICKEL et al., 1989) dans l'open cut de Kintore à Broken Hill, NSW, Australie.
GARTRELLITE Pb (Cu, Fe3+)2 (AsO4 , SO4)2 (CO3 , H2O)x , avec x ≈ 0,7
Historique - Localité type
Ce minéral a été rencontré en tant que constituant d'un minerai oxydé du gisement anticlinal de Ashburton Downs, WA et dans l'open cut de Kintore à Broken Hill, NSW, Australie. Sa description (NICKEL et al., 1989) suscite quelques réserves, en particulier sur la présence de CO32– en substitution de l'ion OH– (cf. composition chimique).
Étymologie
En l'honneur de Blair GARTRELL, qui récolta les premiers spécimens.
Propriétés physiques
La gartrellite est de couleur jaune lumineux à jaune verdâtre. Sa poussière est jaune. Elle possède un éclat et une texture crayeux. Sa densité calculée est de 5,38 g/cm3.
Propriétés optiques
La finesse des cristaux n'a permis d'observer qu'une forte biréfringence avec n variant de 1,94 à 2. Le minéral est transparent, avec une couleur jaune pâle en lumière transmise.
Habitus
La gartrellite se présente en agglomérats cryptocristallins constitués de cristaux tabulaires mesurant en moyenne 10 µm de long sur 1 µm d'épaisseur.
Radiocristallographie
La détermination de la symétrie triclinique ainsi que des paramètres a été obtenue à partir de diagrammes de diffraction électronique. Après affinement, les paramètres de maille sont : a = 5,454(3) ; b = 7,664(5) ; c = 5,685(4) Å ; α = 98,0(1) ; β = 110,0(1) ; γ = 111,1(1)° et Z = 1.
Diagramme de poudre. NICKEL et al. (1989). Caméra Guinier 80 mm, radiation CuKα
Principales raies de diffraction (d, hkl, I) : (2,962, 121, 100) ; (3,203, 110, 97) ; (4,612, 100, 70) ; (2,915, 121, 70).
Signalons que les intensités ont été obtenues avec un diffractomètre et qu'elles sont probablement affectées par une forte orientation préférentielle des cristaux comme nous pouvons le voir pour la phase X1 (cf. 1ère partie, III-2.l.b.l).
Structure
Comparable à celle de la tsumcorite (TILLMANS et GEBERT, 1973)
Spectre Raman : non réalisé
Composition chimique (tableau 31)
Tableau 31 : Composition
chimique de la gartrellite (% pondéraux).
NICKEL et al.
(1989) – nd : non dosé.
Les résultats d'analyse de ce minéral sont quelque peu contestables, non pas pour ce qui concerne l'analyse à la microsonde, mais pour celle CHN. En effet, cette dernière révèle une teneur en CO2, en plus de celle en eau, qui est, à notre avis, surprenante à plus d'un titre :
1) - le matériel analysé en CHN est cryptocristallin et peut donc piéger ou occulter aussi bien de l'eau, que des impuretés, en particulier des carbonates ;
2) - cette présence de CO2 dans la structure du minéral n'est confirmée par aucune étude infrarouge ;
3) - jusqu'à la découverte de la gartrellite, les minéraux de la famille de la tsumcorite avaient la formule générale Pb A2 (AsO4)2 (OH, OH2)2 avec A = Cu, Zn, Fe2+, Fe3+ et un nombre d'oxygènes égal à 10. Or la formule de la gartrellite propose la substitution de OH– par CO32– pour neutraliser la balance électrique, déséquilibrée par la présence de Fe3+ (Fe3+ confirmé par étude Mossbauer). NICKELS et al. publient pour formule simplifiée Pb (Cu, Fe3+)2 (AsO4, SO4)2 (CO3, H2O)x , avec x = 0,7 ou encore la formule généralisée Pb (Cu2–x , Fex) (AsO4)2 (CO3)x qui rend compte de deux pôles hypothétiques Pb Cu2 (ASO4)2 et Pb Fe2 (AsO4)2 (CO3). Remarquons que les formules de ces deux pôles sont basées sur 8 et 11 oxygènes et n'appartiennent donc pas à la famille de la tsumcorite ; de plus, la mawbyite (PRING et al., 1989), nouveau membre de la famille de la tsumcorite, qui possède pour formule Pb (Fe2–x3+, Znx) (AsO4)2 (OH)2–x (H2O)x, a pour pôle ferrique pur Pb Fe23+ (AsO4)2 (OH)2. La présence de CO32– ne semble donc pas nécessaire pour équilibrer la présence d'ion trivalent. À ce titre, en considérant que le CO2 ne rentre pas dans la composition de la gartrellite, et que le complément à 100% de l'analyse sonde n'est constitué que par de l'eau, le calcul de la formule empirique sur la base de 10 oxygènes cadre parfaitement avec la formule de l'analogue cuprifère de la tsumcorite Pb (Zn2–x, Fex3+) (AsO4)2 (OH)x . (H2O)2–x. On obtient :
Pb1,03 (Cu1,21 Fe0,753+)
1,96
(AsO4)1,88 (SO4)0,10
(OH)0,89 . 1,19 H2O
soit encore de
manière simplifiée :
Pb (Cu1,2 Fe0,83+)2,0
(AsO4)2 (OH)0,8 . 1,2 H2O
Synthèse : non réalisée
Paragenèse - association minérale
La gartrellite de Ashburton Downs est associée à hidalgoite / beudantite, ainsi qu'à une mimétite phosphatée qu'elle pseudomorphose parfois.
Gisement
Ashburton Downs, WA ; Kintore Open cut, Broken Hill, NSW ainsi que deux autres localités australiennes non spécifiées.
