Rutile
Pour les articles homonymes, voir Rutile (homonymie).
| Rutile Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1] | |
 Rutile sur chlorite - Carrière de Trimouns, Ariège, France | |
| Général | |
|---|---|
Numéro CAS | |
Classe de Strunz | 4.DB.05 4 OXIDES (Hydroxides, V[5,6] vanadates, arsenites, antimonites, bismuthites, sulfites, selenites, tellurites, iodates) |
Classe de Dana | 4.4.1.1 Oxydes |
| Formule chimique | O2Ti TiO2 |
| Identification | |
Masse formulaire[2] | 79,866 ± 0,002 uma O 40,07 %, Ti 59,93 %, |
| Couleur | Noir, Rouge sombre, Jaune vif |
Classe cristalline et groupe d'espace | ditétragonale dipyramidale ; 4/mmm |
Système cristallin | tétragonal |
Réseau de Bravais | Primitif P |
Macle | sur {101} (macle en genou), sur {321} (macle en cœur) |
Clivage | bon sur {110}, peu net sur{100} |
Cassure | Irrégulière, conchoïdale |
Habitus | octaédrique |
Échelle de Mohs | 6 - 6,5 |
Trait | brun jaune ; rouge ; gris verdâtre ; jaune ; brun clair |
Éclat | adamantin, brillant, submétallique, gras |
| Propriétés optiques | |
Indice de réfraction | nω = 2,605 - 2,613 nε = 2,899 - 2,901 |
Biréfringence | Uniaxial (+) ; 0,2870-0,2940. |
Fluorescence ultraviolet | aucune |
Transparence | Transparent à translucide, ou opaque |
| Propriétés chimiques | |
Densité | 4,2 - 4,3 |
Température de fusion | 1843 °C |
| Propriétés physiques | |
Magnétisme | aucun |
Radioactivité | aucune |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
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Le rutile est une espèce minérale composée de dioxyde de titane de formule TiO2 avec des traces de fer (près de 10 % parfois), tantale, niobium, chrome, vanadium et étain. Il est trimorphe avec la brookite et l'anatase. Il est la forme la plus stable de dioxyde de titane et est produit à haute température, la brookite se formant à des températures plus basses et l'anatase formée à des températures encore plus basses.
Sommaire
1 Historique de la description et appellations
1.1 Inventeur et étymologie
1.2 Topotype
1.3 Synonymie
2 Caractéristiques physico-chimiques
2.1 Critères de détermination
2.2 Variétés
2.3 Cristallochimie
2.4 Cristallographie
3 Gîtes et gisements
3.1 Gîtologie et minéraux associés
3.2 Gisements producteurs de spécimens remarquables
4 Croissance des minéraux
4.1 Synthèse
5 Galerie
6 Exploitation des gisements
7 Notes et références
7.1 Notes
7.2 Références
8 Voir aussi
8.1 Bibliographie
8.2 Articles connexes
Historique de la description et appellations |
Inventeur et étymologie |
Décrit par Abraham Gottlob Werner en 1803. Le rutile dérive son nom du latin rutilus, rouge, en référence à sa couleur rouge profond observée dans quelques spécimens par lumière transmise.
Topotype |
- Cajuelo, Vuitrago, Burgos, Castille et Leon, Espagne.
Synonymie |
Il existe pour ce minéral de nombreux synonymes[3] :
- cajuélite (en référence au topotype de l'espèce)[4] ;
- crispite : d'après le Crispalt, massif du Saint-Gothard, Suisse (Delametherie, 1795) [5],[6] ;
- dicksbergite (Igelström, 1896), d'après la localité de Dicksberg, Värmland, Suède[7] ;
- édisonite (Hidden, 1888) : trouvé à la mine d'or Whistnant, comté de Polk, Caroline du Nord, par Hidden en 1879[8] ;
gallitzinite ;- naumannite[a] (Kokcharov (en), 1854) ;
- paraedrite[9] ;
rutilite[10] ;- titane oxydé (Haüy, 1801)[11] ;
titanite (Richard Kirwan, 1796).
Caractéristiques physico-chimiques |
Critères de détermination |
- Habitus
- En cristaux rouge sombre à opaque pouvant atteindre 25 cm provenant des roches fortement métamorphiques[12].
- En groupes de cristaux aciculaires en inclusion dans le quartz (les « flèches d'amour » venant des Grisons, Suisse ou « cheveux de Vénus »). Agrégats aciculaires rayonnants en 6 faisceaux à partir d’un noyau d’hématite.
- Cristaux microscopiques orientés dans des pierres précieuses expliquant la présence d'étoile dans les saphirs « étoilés », les rubis « étoilés » et autres pierres « étoilées », un phénomène optique connu sous le nom d'astérisme, qui est retrouvé également dans d'autre minéraux comme la biotite ou les feldspaths
Variétés |
Ilménorutile : variété de rutile riche en niobium de formule Fex(Nb,Ta)·4Ti1-xO2. Décrite initialement dans les monts Ilmen, Chelyabinsk Oblast', Urals Russie, qui ont inspiré le nom.
Occurrences :
- Canada
- Francon quarry, Montréal, Québec[13]
- Francon quarry, Montréal, Québec[13]
- France
- Col d’Urdach, Aramits, Pyrénées-Atlantiques, Aquitaine[14]
- Gwernavalou, Trémargat, Plounévez-Quintin, Côtes-d'Armor[15]
- Col d’Urdach, Aramits, Pyrénées-Atlantiques, Aquitaine[14]
- Canada
Isérite (Janovsky) (synonyme : isérine[16]) : variété douteuse riche en fer en passe d'être déclassée[17].
Nigrine : variété de rutile riche en fer dénommée pour sa couleur très sombre ; le genre est masculin[18]
Sagénite (Saussure 1796) : c'est une variété d'habitus qui désigne des formes polymaclées en réseaux. « Ces petits crystaux se croisent ordinairement sous les mêmes angles, de manière à former des réseaux dont les mailles sont des parallèlogrammes; cette singulaire propriété m’a paru propre à déterminer le nom de la pierre; je l’ai nommée Sagenite, du mot grec & latin sagena, qui signifie un filet[19]. »
Strüverite (Zambonini 1907) : variété de rutile de formule (Ti,Ta,Fe)O2 dédiée au minéralogiste Italien Giovanni Strüver (1842-1915), professeur à l'université de Rome[20]. Présente en France dans la mine du Cap Garonne, Le Pradet, Var, Provence-Alpes-Côte d'Azur.
Cristallochimie |
Le rutile sert de chef de file à un groupe : le groupe du rutile, qui rassemble des espèces dont la formule générique est M4+O2. Toutes cristallisent dans le système tétragonal, de classe ditétragonale dipyramidale et de groupe d'espace P42/mnm.
Toutes présentent un habitus similaire allongé sur {001} et strié, avec des macles sur {101} et {301}.
| Minéral | Formule | Groupe ponctuel | Groupe d'espace |
|---|---|---|---|
| Argutite | GeO2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Cassitérite | SnO2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Ilménorutile | (Ti,Nb,Fe)O2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Strüverite | (Ti,Ta,Fe)O2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Paratellurite | TeO2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Pyrolusite | MnO2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Plattnérite | PbO2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Rutile | TiO2 | 4/mmm | P42/mnm |
| Stishovite | SiO2 | 4/mmm | P42/mnm |
Cristallographie |
Structure cristalline du rutile. Gris : titane, rouge : oxygène.
Il s'agit d'un minéral quadratique (ou tétragonal), cristallisant dans le groupe d'espace P42/mnm (no 136) avec Z = 2. Sa notation Strukturbericht est C4. Les paramètres de la maille conventionnelle sont a = 4,5933 Å et c = 2,9592 Å (V = 62,43 Å3)[21],[22].
Le rutile a une densité théorique de 4,250 g cm−3 mais la densité généralement mesurée est de 4,230 g cm−3.
Les cations Ti4+ sont entourés par 6 anions O2– en coordination octaédrique allongée. Les anions O2– sont en coordination triangulaire de Ti4+. La longueur de liaison Ti-O moyenne est de 1,955 Å.
Les octaèdres TiO6 sont reliés entre eux par leurs arêtes et forment des chaînes le long de la direction [0{displaystyle ,}
Le rutile peut présenter plusieurs types de macles :
- fréquentes sur {101} (macle en genou), souvent multiples, cycliques (huit sous-individus forment un anneau) ;
- macles sur {321} (macle en cœur) ;
- réseau en sagénite, combinaison, répétée dans l’espace, des deux lois de macle précédentes.
Gîtes et gisements |
Gîtologie et minéraux associés |
- Gîtologie
- Minéral accessoire courant dans de nombreuses roches métamorphiques (gneiss, micaschistes, granulites, éclogites, etc.)
- Dans les roches magmatiques (granites, syénites, etc.) et des pegmatites et filons de quartz
- Dans des sables alluvionnaires
- Présent dans les roches lunaires
- Présent dans des météorites
- Minéraux associés
Adulaire, albite, anatase, apatite, brookite, calcite, chlorite, hématite, ilménite, pyrophyllite, quartz, titanite.
Gisements producteurs de spécimens remarquables |
- Canada
- Kimmirut (Lake Harbour), île de Baffin, Territoire du Nunavut
- Espagne
- Cajuelo, Vuitrago, Burgos, Castille et Leon (Topotype)
- France
Carrière de Trimouns, Luzenac, Ariège, Midi-Pyrénées[23]
Croissance des minéraux |
Synthèse |
Le rutile synthétique fut produit pour la première fois en 1948 et est vendu sous plusieurs noms (lustérite, titania, etc.). Il réfracte fortement la lumière. Il peut être fabriqué dans une diversité de couleurs, mais pas dans un blanc transparent pur, étant toujours légèrement jaune. En raison de son apparence bizarre il est rarement utilisé en bijouterie. Il n'est pas très dur, à peu près 6 sur l'échelle de Mohs. Le substitut du diamant presque sans couleur est vendu sous le nom Titania.
Galerie |
Sagénite - Dolina Shigar, Skardu Pakistan
Rutile - Kimmirut ,Territoire Nunavut, Canada - 6,7×3,5 cm
Inclusions de rutile dans le quartz - Minas Gerais - Brésil (3,5×2,5 cm)
Rutile taillé Minas Gerais - Brésil 3,79 Ctd
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Exploitation des gisements |
Le rutile est minerai de titane et, dans une moindre mesure, peut donner des pierres gemmes après taille.
Les gisements de rutile exploités contiennent de 90 à 95 % de TiO2 sont exploités pour la production de dioxyde de titane. Pour obtenir cet oxyde à l'état pur, le minerai est directement traité par le procédé au chlore (de). En 2014, l'extraction des rutiles correspond à plus de 500 kilo-tonnes de dioxyde de titane, sur les 7 millions de tonnes de dioxyde de titane extraites (sachant que 5,5 millions de tonnes ont été consommées cette année-là)[24].
Notes et références |
Notes |
Le terme naumannite pour rutile est désuet, il désigne aujourd'hui un séléniure d'argent (voir Naumannite).
Références |
La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
« Index alphabétique de nomenclature minéralogique », BRGM.
André Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart, Pierre Jean François Turpin et Frédéric Georges Cuvier, Dictionnaire des sciences naturelles, 1817, p. 173.
Jean-Claude Delamétherie, Théorie de la terre, tome second, Maradan, Libraire, Paris, 1795, p. 199
André Jean François Marie Brochant de Villers, Alexandre Brongniart, Pierre Jean François Turpin et Frédéric Georges Cuvier, Dictionnaire des sciences naturelles, 1818, p. 425.
:Lars Johan Igelström, "Dicksbergit och kyanit från Dicksberg i Ransäters socken, Vermland", in Geologiska Föreningens Förhandlingar, vol. 18, 1896, p. 231–232
(en) William Earl Hidden, « On edisonite, a fourth form of titanic acid », The American Journal of Science, 3e série, vol. 36, no 214, octobre 1888, p. 272-274 (DOI 10.2475/ajs.s3-36.214.272, lire en ligne).
(en) Max Hutchinson Hey, An index of mineral species and varieties arranged chemically, with an alphabetical index of accepted mineral names and synonyms, Trustees of the British Museum, 1955 (1re éd. 1950), xx+609 p. (présentation en ligne), p. 44.
(en) Walter Rogers Johnson et John M. Moffat, The scientific class-book; or, a familiar introduction to the principles of physical science , vol. 2, 1836, p. 267 (texte intégral).
René Just Haüy, Traité de minéralogie, vol. 4, Bachelier et Huzard, 1822, 2e éd. (lire en ligne), p. 333.
(en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Halides, Hydroxides, Oxides, vol. III, Mineral Data Publishing, 1997.
(en) Peter Tarassoff, László Horváth et Elsa Pfenninger-Horváth, « Famous mineral localities: The Francon Quarry, Montreal, Quebec, Canada », Mineralogical Record, vol. 37, no 1, 2006, p. 5-60.
(en) Pierre Monchoux, François Fontan, Philippe De Parseval, Robert F. Martin et Ru Cheng Wang, « Igneous albitite dikes in orogenic lherzolithes, Western Pyrénées, France: A possible source for corundum and alkali feldspar xenocrysts in basaltic terranes. I. Mineralogical Associations », The Canadian Mineralogist, vol. 44, no 4, 2006, p. 817-842 (DOI 10.2113/gscanmin.44.4.817).
C. Germain et A. Guillou, « Nouvelles découvertes minéralogiques dans les druses du granite de la carrière de Gwernavalou (Côtes d'Armor) », Le Cahier des Micromonteurs, no 3, 1988, p. 3-7.
Charles Félix Blondeau, Anselme Gaëtan Demarest et Jean-Sébastien-Eugène Julia de Fontenelle, Manuel de minéralogie ou traité élémentaire de cette science d'après l'état actuel de nos connaissances, 1831(lire en ligne), p. 147.
Magdeleine Moureau et Gerald Brace, Dictionnaire des sciences de la terre : anglais-français, français-anglais, 2000, p. 823.
André Brochant de Villiers, Traité élémentaire de minéralogie, vol. 2, 1808, 2e éd. (lire en ligne), p. 474.
Horace-Bénédict de Saussure, Voyages dans les Alpes, précédés d'un essai sur l'histoire naturelle des environs de Genève, Samuel Fauche, 1779-1796 (lire en ligne).
(it) Zambonini, Acc. Napoli, Rend., vol. 8, no 3, 1907, p. 35.
Base de données PDF (powder diffraction file) de l’ICDD (International Center for Diffraction Data), fiche 00-021-1276.
National Bureau of Standards (U.S.) Monogr. 25, vol. 7, 1969, p. 83.
Didier Descouens, P. Gatel, « Le Gisement de talc de Trimouns », in Monde et minéraux, n°78, avril 1987, p. 4-9
(en) « The Chemours Company : DeLisle Site Visit », Chemours, septembre 2015
Voir aussi |
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Bibliographie |
- Base de données PDF (powder diffraction file) de l’ICDD (International Center for Diffraction Data)
Articles connexes |
- Anatase
- Dioxyde de titane
- Brookite
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