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Colémanite

La colémanite ou colemanite est une espèce minérale formée de borate hydraté de calcium, de formule brute Ca2B6O11·5H2O. Elle peut former des cristaux prismatiques jusqu'à 30 cm[3]. Toutefois les cristaux isométriques groupés en éventail dans des agrégats rayonnants peuvent générer des masses laiteuses monocristallines de l'ordre de 20 m[4].

Colémanite[1]
Catégorie VI : borates[2]
Image illustrative de l’article Colémanite
Colémanite
Général
Classe de Strunz
6.CB.10
Classe de Dana
26.03.05.01
Formule chimique Ca2B6O11·5H2O
Identification
Masse formulaire 411,09 uma
Couleur incolore; blanc; blanc laiteux, blanc jaunâtre; grisâtre; jaune pâle; gris, gris blanc
Classe cristalline et groupe d'espace prismatique ;
P 21/a
Système cristallin monoclinique
Réseau de Bravais Primitif P
Clivage parfait à {010}, bon à {001}
Cassure irrégulière, inégale à subconchoïdale ou semiconchoïdale
Habitus massif; microgrenu; agrégat; fibreux; radié; géode
Faciès cristaux prismatiques à tabulaires, à prismes courts et trapus, pseudo-rhomboédriques, isométriques qui, groupés en éventail, engendrent des masses laiteuses en agrégats rayonnants; en agrégats massifs ou grenus, formes massives grenues, allongées.
Échelle de Mohs 4,5
Trait blanc
Éclat adamantin, vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction α=1,586
β=1,592
γ=1,614
Biréfringence Δ=0,028 ; biaxe positif
Fluorescence ultraviolet fluorescent, phosphorescent et luminescent
Transparence transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité 2,42
Solubilité soluble dans l'acide chlorhydrique à chaud
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Les minéralogistes anglo-saxons ou allemands la décrivent par le composé chimique basique monohydraté CaB3O4(OH)3·H2O ou mieux en indiquant les deux degrés d'oxydation du bore [CaBIIIBIV2O4(OH)3]·H2O. Jusque dans les années 1930, les roches évaporites contenant ce minéral borate étaient le principal minerai du bore et de ses composés, que ce soit pour l'obtention du métalloïde B ou de verres techniques borosilicatés, comme le Pyrex. Ces principaux gisements exploitables sont en Californie, au Kazakhstan, en Turquie, en Argentine et au Mexique.

Inventeur et étymologie

Décrite en 1884 par le minéralogiste américain J. T. Evans[5], le nom minéralogique est dédié au négociant américain William Tell Coleman (1824-1893), fondateur de l'industrie californienne du borax[6].

Colémanite blanche translucide du comté californien d'Inyo

Topotype

Furnace Creek, vallée de la Mort, comté d'Inyo, Californie, États-Unis. Ce sont des échantillons cristallins blancs, prismatiques à tabulaires.

Synonymie
  • Néocolémanite (Eakle 1911) [7]
Colémanite jaune, Mine Boraxo, comté d'Inyo, Californie

Cristallographie
  • Paramètres de la maille conventionnelle : = 8,743 Å, = 6,102 Å ; Z = 2 ; V = 564,27 Å3
  • Densité calculée = 2,42 g cm−3

Les cristaux prismatiques, pseudo-rhomboédriques, voire isométriques sont des sortes de rhomboèdres plus ou moins acérés.

Gîtologie

La colémanite se trouvent presque exclusivement dans des lacs boratés ou des dépôts sédimentaires de borates qui se trouvent dans le fond de grandes dépressions situées dans des lieux le plus souvent désertiques et très arides. Ces minéraux évaporites se sont formés suite à l'écoulement d'eaux qui ont traversé des terrains riches en sels borifères et qui se sont accumulées en petits lacs. Une fois les lacs évaporés, les sels se sont déposés au fond et ont formé des strates épaisses.

Autre échantillon de Boron, comté de Kern

Minéraux associés
Colémanite, Boron, comté californien de Kern.

Propriétés physiques et chimiques avec critères de déterminations

La colemanite a une faible dureté (rayée facilement avec un couteau), elle est peu dense et elle possède un clivage parfait.

La colemanite est soluble dans l'acide chlorhydrique à chaud. Il est recommandé de nettoyer les cristaux de collection à l'eau distillée.

Elle fond dans la flamme. Portée à la flamme d'un bec Bunsen, elle crépite et colore la flamme en vert, ce qui est dû à la présence d'ions à base de bore. Sa composition pondérale est, pour les verriers, en CaO de 27,28 %, en B203 de 50,81 %, en H20 de 20,91 %.

La dureté et la densité restent des critères pratiques pour la distinguer par rapport à l'ulexite, la pricéite, la datolite, l'inyoïte...

Colemanite de la collection Norman et Gertrude Pendleton (Boron)

Gisements remarquables
  • Argentine
Salinas Grandes, Province de Jujuy[8]
  • États-Unis
Furnace Creek, Death Valley, Comté d'Inyo, Californie[9]
  • Kazakhstan
Atyrau (Gur'yev), Province d'Atyrau [10]
lac Inder
  • Mexique
La Salada, Mun. de Tubutama, Sonora[11]
Colemanite de Turquie
  • Turquie
Sebepliköy (Sebepli), péninsule de Biga, Province de Balikesir, Région de Marmara[12]
Bandisma, Eskisehir
Colemanite brune, mine Keskelek, Bursa, près de la mer de Marmara, Turquie

Utilisation

L'industrie a encore un grand recours à la colemanite, pour l'obtention du bore et de ses dérivés ou, plus prosaïquement, pour former des bétons destinés à absorber des neutrons dans les réacteurs nucléaires.

Les sels de bore sont utilisés notamment dans la fabrication de verres à usage optique et de Pyrex, dans l'élaboration de détergents et d'agents blanchissants (perborate). Ils peuvent aussi être utilisés dans comme désoxydants pour les faciliter la soudure des métaux et aussi dans la préparation de carburants à haute énergie destinés aux missiles, ainsi que pour fabriquer des alliages hautement résistants.

Notes et références
  1. Acta Crystallographica, volume 011, pp. 761(1958)
  2. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  3. (en) « Colemanite », dans J. W. Anthony, R. Bideaux, K. Bladh, Handbook of mineralogy, (lire en ligne [PDF]) (consulté le )
  4. Variétés signalées à Bandisma en Turquie par l'entrée colemnite, in Rudolf Ďuďa et Luboš Rejl, La Grande Encyclopédie des Minéraux, opus cité
  5. Evans, J.T. (1884), Colemanite: Calif. Acad. Sci. Bull. 1: 57-59.
  6. Sur l'histoire du borax associé à WT Coleman
  7. Eakle (1911) University of California, Department of Geology Bulletin 6: 179.
  8. (en) Charles Palache, Harry Berman et Clifford Frondel, The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837–1892, vol. II : Halides, Nitrates, Borates, Carbonates, Sulfates, Phosphates, Arsenates, Tungstates, Molybdates, etc., New York (NY), John Wiley & Sons, , 7e éd., 1124 p., p. 352
  9. Murdoch, Joseph & Robert W. Webb (1966), Minerals of California, Centennial Volume (1866-1966): California Division Mines & Geology Bulletin 189: 153.
  10. Pekov, I. (1998) Minerals First discovered on the territory of the former Soviet Union 369p. Ocean Pictures, Moscow
  11. Garrett, D.E. (1998): Borates - Handbook of Deposits, Processing, Properties and Use. Academic Press (San Diego, London), 475 pp.
  12. CAHIT HELVACI & RICARDO N. ALONSO (2000) Borate Deposits of Turkey and Argentina; A Summary and Geological Comparison. Turkish Journal of Earth Sciences, Vol. 9, 2000, pp. 1-27

Bibliographie
  • Rudolf Ďuďa et Luboš Rejl, La Grande Encyclopédie des Minéraux, collection Grandes Encyclo, Gründ, première édition en 1986, septième édition 1992, 520 pages, Photographies de Dušan Slivka, traduction du livre de minéralogie tchèque paru aux éditions ARTIA, Prague, préface de Pierre Barrand, conservateur du musée minéralogique de l'université de Paris. (ISBN 978-2700025002) , en particulier colemanite §.
  • Rupert Hochleitner, 300 roches et minéraux, Delachaux et Niestlé SA, Paris, 2010, traduction et adaptation française par Jean-Paul Poirot de l'ouvrage Welcher Stein ist das ? paru aux éditions Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co, à Stuttgart en 2010, réédition 2014, 255 pages, (ISBN 978-2-603-01698-5) en particulier présentation de la colemanite haut de la page 152.
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