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Cumengéite

La cumengéite est une espèce minérale composée d'hydroxy-halogénure de plomb et de cuivre, de formule Pb21Cu20Cl42(OH)40·6H2O.

Cumengéite
Catégorie III : halogénures[1]
Image illustrative de l’article Cumengéite
Cumengéite - Mine Amélie, Basse Californie, Mexique (16×12 mm)
Général
Classe de Strunz
3.DB.20
Classe de Dana
10.06.07.01
Formule chimique H58Cl42Cu20O46Pb21 Pb21Cu20Cl42(OH)40·6H2O
Identification
Masse formulaire[2] 7 905,6 ± 2,3 uma
H 0,74 %, Cl 18,83 %, Cu 16,08 %, O 9,31 %, Pb 55,04 %,
Couleur bleu indigo
Classe cristalline et groupe d'espace ditétragonal dipyramidal
I4/mmm
Système cristallin tétragonal (quadratique)
Réseau de Bravais centré I
Macle possible
Clivage bon [101], distinct [110], pauvre [001]
Cassure sub conchoïdale
Habitus octaédrique, cuboctaédrique
Échelle de Mohs 2,50
Trait bleu ciel
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction e=1,926,
w=2,041
Biréfringence uniaxial (-) ; 0,1150
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence subtransparent à opaque
Propriétés chimiques
Densité 4,70
Solubilité dans HNO3
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

La cumengéite fut décrite par François Ernest Mallard (1833-1894) en 1893. Cette espèce minérale est dédiée à l'ingénieur des mines français Édouard Cumenge (1828-1902)[3].

Topotype

Le gisement topotype se trouve à la mine Amélie, de la Compagnie du Boléo, à Santa Rosalia, au Mexique.

Synonymes

Il existe pour cette espèce deux synonymes[4] :

  • cumengéite ;
  • cumengite.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La cumengéite forme des cristaux d'habitus octaédrique ou cuboctaédrique, d'éclat vitreux. Sa couleur est bleu-indigo, son trait est bleu ciel. Elle peut être subtransparente ou opaque.

C'est un minéral peu dur (2,5 sur l'échelle de Mohs). Sa cassure est subconchoïdale.

Elle est soluble dans l'acide nitrique.

Cristallographie
Structure de la cumengéite projetée dans le plan (a, c). Noir : Pb, rouge : Cu, vert : Cl, bleu : O, gris : H.
Cage ouverte de cuivre, projetée selon la direction [001].

La cumengéite cristallise dans le système cristallin quadratique (ou tétragonal), de groupe d'espace I4/mmm (Z = 2 unités formulaires par maille conventionnelle)[5].

  • Paramètres de la maille conventionnelle : = 15,100 7 Å, = 24,494 Å (V = 5 585,40 Å3)
  • Masse volumique calculée = 4,70 g/cm3

Les cations Pb2+ occupent cinq sites non-équivalents d'environnements très différents :

  • Pb1 en coordination (6) octaédrique déformée de chlore : groupes PbCl6 ;
  • Pb2 en coordination (8+1) de chlore et d'oxygène : les anions Cl− forment un antiprisme tétragonal déformé avec un anion O2− au-dessus d'une face quadratique : groupes PbCl8O ;
  • Pb3 en coordination (6+1) de chlore et d'OH : les anions Cl− forment un prisme trigonal déformé avec un groupe hydroxyle sur un des côtés : groupes PbCl6OH ;
  • Pb4 en coordination (5+3) de chlore et d'OH : groupes PbCl5(OH)3 ;
  • Pb5 en coordination (6+2) de chlore et d'OH : groupes PbCl6(OH)2.

Les cations Cu2+ occupent deux sites non-équivalents :

  • Cu1 en coordination (4+2) octaédrique déformée de groupes hydroxyles et de chlore : groupes Cu(OH)4Cl2 ;
  • Cu2 en coordination (5+1) octaédrique déformée de groupes hydroxyles, d'oxygène et de chlore : groupes Cu(OH)4OCl.

La distribution des longueurs de liaison dans les octaèdres Cu(OH)4Cl2 et Cu(OH)4OCl, des liaisons Cu-O courtes de longueur moyenne 1,97 Å et deux liaisons Cu-O et Cu-Cl plus longues (2,53 Å et 2,87 Å), est typique de l'effet Jahn-Teller rencontré dans les composés de Cu(II) et permet une description alternative de la structure en termes de groupes plans carrés Cu(OH)4. Dans cette description, les groupes Cu1(OH)4 sont reliés par leurs arêtes et forment des dimères Cu12(OH)6 ; ces dimères sont reliés par leurs sommets aux groupes Cu2(OH)4 et forment des cages aplaties Cu20(OH)40 ouvertes, contenant les octaèdres Pb1Cl6. Ces cages sont similaires à celles observées dans la boléite.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

Il s'agit d'une espèce rare qui se rencontre dans les zones sédimentaires d’oxydation du cuivre ayant été immergées par l’eau de mer. Elle est trouvée associée à la boléite et à la pseudoboléite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables
  • Angleterre
Loe Warren Zawn, Botallack, Botallack - Pendeen Area, St Just District, Cornouailles[6]
  • Italie
Mont Somma (Vésuve), Campanie[5]
  • Mexique
Mine Amélie, Boléo, Santa Rosalia, Basse-Californie-du-Sud (topotype)

Notes et références
  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. E. Mallard, « Sur la boléite, la cumengéite et la percylite », Bulletin de la Société française de Minéralogie, vol. 16,‎ , p. 184-195
  4. « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
  5. ICSD No. 157 067 ; (en) G. Cruciani, P. Orlandi, M. Pasero et M. Russo, « First Italian occurrence of cumengéite from Vesuvio: crystal structure refinement and revision of the chemical formula », Mineralogical Magazine, vol. 69, no 6,‎ , p. 1037-1045 (DOI 10.1180/0026461056960306)
  6. dans Journal of the Russell Society, vol. 6, no 1, 1995, p. 17-26
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