Groupe des chlorites

La plupart des chlorites ont une couleur verte, mais il existe des spécimens de couleurs variables : jaune, rouge ou blanc. Elles possèdent un éclat vitreux, perlé ou mat et produisent un trait vert pâle à gris. Elles sont peu dures, entre 2 et 2,5 sur l'échelle de Mohs, et peuvent être rayées par l'ongle, produisant une poudre verte. Leur densité varie entre 2,6 et 3,3 en fonction de la composition chimique.

Les chlorites forment très rarement des cristaux bien formés, avec des faces prismatiques et pyramidales. Le plus souvent, elles forment des feuillets ou plaques fines pseudo-hexagonales parallèles au plan {001} et flexibles, ainsi que des sphérules. Elles présentent toutes un clivage parfait sur le plan {001}[3].

Les chlorites sont des phyllosilicates hydratés. Elles contiennent des cations de taille moyenne. Les cations souvent présents sont le fer, le magnésium et l'aluminium. Le lithium, le vanadium, chrome, le manganèse, le nickel, le cuivre et le zinc peuvent également être rencontrés. Le silicium peut être partiellement substitué par le béryllium, le bore, le fer et le zinc[3].

Selon la classification de Dana, les chlorites appartiennent au groupe 71.04.01 et sont des phyllosilicates (classe 71) dont les couches de silicate sont formées par des anneaux à six membres avec une alternance de feuillets 2:1 ou TOT (deux couches de tétraèdres T enserrant une couche centrale d'octaèdres O) et d'une couche de type brucite, Mg(OH)₂ ou de type gibbsite, Al(OH)₃ (couche isolée d'octaèdres) occupant l'espace entre les feuillets TOT (71.04)[4].

Les chlorites font partie du groupe des phyllosilicates micacés composés de réseaux tétraédriques et octaédriques selon la classification de Strunz, avec la franklinfurnacéite, la gonyérite, l'odinite et la glagolévite qui ne font pas partie du groupe des chlorites.

Les chlorites ont le plus souvent un système cristallin monoclinique, mais elles peuvent aussi être tricliniques[3]. L'orthochamosite est un polymorphe de la chamosite cristallisant dans le système orthorhombique[5].

Exemple de chlorite : structure de la cookéite r, projetée le long de la direction b (vue en perspective). Jaune : Si, orange : Al, vert : Li, bleu : O, gris : H. La structure en anneaux à six membres des couches T est particulièrement visible dans la couche de gauche.

La structure des chlorites est voisine de celle des micas. Elle consiste en un empilement de couches parallèles au plan (001), contenant les éléments métalliques et de couches d'aluminosilicates. Le polyèdre de coordination des éléments métalliques est un octaèdre dont les sommets sont les anions O²⁻ ou des groupes hydroxyles (OH)⁻. Les couches d'aluminosilicates contiennent une couche d'aluminium en coordination octaédrique et deux couches d'aluminosilicates formées par des anneaux à six-membres (Si,Al)₆O₁₈ de tétraèdres (Si,Al)O₄. Les couches sont reliées entre elles par des liaisons hydrogène[6].

Il existe deux types de couches d'octaèdres, notées O et O', qui diffèrent par leur taux de remplissage. Les couches O' sont entourées par deux couches d'anneaux à six membres de tétraèdres d'aluminosilicate, notées T, pour former des couches T-O'-T.

Les couches O sont constituées d'octaèdres M(OH)₆ reliés entre eux par leurs arêtes, où M peut être le fer, le magnésium, l'aluminium, le nickel, le lithium… Les sites M sont à « occupation mixte », c'est-à-dire que la distribution des différents cations n'est pas ordonnée dans la structure : les sites octaédriques ne peuvent accueillir qu'un seul cation à la fois, leur occupation chimique varie d'une maille à l'autre de façon non périodique. L'occupation d'un site par différentes espèces chimiques est décrite par ses pourcentages d'occupation, c'est-à-dire par la probabilité d'y trouver une certaine espèce chimique.

Les couches T-O'-T sont constituées d'une couche O' d'octaèdres M'O₄(OH)₂, où les sites M' peuvent être occupés par plusieurs cations, entourée de deux couches T de tétraèdres, (Si,Al)₄O₁₀, constituées d'anneaux à six membres (Si,Al)₆O₁₈ dans lesquels les tétraèdres (Si,Al)O₄ ont généralement une occupation mixte de silicium et d'aluminium. Dans certains minéraux, les tétraèdres peuvent contenir du bore (borocookéite).

Pour tenir compte de la structure cristalline, la formule des chlorites est souvent écrite M'₃(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂·M₃(OH)₆, M et M' reflétant la distribution différente des cations métalliques dans les couches O et T-O'-T.

À partir de leurs structures cristallines, les chlorites sont classées en quatre sous-groupes :

• les chlorites di,dioctaédriques ;
• les chlorites tri,trioctaédriques ;
• les chlorites di, trioctaédriques ;
• les chlorites tri, dioctaédriques.

• Le groupe Tri-Tri est le plus répandu sur Terre. Les groupes Di-Tri et Di-Di sont plus rares. Le groupe Tri-Di reste encore inconnu, aucun minéral de ce type n'a encore été découvert.

: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• (en) Sturges W. Bailey (dir.), Hydrous Phyllosilicates (exclusive of micas), Mineralogical Society of America, coll. « Reviews in Mineralogy » (n^o 19), 1988 (ISBN 0-939950-23-5, présentation en ligne). 
• (en) S.W. Bailey et J.S. Lister, « Structures, compositions, and X-ray diffraction identification of dioctahedral chlorites », Clays Clay Min., vol. 37, n^o 3,‎ 1989, p. 193-202

• Glossaire de géologie
• Chloritoïde

• Chlorite sur Mindat