Phyllosilicate
Les phyllosilicates sont des minéraux du groupe des silicates construits par empilement de couches tétraédriques (« T ») où les tétraèdres partagent trois sommets sur quatre (les oxygènes « basaux »), le quatrième sommet (l’oxygène « apical ») étant relié à une couche octaédrique (« O ») occupée par des cations différents (Al, Mg, Fe, Ti, Li, etc.).
Étymologie
Du grec antique φύλλον phyllon, qui veut dire feuille, et du nom du groupe les silicates.
Synonymie
silicates lamellaires
Cristallochimie
L’union des couches T et des couches O forme des feuillets, qui représentent l’unité de clivage des phyllosilicates.
Dans la couche T, l’aluminium peut se substituer au silicium, auquel cas la charge négative du groupement est plus élevée ; exemple les micas.
Selon le type de feuillet, les phyllosilicates sont classés dans les groupes suivants :
- Phyllosilicates TO ou 1 : 1,
- où le feuillet est formé d’une couche T et d’une couche O, l’épaisseur du feuillet étant environ 7 Å : groupe de la kaolinite-serpentine ;
- Phyllosilicates TOT ou 2 : 1,
- où le feuillet est formé de deux couches T dans les deux côtés d’une couche O, l’épaisseur du feuillet étant environ 10 Å : groupe talc-mica-montmorillonite dont de nombreux minéraux sont les principaux constituants des argiles ;
- Phyllosilicates TOT:O ou 2 : 1 : 1,
- où le feuillet est formé de trois couches TOT et une autre couche O isolée, l’épaisseur du feuillet étant environ 14 Å : groupe des chlorites.
Les phyllosilicates sont classés en deux groupes et trois familles sur la base de l'occupation des trois sites octaédriques indépendants dans la maille primitive.
Classification par groupes
Selon que les trois sites cationiques sont occupés par des cations, ou seulement deux sur trois, on distingue deux groupes de phyllosilicates : les trioctaédriques et les dioctaédriques.
La couche O isolée forme aussi des minéraux, et notamment des hydroxydes : la brucite, Mg(OH)2, trioctaédrique, et la gibbsite, Al(OH)3, dioctaédrique.
La formule chimique idéale des minéraux les plus représentatifs est obtenue en partant de celle du couche tétraédrique - [SinO4n]4n- - et de celle du couche trioctaédrique - Mg3(OH)6 - ou dioctaédrique - Al2(OH)6 en remplaçant une partie des hydroxyles par des oxygènes apicaux.
| Type de feuillet | Région interfoliaire | Groupe trioctaédrique | Groupe dioctaédrique |
|---|---|---|---|
| O | --- | Brucite Mg3(OH)6 | Gibbsite Al2(OH)6 |
| TO ou 1 :1 | --- | Serpentine Mg3Si2O5(OH)4 | Kaolinite Al2(OH)4Si2O5 |
| TOT ou 2:1 | --- | Talc Mg3Si4O10(OH)2 | Pyrophyllite Al2Si4O10(OH)2 |
| cation M+ (micas communs) | Phlogopite KMg3AlSi3O10(OH)2 | Muscovite KAl2AlSi3O10(OH)2 | |
| M2+ (micas cassants) | Clintonite CaMg3Al2Si2O10(OH)2 | Margarite CaAl2Al2Si2O10(OH)2 | |
| TOT:O ou 2:1:1 | couche O trioctaédrique | chlorites tri-tri Mg6Si4O10(OH)8 | chlorites di-tri Al2Mg3Si4O10(OH)8 |
| couche O dioctaédrique | chlorites tri-di Mg3Al2Si4O10(OH)8 | chlorites di-di Al4Si4O10(OH)8 |
Classification par familles
Les trois sites octaédriques peuvent être partiellement ou totalement équivalents en termes de leur occupation et dimension. Ce critère mène à une classification plus détaillée, en trois familles :
- Famille homo-octaédrique : les trois sites octaédriques sont tous équivalents (contiennent le même cation ou mélange de cations et ont une dimension égale ou très proche) ;
- Famille méso-octaédrique : deux des trois sites octaédriques sont équivalents, tandis que le troisième se différencie pour son occupation et/ou dimension ;
- Famille homo-hétéro-octaédrique : les trois sites octaédriques sont tous différents.
La classification par familles est plus précise que celle par groupes. En fait, les phyllosilicates présentent souvent une occupation intermédiaire entre 2 et 3 (un site partiellement occupé, les deux autres complètement occupés) : la classification par groupes devient alors approximative, tandis que celle par famille couvre tous les cas.
