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Sidérite

La sidérite est une espèce minérale composée de carbonate de fer de formule brute FeCO3 avec des traces de Mg ; Mn ; Ca ; Co ; Zn. Rarement pure, la sidérite contient souvent du magnésium et du manganèse et forme une solution solide continue avec la magnésite et la rhodochrosite. En revanche, la substitution calcium par fer est limitée en raison de la différence des rayons ioniques.
Altérée par oxydation à l'air humide, elle se transforme en limonite en prenant une coloration brun-noir, beaucoup d'échantillons de sidérite sont en fait des pseudomorphoses en limonite.

Sidérite
Catégorie V : carbonates et nitrates[1]
Image illustrative de l’article Sidérite
Siderite - Mine Morro Velho, Brésil
Général
Nom IUPAC Carbonate de fer
Numéro CAS 14476-16-5
Classe de Strunz
5.AB.05
Classe de Dana
14.1.1.3
Formule chimique CFeO3 FeCO3
Identification
Masse formulaire[2] 115,854 ± 0,004 uma
C 10,37 %, Fe 48,2 %, O 41,43 %,
Couleur Marron, brun jaunâtre à grisâtre, gris, gris jaunâtre à verdâtre
Classe cristalline et groupe d'espace Ditrigonale-scalénoédrique
R 3c
Système cristallin Trigonal
Réseau de Bravais Rhomboédrique
Macle Peu commune sur [01 12] , rare sur [0001]
Clivage Parfait sur [10 11]
Cassure Irrégulière, conchoïdale
Échelle de Mohs 3,5 - 4,5
Trait Blanc
Éclat Vitreux ou nacré
Propriétés optiques
Indice de réfraction no = 1,785 - 1,875
ne = 1,570 - 1,633
Biréfringence 0,215 - 0,242 ; uniaxe négatif
Fluorescence ultraviolet Aucune
Transparence Translucide à opaque
Propriétés chimiques
Densité 3,96
Solubilité Se dissout lentement dans l'HCl [3], l'eau
Propriétés physiques
Magnétisme Antiferromagnétique à basse température
Radioactivité Aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
Sidérite
Thermochimie
S0solide 95.5 J/K.mol
ΔfH0solide -753.208 kJ/mol
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

Décrit par Wilhelm Karl Ritter von Haidinger en 1845. Du grec σίδερος, sideros = fer, par allusion à sa composition chimique.

Synonymie

À noter que le terme sidérite peut aussi désigner :

  • selon Bergmann, la pharmacosidérite ;
  • selon Daubret, un groupe de météorites composées principalement de ferro-nickel. Synonyme aërosiderite (Maskelyne 1863 [9]). Ce terme ne doit plus être employé, au profit de l'expression « météorite de fer » pour éviter la confusion avec le minéral présenté ici ;
  • selon Moll (1799), la lazulite.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

En tube fermé décrépite et noircit, devient magnétique. Effervescence lente avec HCl à chaud avec coloration jaune de la solution. En ajoutant une goutte de ferrocyanure de potassium on obtient, en présence de fer, une couleur bleue.

Variétés
  • bemmélénite : variété colloïdale et amorphe de sidérite décrite par le minéralogiste russe F. V. Churkhrov en 1936 [10].
  • calciumsidérite (Ca-sidérite des anglosaxons) : variété calcique de sidérite de formule idéale (Fe, Ca)CO3. Décrite par Johann August Friedrich Breithaupt en 1847 sous le nom de siderot[11]. Cette variété se rencontre en Autriche, au Canada (Ontario), et en Norvège (Spitzberg)
  • chalybite : (Synonyme fer carbonaté Armand Dufrénoy 1827 [12]) mélange de sidérite et de charbon (variété de minerai).
  • cobalto-sphaérosidérite : variété cobaltifère de la sidérite décrite par l'autrichien R. Reissner (1935)&thinsp[13].
  • manganosidérite (Syn: manganoan siderite) : variété maganésifère de sidérite de formule idéale (Fe, Mn)CO3. Trouvée dans de nombreux gisements: En France au Kaymar, Lunel, Aveyron[14]. Au Canada à Poudrette (Mont Saint-Hilaire) Québec.
  • magniosidérite (Syn: Mg-rich siderite ; magnesian siderite) : variété magnésifère de sidérite de formule idéale (Fe, Mg)CO3. Trouvée dans de très nombreux gisements notamment en Valais[15].
    • pistomésite (Genre masculin) : variété de magniosidérite pour un rapport fer/magnésium de 70:30 à 50:50. Décrite par Johann August Friedrich Breithaupt à Thurnberg, Flachau, Radstadt, Salzburg, Autriche en 1847 [16].
    • sidéroplésite : variété de magniosidérite pour un rapport fer/magnésium de 70:30 à 90:10. Décrite par Johann August Friedrich Breithaupt en 1858[17].
  • sphaérosidérite (syn. sphérosidérite) : variété de sidérite microcristalline, botryoïdale, rencontrée sous forme de nodules ou sphères indépendants.
    • pélosidérite : variété de sphaérosidérite (F. Zirkel)[18] - [19].
  • sidérite zincifère (Syn. zincian siderite) : variété de sidérite microcristalline zincifère. Trouvée en Namibie à Tsumeb mais aussi en Belgique à La Mallieue, Engis, Liège[20].

Cristallochimie

Le groupe de la calcite est composé de minéraux de formule générale ACO3, où «A» peut être un ou plusieurs ions métalliques (+2) tout particulièrement le calcium, le cobalt, le fer, le magnésium, le zinc, le cadmium, le manganèse et/ou de nickel. La symétrie des membres de ce groupe est trigonale.

Cristallographie
  • Paramètres de la maille conventionnelle : a = 4,72 Å, c = 15,46 Å, Z = 6 ; V = 298,28 Å3
  • Densité calculée = 3,87
  • Lorsque la température est inférieure à 38 K, la sidérite possède des propriétés d'antiferromagnétisme. Le champ cristallin est faible et les spins portés par les atomes de fer sont alors alignés selon l'axe c de la maille hexagonale.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés
Gîtologie
Commune dans les roches sédimentaires, dans les veines hydrothermales, associée avec plusieurs gîtes métalliques (Ag, Fe, Cu, Pb). La sidérite peut aussi former des filons, fréquents dans les terrains carbonifères, de telle sorte que certaines mines (surtout en Angleterre) fournissaient à la fois de la houille et du minerai de fer (fer des houillères) au XIXe siècle.
La sidérite est très présente à l'intérieur des sols (sédiments lacustres, estuaires, sources riches en carbonates) et s'étend jusqu'aux sous-sols profonds (roches, minéraux et sédiments). Elle a aussi été identifiée dans les matériaux extraterrestres (météorites, poussières interplanétaires).
Elle peut être formée par voie organique ou par voie inorganique.
Minéraux associés
Quartz, barytine, fluorite, pyrite.

Exploitation des gisements
Utilisations
Peut être exploité comme minerai de fer.
Malgré leur faible dureté certaines pierres peuvent être taillées comme gemme de collection.

Gisements remarquables
  • Angleterre :
Redruth, St Day District, Cornouailles[21].
  • Brésil :
Mine Morro Velho, Nova Lima, Minas Gerais[22],
  • Canada :
Carrière Poudrette, Mont Saint-Hilaire, Rouville Co., Québec[23].
  • France :
Carrière du Rivet, Peyrebrune, Réalmont, Tarn, Midi-Pyrénées[24]
Allevard, Isère, Rhône-Alpes[25]

Galerie photographique

France
  • Sidérite - Carrière du Rivet, Tarn - (12 × 7 cm)
    Sidérite - Carrière du Rivet, Tarn - (12 × 7 cm)
  • Sidérite pseudomorphose en limonite avec quartz - Allevard Isère - (8,3 × 4,4 cm)
    Sidérite pseudomorphose en limonite avec quartz
    - Allevard Isère - (8,3 × 4,4 cm)
  • Sidérite pseudomorphose en limonite - Allevard Isère - (14 × 12 cm)
    Sidérite pseudomorphose en limonite - Allevard Isère - (14 × 12 cm)

Monde
  • Sidérite - Redruth Angleterre- (4,3 × 3,5 cm)
    Sidérite - Redruth Angleterre- (4,3 × 3,5 cm)
  • Sidérite - Redruth Angleterre- (4,5 × 3,1 cm)
    Sidérite - Redruth Angleterre- (4,5 × 3,1 cm)
  • Sidérite taillée - Minas Gerais, Brésil
    Sidérite taillée - Minas Gerais, Brésil

Variétés de la sidérite
  • Manganosidérite et albite - Carrière Poudrette, Québec, Canada (8 × 7 cm)
    Manganosidérite et albite
    - Carrière Poudrette, Québec, Canada (8 × 7 cm)
  • Sphaérosiderite Mines de Batère (Pyrénées Orientales) - France (1 cm)
    Sphaérosiderite
    Mines de Batère (Pyrénées Orientales) - France (1 cm)

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. (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, , 251 p. (ISBN 0-8031-2066-4, lire en ligne), p. 71
  4. de Lisle, R. (1783) Cristallographie, ou description des formes propres à tous les corps du règne minéral. 4 volumes, Paris: 3: 281
  5. Dufrénoy, A. (1834) Annales de chimie et de physique, Paris: 56: 198.
  6. Chemical synonyms and trade names Par William Gardner, Edward Ingram Cooke 1948.
  7. Beudant, F.S. (1832), Traité élémentaire de Minéralogie, seconde édition, 2 volumes: 2: 346.
  8. Jahrbuch de Léonard pour 1845, page 200.
  9. Philosophical Magazine and journal of science London 1863.
  10. Mineralogical Magazine, Oxford University Press, vol. 26, 1944
  11. Johann August Friedrich Breithaupt, Vollständige Handbuch der Mineralogie, vol. 3, Dresden and Leipzig, 1847
  12. Armand Dufrénoy, Traité de minéralogie, Paris, 1856, p. 606
  13. R. Reißner, "Über einen kobalthaltigen Oligonspat", in Zentralblatt für Mineralogie, Geologie und Paläontologie, Abt. A, 1935, p. 170–173
  14. J. Geffroy, M. Lenfant, Bull. Soc. franç. minér. crist., LXXXVI, 1963, p. 201-203
  15. H. A. Stalder, A. Wagner, S. Graeser, P. Stuker, Mineralienlexikon der Schweiz, Wepf, Bâle, 1998, p. 178
  16. Johann August Friedrich Breithaupt, Annalen der Physik, Halle, Leipzig, 70, 1847, p. 146
  17. Johann August Friedrich Breithaupt, Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 17, 1858, p. 54
  18. Joseph William Mellor, A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry, 1935
  19. Albert Auguste Cochon de Lapparent, Cours de minéralogie, 1899
  20. H. Kucha et al., European Journal of Mineralogy, vol. 8, no 1, 1996, p. 93-102
  21. Dines, H.G. (1956): The metalliferous mining region of south-west England. HMSO Publications (London), Vol. 1, p. 317-326.
  22. Lucio, A. and Gaines, R.V. (1973). "The minerals of the Morro Velho gold mine, Brazil." Mineralogical Record, 4(5), 224-229
  23. PERRAULT, G., and GÉLINAS, L. (1969) Associations minérales des accidents pegmatiques du Mont St-Hilaire. Canadian Mineralogist, 10, 143.
  24. Hubert, M. and Hubert, M.N. (1992). "À propos du gisement de Peyrebrune." Le Cahier des Micromonteurs(2),pp:27.
  25. (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. 169
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