Epsomite

L'epsomite ou épsomite est une espèce minérale fréquente constituée de sulfate de magnésium heptahydraté de formule MgSO4 • 7 H2O[alpha 2]. Cette espèce forme parfois de rares cristaux prismatiques pouvant atteindre 8 cm[2].

Épsomite

Epsomite[1]
Catégorie VII : sulfates, sélénates, tellurates, chromates, molybdates, tungstates[alpha 1]

Epsomite - Mexique
Général
Nom IUPAC sulfate de magnésium heptahydraté
Classe de Strunz
7.CB.40
Classe de Dana
29.06.11.01
Formule chimique MgSO4 • 7 H2O
Identification
Masse formulaire 246,48 uma
Couleur incolore; blanc; rosâtre; verdâtre; rougeâtre; blanc verdâtre; rose.
Classe cristalline et groupe d'espace disphénoïdale ;
P 212121
Système cristallin orthorhombique
Réseau de Bravais primitif P
Clivage très parfait sur {010}; Distinct sur {101}
Cassure conchoïdale
Habitus en général petits cristaux prismatique aciculaires, parfois isolés, parfois rassemblés en masses terreuses ou agrégats fibreux, masses fibreuses, stalactites, en efflorescence cotonneuse, en encroûtements poudreux ou fibreux plus ou moins épais, dispersés en poudre, en efflorescence sur le sol
Faciès prismatique allongé sur {110}
Échelle de Mohs 2,5 parfois 2
Trait blanc
Éclat soyeux; mat; vitreux; terreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction a=1,433,
b=1,455,
g=1,461
Biréfringence Biaxial (-) ; 0,0280
2V = 52° (mesuré)
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence Transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité 1,68
Fusibilité facilement fusible
Solubilité se dissout facilement dans l'eau pure, à la concentration maximale de 356 g·l-1 à 20 °C et 540 g·l-1 à 80 °C
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Ce minéral évaporite de genèse secondaire constitue des formations rocheuses, fragile, tendres et très légères, soluble dans l'eau, au goût amer et salé. Dans les anciennes mines de minerais sulfurés, l'epsomite en incrustation sur les parois contient des traces d'ions d'éléments métalliques de transition, Ni, Fe, Co, Mn, Zn[3]...

Caractéristiques physico-chimiques

Le sel d'Epsom, de qualité cosmétique et alimentaire, était et est encore commercialisé[alpha 3] : il s'agit du minéral epsomite extrait de gisement souterrain de la roche homonyme, purifié par un procédé physique et recristallisation. Il a l'aspect d'une poudre blanche, parfois légèrement colorée, à base de cristaux de petite taille, entre 2 et 3 mm, de maille rhomboédrique. Sa densité se situe entre 1,67 et 1,68. Sa solubilité dans l'eau pure est élevée : 72,4 g pour 100 g d'eau à 0 °C, 178 g à 40 °C. Il est soluble dans l'alcool à 90°.

L'heptahydrate de sulfate de magnésium, qui se décompose vers 70 °C, peut être aussi orthorhombique ou monoclinique[alpha 4].

  • La forme minérale epsomite, la plus commune, blanche à incolore, parfois rosée, jaunâtre, rougeâtre ou verdâtre par les impuretés, est orthorhombique. Sa solubilité dans l'eau pure s'élève à 18 g d'équivalent sulfate de magnésium (36,85 g d'epsomite) pour 100 g d'eau pure à 0 °C, 22 g à 10 °C, 25,2 g à 20 °C, 28 g à 30 °C, 30,8 g à 40 °C, 33,4 g à 50 °C, 35,3 g à 60 °C.
  • La forme monoclinique est probablement proche d'une forme polymorphique métastable, par exemple due à un facteur d'instabilité de structure ou un asséchement passager, si on considère l'hexahydrate de sulfate de magnésium de structure monoclinique. En effet, l'heptahydrate se décompose vers 70 °C. Sa solubilité s'élève à 71 g d'équivalent sulfate de magnésium (145,39 g d'epsomite) pour 100 g d'eau pure à 20 °C, 91 g (186,35 g d'epsomite) à 40 °C. Il est peu soluble dans l'alcool et la glycérine.

L'epsomite exposé à l'air libre perd son eau[alpha 5]. Il devient mat. L'hexahydrate de sulfate de magnésium, minéral naturel analysé et inventorié par Robert Angus Alister Johnston en 1911, se nomme hexahydrite [4].

La perte de 6 molécules d'eau est rapide à partir de 150 °C. La perte des 7 molécules est assurée vers 200 °C. Il existe ainsi un heptahydrate, un hexahydrate et un monohydrate de sulfate de magnésium. Ce dernier corps chimique correspond à l'espèce naturelle kiesérite.

L'heptahydrate est le précipité que forme une solution aqueuse de sulfate de magnésium, à température ambiante[alpha 6]. C'est aussi l'origine supposée de l'epsomite. Ce minéral et cette roche évaporitique ont été découverts près d'une source minérale aux environs d'Epsom, dans le comté de Surrey.

Inventeur et étymologie

Décrite par Jean-Claude Delamétherie en 1806, le nom fait référence au gisement topotype. François Sulpice Beudant vulgarise ce mot.

Gisement topotype
  • Epsom, Surrey, Angleterre.

Cristallographie
  • Paramètres de la maille conventionnelle : = 11,86 Å, = 11,99 Å, = 6,858 Å ; Z = 4 ; V = 975,22 Å3
  • Densité calculée = 1,68 g cm−3

Cristallochimie
  • L'epsomite forme deux séries complètes l'une avec la goslarite et l'autre avec la morénosite[alpha 7].
  • L'epsomite est le chef de file d'un groupe de minéraux isostructuraux qui porte son nom.

Groupe de l'epsomite

Synonymie
  • Reichardite
  • Seelandite (Brunlechner 1891)[5] trouvée dans la mine de Wolfbauer, Lölling, Huttenberg en Carinthie, Autriche. Ce minéral a été longtemps considéré comme une variété de pickeringite, jusqu’à ce qu'elle ait été rattachée à l'epsomite par le minéralogiste Heinz Meixner en 1950[6].
  • Bittersalz, sel de Sedlitz, sel d'Epsom

Variétés et mélange

Mélange

Variétés
  • Cobalto-epsomite : Variété cobaltifère d'epsomite de formule idéale (Mg,Co)SO4•7(H2O).
  • Ferroepsomite (Vertushkov 1939) : Variété ferrifère d'epsomite de formule idéale (Mg,Fe2+)SO4•7(H2O)[8]
  • Fausérite (Breithaupt 1865) [9] : Variété manganésifère (Maganoan-epomite des anglo-saxons) d'epsomite de formule idéale (Mg,Mn)SO4•7(H2O).

Gîtologie

Ce minéral de genèse secondaire forme des masses rocheuses massives, mais aussi des efflorescences ou des dispersions poudreuses. Il se forme en paragenèse avec la halotrichite et la mélantérite, avec la kiesérite. On le retrouve :

  • Avec les évaporites, strates de dépôts, mais aussi en efflorescence par exemple à Stassfurt, en Saxe. Par dispersion éolienne, les efflorescences se retrouvent dans les déserts de l'Arizona, du Chili et de la Tunisie.
  • Par précipitations à partir d'eaux-mères, souvent lacustres : dépôts actuels temporaires au bord des lacs salés durant les saisons sèches et plus fraîches, voire froides.
  • Par précipitation à partir d'eaux thermales chaudes, mais aussi plus froides, dépôts commun à partir d'eaux sulfatées froides.
  • Incrustation au griffon des sources d'Epsom, dans le Surrey, et de Sedlitz, en Bohême.
  • Sur les parois des mines, comme résultats de l'oxydation des divers minerais de sulfures (Zn2+, Ni2+, copiapite magnésienne...) en présence de calcaire magnésien, et des grottes creusées dans des dolomites et des carrières dolomites.
  • Produit des fumerolles.
  • En incrustation dans la houille en croûtes fibreuses ou dans les calcaires magnésiens.
  • Minéral présent dans les météorites.

Minéraux associés

Hexahydrite, kiesérite, chalcanthite, pickeringite, halotrichite, alunogène, mélantérite, rozénite, gypse, mirabilite et autres sulfates.

Mais aussi aragonite, calcite, pyrite et pyrrhotite.

Gisements remarquables
  • Afrique du Sud : lits d'évaporites marines insérées dans les couches sédimentaires
  • Allemagne : gisement de Stassfurt.
  • Belgique
Mont-des-Groseillers, Blaton, Mons, Province de Hainaut
  • Canada :
Ashcroft, en Colombie britannique
  • États-unis, surtout avec les évaporites des lacs salés
De gros cristaux, d'environ 2 à 3 mètres, sont observables autour des lacs salés des Monts Krüger, par exemple à Oroville, État de Washington ou à Carlsbad, Nouveau-Mexique.
Vallée de la Mort, Californie.
Formations anciennes de l'Albany County, Wyoming.
El Tiro Mine, Arizona.
  • Espagne
Grotte d'Arcilla, Calatayud, Zaragoza, Aragón [10]
  • France
Le Terret, Blesle, Haute-Loire, Auvergne[11].
Avec le sel gemme des Landes et des Pyrénées Atlantiques.
À Amélie-les-Bains, Pyrénées orientales, notamment avec les sources thermales.
Dans l'Hérault.
  • Grande-Bretagne
Epsom dans le Surrey en Angleterre
  • Italie
Solfatare, champs Phlégréens, golfe de Pouzzoles, ville métropolitaine de Naples, Campanie [12]
Sources chaudes et fumerolles près du mont Vésuve en général.
  • Kazakhstan et Kirghizstan
Lacs magnésiens du Djaman-Klytch et de Djelonsk.
  • Suisse
Concrétions et croûtes dans les tunnels et mines.
  • Tchéquie
Mines d'Hodruša, près de Banská Štiavnica.
  • Tunisie : Sbkhat Melah Zarzis dans le sud du pays.

Usages

Ils sont semblables au sulfate de magnésium, par exemple pour le mordançage, dans l'industrie des cuirs et parchemins, ou pour les emplois pour l'industrie papetière ou sucrière.

Notes et références

Notes
  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. Il s'agit de l'ancien sulfate de magnésie hydraté, ou sel d'Epsom bien connu des chimistes du XVIIe siècle. Le nom epsomite, de genre féminin, est attesté en français et en anglais avant 1824, même s'il est d'abord présent dans la littérature minéralogique de 1805 à 1815. L'accent n'est nullement justifié, soit par application des règles orthographiques de base en langue française, soit par respect pour le toponyme anglaise d'origine, la ville d'Epsom. Le dictionnaire Larousse en 1870 le vulgarise sous la forme sans accent
  3. Il se nommait encore autrefois sel anglais ou sel de Sedlitz en Bohême et d'une manière générale en Europe centrale. Le sel d'Epsom est aussi un médicament laxatif ou purgatif. Il demeure une source importante de sels de magnésium.
  4. L'analyse pondérale, par exemple par pyrolyse, distingue en masse 51,16 % de H2O, 32,48 % de SO3, 16,36 % de MgO.
  5. C'est pourquoi il est préférable de conserver ces échantillons en milieu fermé, en récipient ou sous plastique. Il ne faut les nettoyer qu’à l'alcool, de préférence absolu.
  6. Le sulfate est dissous notamment dans l'eau de mer. il est présent dans les eaux des lacs salés et dans de nombreuses sources thermales, froides ou chaudes. Mais il se forme aussi par altération de la kiesérite ou à partir de l’anhydrite
  7. Il s'agit de séries de solutions solides.

Références
  1. Acta Crystallographica, B40, 218 (1984).
  2. (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Borates, Carbonates, Sulfates, vol. V, Mineral Data Publishing, .
  3. Lozac'h, Yannick, op. cit. La présence de cobalt donne de beaux échantillons d'epsomites rosées, le nickel verdâtres...
  4. Johnston, Robert Angus Alister; in Summary Report of the Geological Survey Branch of the Department of Mines for the calendar year 1910, C. H. Parmelee, Ottawa, 1911, p. 256
  5. Brunlechner, August (1893) Jahrbuch des naturhistorischen Landesmuseums für Kärnten, Naturhistorisches Landesmuseum (Klagenfurt) 22: 192
  6. Meixner, Heinz (1950) Der Karinthin 11:242-252.
  7. Darapsky, Ludwig (1890) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Paleontologie, Heidelberg, Stuttgart: I: 49
  8. Vertushkov, Grigory N. (1939) Bulletin de l’Académie des sciences de l’Union des Républiques Soviétiques Socialistes, Cl. sc. mat. nat., Sér. géol.: 109.
  9. Johann August Friedrich Breithaupt, „Mineralogische Studien“, in Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, vol. xxiv, no. 36, Freiberg, 4 septembre 1865, p. 301
  10. (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 and Sons, Inc., , 7e éd., 1124 p., p. 512.
  11. Roland Pierrot, Paul Picot, Jean-Jacques Périchaud, Inventaire minéralogique de la France n°1 - Cantal, BRGM et Éditions G. de Bussac, 1971
  12. Pichler, Hans (1970) Italienische Vulkangebiete II, Bornträger Berlin Stuttgart

Voir aussi

Bibliographie
  • Bonewitz, Ronald L.; Carruthers, Margareth; Efthim, Richard; Roches et minéraux du monde, Delachaux et Niestlé, 2005, 360 pages (traduction de l'ouvrage anglo-saxon, publié par Dorling Kindersley Limited, London, 2005), en particulier p 215. (ISBN 2-603-01337-8)
  • Montana, Annibale; Crespi, Rodolfo; Liborio, Giuseppe; Minéraux et roches, éditions Fernand Nathan, Paris, 1981, 608 pages. § 124
  • Lozac'h, Yannick; petit article epsomite, Encyclopædia Universalis.en ligne en 2015
  • Ďuďa, Rudolf; et Rejl, Luboš; La Grande Encyclopédie des Minéraux, collection Grandes Encyclo, Gründ, première édition en 1986, septième édition 1992, 520 pages, Photographies de Dušan Slivka, préface de Pierre Barrand, conservateur du musée minéralogique de l'université de Paris. (ISBN 978-2700025002) , en particulier epsomite § 111.

Liens externes
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