Bénitoïte

La bénitoïte est une espèce minérale du groupe des silicates sous-groupe des cyclosilicates de formule BaTiSi3O9 avec des traces de sodium. Les cristaux peuvent atteindre jusqu'à 6 cm[4]. Elle est l'analogue titanifère de la pabstite.

Bénitoïte[1]
Catégorie IX : silicates[2]

Bénitoïte, San Benito (vue 4,6 cm)
Général
Classe de Strunz
9.CA.05
Classe de Dana
59.01.01.02
Formule chimique BaO9Si3Ti BaTiSi3O9
Identification
Masse formulaire[3] 413,445 ± 0,012 uma
Ba 33,22 %, O 34,83 %, Si 20,38 %, Ti 11,58 %,
Couleur incolore, bleu clair à bleu foncé, bleu-mauve
Classe cristalline et groupe d'espace ditrigonal dipyramidal,
P6c2
Système cristallin hexagonal
Réseau de Bravais primitif P
Macle par rotation autour de [0001]
Clivage pas de clivage
Cassure inégale ou conchoïdale
Habitus cristaux triangulaires et pyramidés ou aplatis
Échelle de Mohs 6 - 6,5
Trait blanc
Éclat vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction w=1,756-1,757,
e=1,802-1,804
Pléochroïsme incolore à bleu clair,
bleu clair à bleu foncé voire verdâtre-vert foncé
Biréfringence Δ=0,046-0,047 ; uniaxe positif
Fluorescence ultraviolet oui et luminescent
Transparence transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité 3,6
Fusibilité fond pour donner un verre transparent
Solubilité soluble dans HF
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

Ce minéral a longtemps été pris pour un saphir. Ce n'est qu'en 1907 que le géologue américain George Davis Louderback l'a défini comme une espèce minérale à part entière[5]. La bénitoïte doit son nom à la rivière San Benito, à proximité du gisement topotype.

Topotype

Le topotype se trouve au Mt Diablo Range, Comté de San Benito, Californie, États-Unis.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La bénitoïte est biréfringente, d'éclat vitreux et transparente à translucide. Du fait de son polychroïsme, sa couleur varie entre l'incolore et le bleu-mauve, voire verdâtre-vert foncé. Son trait est blanc. Soumise à un rayonnement ultraviolet, elle est fluorescente et luminescente.

Son habitus présente des cristaux triangulaires et pyramidés ou aplatis. Sa fracture est inégale ou conchoïdale.

La bénitoïte fond pour donner un verre transparent. Elle est soluble dans l'acide fluorhydrique.

Cristallochimie

La bénitoïte sert de chef de file à un groupe de minéraux iso-structuraux, le groupe de la bénitoïte :

Groupe de la bénitoïte
Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace
BaziriteBaZrSi3O96m2P6c2
BénitoïteBaTiSi3O96m2P6c2
PabstiteBa(Sn,Ti)Si3O96m2P6c2
WadeiteK2ZrSi3O96/mP63/m

Cristallographie
Structure de la bénitoïte, projetée sur le plan (a, c). Vert : Ba, rouge : Ti, jaune : Si, bleu : O.

La bénitoïte cristallise dans le système cristallin hexagonal, de groupe d'espace P6c2 (Z = 2 unités formulaires par maille conventionnelle)[6].

  • Paramètres de la maille conventionnelle : = 6,641 Å, = 9,760 Å (V = 372,76 Å3)
  • Masse volumique calculée = 3,68 g/cm3

Les cations Ba2+ ont une coordinence 12 d'anions O2−, avec 6 liaisons Ba-O de longueur 2,767 Å et 6 liaisons de longueur 3,434 Å.

Les cations Ti4+ sont en coordination octaédrique d'anions O2−, avec une longueur de liaison Ti-O moyenne de 1,943 Å.

Les cations Si4+ sont en coordination tétraédrique d'anions O2−, avec une longueur de liaison Si-O moyenne de 1,622 Å. Les tétraèdres SiO4 sont reliés par leurs sommets et forment des anneaux à trois membres Si3O9 isolés les uns des autres.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

La bénitoïte se trouve :

  • dans les filons de natrolite qui recoupent des schistes verts à glaucophane serpentineux, composés principalement d'amphibole sodique-magnésienne (comté de San Benito, Californie, États-Unis), associée à la neptunite, la joaquinite et la natrolite ;
  • dans des veines de magnésio-riebeckite avec quartz, phlogopite et albite (Ohmi, Japon), associée à l'ohmilite, la bario-orthojoaquinite et la leucosphenite.

Gisements producteurs de specimens remarquables
  • États-Unis
Mine de San Benito, Comté de San Benito, Californie
Diamond Jo Quarry, Magnet Cove, Comté de Hot Spring, Arkansas[7]
  • Japon
Ohmi, Itoigawa, Préfecture de Niigata, Région de Chubu, Île de Honshu[8]

Exploitation des gisements
  • La qualité gemme de cette espèce la rend apte à la taille.
  • Ce minéral est extrêmement rare et donc cher (presque dix euros le point [un centième de carat]).

Galerie
  • Bénitoïte et neptunite.

Notes et références
  1. Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte, 1987, p. 16-30.
  2. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Silica, Silicates, vol. II, Mineral Data Publishing, .
  5. (en) George Davis Louderback et Walter C. Blasdale, « Benitoite, a new California gem mineral, with chemical analysis by Walter C. Blasdale », Department of Geological Science Bulletin, University of California, vol. 5,‎ , p. 149-153.
  6. ICSD No. 18 100 ; (de) Karl Fischer, « Verfeinerung der Kristallstruktur von Benitoit BaTi[Si3O9] », Zeitschrift für Kristallographie, vol. 129, nos 1-6,‎ , p. 222-243 (DOI 10.1524/zkri.1969.129.16.222).
  7. (en) H. Barwood, « Benitoite and Joaquinite in Arkansas », Min. News, vol. 11, no 5,‎ , p. 2-5.
  8. (en) Satoshi Matsubara, The Mineral Species of Japan, Kobutsu Joho, , 5e éd., 76 p.

Voir aussi
  • Portail des minéraux et roches
  • Portail de la chimie
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