Magnésite

La magnésite est une espèce minérale composée de carbonate de magnésium de formule MgCO₃ avec des traces : Fe, Mn, Ca, Co, N et de composés organiques.

Général
Magnésite Catégorie V : carbonates et nitrates[1]
Magnésite sur quartz - Serra das Éguas, Brésil (9 × 3,5 cm).
Nom IUPAC	Carbonate de magnésium
Numéro CAS	13717-00-5
Classe de Strunz	5.AB.05 5 CARBONATES (NITRATES) 5.A Carbonates without additional anions, without H2O 5.AB Alkali-earth (and other M2+) carbonates 5.AB.05 Calcite CaCO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m 5.AB.05 Gaspeite (Ni,Mg,Fe++)CO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m 5.AB.05 Magnesite MgCO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m 5.AB.05 Rhodochrosite MnCO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m 5.AB.05 Otavite CdCO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m 5.AB.05 Sphaerocobaltite CoCO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m 5.AB.05 Siderite Fe++CO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m 5.AB.05 Smithsonite ZnCO3 Space Group R 3c Point Group 3 2/m
Classe de Dana	14.1.1.2 Carbonates 14. Carbonates sans H₂O 14.1.1/ Groupe de la calcite 14.1.1.2 Magnésite MgCO₃
Formule chimique	C Mg O₃ MgCO₃
Identification
Masse formulaire[2]	84,3139 ± 0,0023 uma C 14,25 %, Mg 28,83 %, O 56,93 %,
Couleur	blanc, gris, jaunâtre jusqu'à brun, plus rarement vert
Classe cristalline et groupe d'espace	Ditrigonale-scalénoédrique R3c
Système cristallin	trigonal
Réseau de Bravais	rhomboédrique
Macle	inconnu
Clivage	parfait [1011] ; dans les 3 directions du rhomboèdre
Cassure	conchoïdale ; minéral fragile, cassant
Échelle de Mohs	environ 4
Trait	blanc
Éclat	vitreux, mat
Propriétés optiques
Indice de réfraction	nω = 1,700 nε = 1,509
Biréfringence	Uniaxial (-) ; 0,190-0,192
Fluorescence ultraviolet	fluorescent
Transparence	transparent à translucide
Propriétés chimiques
Masse volumique	2,95[3] g/cm³
Densité	3,0
Température de fusion	infusible, décomposition à 350 °C
Solubilité	lentement soluble dans HCl[4] ; soluble, solution saturée à 0,3 g/l
Propriétés physiques
Magnétisme	aucune
Radioactivité	aucune
Précautions
SIMDUT[5]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

Décrite par le mathématicien allemand Dietrich Ludwig Gustav Karsten (1768-1810) en 1808. Elle fut nommée ainsi en référence à sa composition chimique, le magnésium, mais aussi sa localité type. Le nom magnésite a été inventé par Jean-Claude Delamétherie en 1785, mais il englobait dans cette appellation divers minéraux de magnésium (carbonate sulfate nitrate et chloride). C'est Karsten qui a restreint ce terme au carbonate[6].

Topotype

Magnesia, Thessalie, Grèce.

Synonymie

Argillomurite (Kirwan)[7]
Baldissérite (de Baldissero dans le Piémont où ont été trouvés les échantillons)[8]
Bandisserite
Baudisserite (Jean-Claude Delamétherie, 1806)[9]
Giobertite (François Sulpice Beudant, 1824), en l'honneur du minéralogiste G.A. Giobert[10].
Magnésianite[11]
Magnésie carbonatée (René Just Haüy)
Roubschite (Jean-Claude Delamétherie, 1806) décrite d'après des échantillons de Hrubschitz en Moravie qui a inspiré son nom[12].

Cas particulier de la magnésite dite « écume de mer », il s'agit d'un minéral distinct du carbonate qui est en fait un silicate : la sépiolite (Ernst Friedrich Glocker), synonyme : magnésie carbonaté silicifère (Armand Dufrénoy)[13].

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La magnésite donne une effervescence à l'acide chlorhydrique chaud. Elle est difficile à différencier de la dolomite.

Variétés

Ferromagnésite (synonymes : ferroan magnesite ; hallite (Lévy) ; walmstédtite, ou walmstédite) : variété riche en fer de magnésite, de formule idéale (Mg,Fe)CO₃. Très nombreux gisements notamment en France en Auvergne dans la Haute-Loire et le Puy-de-Dôme.
Breunnerite (synonymes : breinnerite ; breunerite) : variété de ferromagnésite pour un ratio magésium/fer de 90/10 à 70/30. De formule idéale (Mg,Fe)CO₃. Décrite par Wilhelm Karl Ritter von Haidinger en sur des échantillons de Pfitsch pass, Zamser Grund, et Großer Greiner Mt., Zemmgrund, deux cités de la vallée de Ziller, Tyrol, Autriche[14]. Il existe de nombreuses occurrences dans le monde : en France dans la météorite d'Orgueil (Tarn-et-Garonne) ; à Maniwaki-Gracefield district, Gatineau Co., Québec, Canada.
Mésitite (synonyme : mésitine[15]) : variété de ferromagnésite pour un ratio magnésium/fer de 70/30 à 50/50. De formule idéale (Mg,Fe)CO₃, décrite par Johann August Friedrich Breithaupt[16]. Gisement remarquable : Traversella, vallée de Chiusella, Canavese, province de Turin, Piémont, Italie[17]
Gelmagnesite : variété colloïdale de magnésite trouvée dans deux sites en Autriche.
Nickel-magnésite (synonymes : nickeloan magnesite, hoshiite (Kols et Rodda 1966)) : variété de magnésite riche en nickel trouvée en Australie et en Chine, de formule idéale NiMg(CO₃₎[18].
Turquenite, souvent donnée comme une variété de magnésite, est en fait une magnésite artificiellement colorée en bleu pour ressembler à la turquoise.

Cristallochimie

La magnésite forme deux séries, l'une avec la gaspéite, l'autre avec la sidérite.
Elle fait partie du groupe de la calcite.

Groupe de la calcite

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 le nickel. La symétrie des membres de ce groupe est trigonale.

Calcite (CaCO₃)
Gaspéite ({Ni, Mg, Fe}CO₃)
Magnésite (MgCO₃)
Otavite (CdCO₃)
Rhodochrosite (MnCO₃)
Sidérite (FeCO₃)
Smithsonite (ZnCO₃)
Sphérocobaltite (CoCO₃)

Cristallographie

Elle cristallise dans le système cristallin trigonal à réseau rhomboédrique, groupe d'espace R3c, structure de la calcite.

Paramètres de la maille conventionnelle : a = 4,633 Å, c = 15,15 Å, Z = 6 ; V = 281,62 Å³.
Masse volumique calculée = 2,98 g/cm³.

Propriétés physiques

Selon les impuretés présentes, la magnésite est incolore, blanche ou grise.
Elle peut présenter une triboluminescence.

Propriétés chimiques

Il s'agit d'un minéral très stable en solution aqueuse.

MgCO₃ = Mg²⁺ + CO₃²⁻ K_s = 10⁻⁸

qui toutefois ne précipite pas pour des raisons cinétiques. En effet, les cations en solution sont hydratés et, pour être incorporés dans un cristal anhydre, ils doivent consommer leur énergie d'hydratation : c'est ce qu'on appelle la barrière de déshydratation. Le magnésium étant un petit cation, sa barrière de déshydratation est plus importante que celle du calcium, qui a un rayon ionique supérieur. Par conséquent, à 25 °C la calcite cristallise 10¹⁰ fois plus rapidement que la magnésite.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

Gîtologie: C'est un minéral rare dans les roches sédimentaires qui peut se former par :

altération de roches contenant des silicates magnésiens, sous l'action d’eau carbonatée (magnésite cryptocristalline) ;
remplacement de la calcite sous l’action de solutions magnésiennes (avec de la dolomite comme produit intermédiaire) ;
action métamorphique.

Elle peut être présente dans les météorites.

Minéraux associés: Aragonite, calcite, dolomite, serpentine et strontianite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

Allemagne

Freiberg, Saxe, pour la variété mesitite[19]

Australie

Mt Bischoff, Waratah, Waratah district, Tasmanie[20]

Autriche

Magnesitlagerstätte, Sunk, Hohentauern, Niedere Tauern, Styrie[21]

Brésil

Serra das Éguas, Brumado (Bom Jesus dos Meiras), Bahia (meilleurs spécimens connus pour cette espèce)[22]

Espagne

Carrière Azcárate, Eugui, Esteribar, Navarre[23]

France

Allevier, Azérat, Auzon, Haute-Loire, Auvergne[24]

Les Ponts-Tarrets, Le Breuil, Tarare, Rhône, Rhône-Alpes[25]

Peisey-Nancroix, Les Arcs, Bourg-Saint-Maurice, vallée de la Tarentaise, Savoie, Rhône-Alpes[26]

Slovaquie

Lubeník (société Slovmag), région de Banská Bystrica

Exploitation des gisements

Utilisations

Minerai d'extraction du magnésium.
La magnésite est une source de MgO pour l’industrie pharmaceutique et, calcinée, est utilisée pour la production de briques réfractaires utilisées dans les revêtements des fours basiques. Elle est aussi utilisée pour le ciment magnésien.
Auparavant, elle était utilisée aussi comme source de magnésium, qui aujourd’hui est extrait de l’eau de mer et des saumures.
Le carbonate de magnésium est utilisé dans l'alimentation comme additif alimentaire et réglementé sous le numéro E504(i). Il sert comme anti-agglomérant, régulateur alimentaire de pH et agent de rétention de la couleur[27].
Le carbonate de magnésium est utilisé sous le nom de « magnésie » dans certains sports comme la gymnastique artistique et l'escalade.

Galerie

Mésitite - Freiberg, Saxe, Allemagne (9,5 × 6,4 cm).
Magnésite, monocristal - Bahia, Brésil (9,7 × 7,1 × 6 cm).
Mésitite - Traversella, Piemont, Italie (X × 8 mm).
Magnésite (jaune) avec dolomite - Espagne (10,2 × 6,7 cm).

Références

La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
CARBONATE DE MAGNESIUM, Fiches internationales de sécurité chimique
(en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, 1996, 251 p. (ISBN 0-8031-2066-4, lire en ligne), p. 71.
« Carbonate de magnésium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
Mark A. Shand, The chemistry and technology of magnesia, 2006.
The Mineralogical magazine and journal of the Mineralogical Society, Volume 1 Par Mineralogical Society (Great Britain)
Dictionnaire universel d'histoire naturelle publié par Charles d'Orbigny, p. 432, 1842.
Delamétherie 1806, Le Journal de physique et le radium, Paris, 62, 360.
Beudant, F.S. (1824), Traité élémentaire de Minéralogie, Paris, 410.
Max Hutchinson Hey, An index of mineral species & varieties arranged chemically, British Museum (Natural History). Dept. of Mineralogy, 1955.
Andrée Jean François Marie Brochant de Villers et Alexandre Brongniart, Dictionnaire des sciences naturelles, Part 1, P.324, 1827.
A. Dufrénoy, Traité de minéralogie, vol. 2, P.428.
Haidinger, Wm. (1825), Treatise on Mineralogy, by F. Mohs; translation with considerable additions, 3 vol., Edinburg, 1: 411.
A. Breithaupt, « Sur les carbonates de fer et de magnésie naturels », J. Pharm. Chim., vol. 11, n^o 1,‎ 1847, p. 323-324 (ISSN 0368-3591, lire en ligne).
Schweigger's Journal der Chemie und Physik, N. S. Vol. xx, p. 314.
Graziani, G., Lucchesi, S. et Scandale, E. (1988), Growth defects and genetic medium of a quartz druse from Traversella, Italy, Neues Jahrbuch für Mineralogie, Abhandlungen, 159, 165-179.
L. L. Y. Chang, Robert Andrew Howie et J. Zussman, Rocks forming mineral, Non-silicates, 1998.
Lapis 11(7/8), 13-60 (1986).
Anon, 1970, Catalogue of the Minerals in Tasmania, Geol. Surv. Record No. 9, Tasmania Department of Mines.
Möhler, D. (1981), Die Magnesitlagerstätte Sunk bei Hohentauern und ihre Mineralien, Die Eisenblüte, Sonderband 2, 52 p.
Cassedanne, J.P. et Cassedanne, J.O. (1978), Famous mineral localities: The Brumado district, Bahia, Brazil, Mineralogical Record 9, 196-205.
Calvo, M. et Sevillano, E. (1991), Famous mineral localities: the Eugui quarries Navarra Spain, Mineralogical Record, 22, 137-142.
Bull. Minéral., 1987, 110, p. 359-371.
G. Demarcq (1973), Guides Géologiques Régionaux : Lyonnais, Vallée du Rhône, p. 49, Masson.
Briand, S. (1994), Le gisement de galène argentifère de Peisey-Nancroix (Savoie), Minéraux et Fossiles, 25-28.
Codex Alimentarius (1989), Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires, CAC/GL 36-1989, p1-35.

Voir aussi

Portail des minéraux et roches
Portail de la chimie

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[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.

[ICSC-3] CARBONATE DE MAGNESIUM, Fiches internationales de sécurité chimique

[4] (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, 1996, 251 p. (ISBN 0-8031-2066-4, lire en ligne), p. 71.

[Reptox-5] « Carbonate de magnésium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009

[6] Mark A. Shand, The chemistry and technology of magnesia, 2006.

[7] The Mineralogical magazine and journal of the Mineralogical Society, Volume 1 Par Mineralogical Society (Great Britain)

[8] Dictionnaire universel d'histoire naturelle publié par Charles d'Orbigny, p. 432, 1842.

[9] Delamétherie 1806, Le Journal de physique et le radium, Paris, 62, 360.

[10] Beudant, F.S. (1824), Traité élémentaire de Minéralogie, Paris, 410.

[11] Max Hutchinson Hey, An index of mineral species & varieties arranged chemically, British Museum (Natural History). Dept. of Mineralogy, 1955.

[12] Andrée Jean François Marie Brochant de Villers et Alexandre Brongniart, Dictionnaire des sciences naturelles, Part 1, P.324, 1827.

[13] A. Dufrénoy, Traité de minéralogie, vol. 2, P.428.

[14] Haidinger, Wm. (1825), Treatise on Mineralogy, by F. Mohs; translation with considerable additions, 3 vol., Edinburg, 1: 411.

[15] A. Breithaupt, « Sur les carbonates de fer et de magnésie naturels », J. Pharm. Chim., vol. 11, n^o 1,‎ 1847, p. 323-324 (ISSN 0368-3591, lire en ligne).

[16] Schweigger's Journal der Chemie und Physik, N. S. Vol. xx, p. 314.

[17] Graziani, G., Lucchesi, S. et Scandale, E. (1988), Growth defects and genetic medium of a quartz druse from Traversella, Italy, Neues Jahrbuch für Mineralogie, Abhandlungen, 159, 165-179.

[18] L. L. Y. Chang, Robert Andrew Howie et J. Zussman, Rocks forming mineral, Non-silicates, 1998.

[19] Lapis 11(7/8), 13-60 (1986).

[20] Anon, 1970, Catalogue of the Minerals in Tasmania, Geol. Surv. Record No. 9, Tasmania Department of Mines.

[21] Möhler, D. (1981), Die Magnesitlagerstätte Sunk bei Hohentauern und ihre Mineralien, Die Eisenblüte, Sonderband 2, 52 p.

[22] Cassedanne, J.P. et Cassedanne, J.O. (1978), Famous mineral localities: The Brumado district, Bahia, Brazil, Mineralogical Record 9, 196-205.

[23] Calvo, M. et Sevillano, E. (1991), Famous mineral localities: the Eugui quarries Navarra Spain, Mineralogical Record, 22, 137-142.

[24] Bull. Minéral., 1987, 110, p. 359-371.

[25] G. Demarcq (1973), Guides Géologiques Régionaux : Lyonnais, Vallée du Rhône, p. 49, Masson.

[26] Briand, S. (1994), Le gisement de galène argentifère de Peisey-Nancroix (Savoie), Minéraux et Fossiles, 25-28.

[Codex_Alimentarius-27] Codex Alimentarius (1989), Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires, CAC/GL 36-1989, p1-35.