Vanadinite

La vanadinite est une espèce minérale composée de chlorovanadate de plomb de formule Pb5(VO4)3Cl, avec des traces de phosphore, arsenic et calcium. Les cristaux peuvent atteindre 14 cm[4].

Vanadinite[1]
Catégorie VIII : phosphates, arséniates, vanadates[2]

Vanadinite
Général
Classe de Strunz
08.BN.05
Classe de Dana
41.08.04.03
Formule chimique ClO12Pb5V3 Pb5(VO4)3Cl
Identification
Masse formulaire[3] 1 416,3 ± 0,5 uma
Cl 2,5 %, O 13,56 %, Pb 73,15 %, V 10,79 %,
Couleur rouge, rouge orange, rouge brunâtre, jaune, blanc, incolore, brun, jaunâtre pâle, brun rouge, orange
Classe cristalline et groupe d'espace dipyramidale 6/m ;
P63/m
Système cristallin hexagonal
Réseau de Bravais primitif P
Clivage aucun
Cassure conchoïdale, irrégulière
Faciès prismatique, aciculaire, squelettique
Échelle de Mohs 2,75 à 3
Trait blanc, jaunâtre, brunâtre, blanc jaunâtre
Éclat subadamantin, subrésineux, gras
Propriétés optiques
Biréfringence Δ= 0,0660 ; uniaxe négatif
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence translucide à opaque
Propriétés chimiques
Densité 6,8 à 7,1
Solubilité soluble dans l'acide nitrique
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations
Vanadinite sur pyrolusite, Taouz, Maroc

Inventeur et étymologie

La vanadinite fut découverte par Andrés Manuel del Río, un minéralogiste espagnol professeur à l'École des Mines du Mexique. Une analyse faite en 1801 isola 14,8 % d'un oxyde d'un nouveau métal, qui fut alors baptisé érythronium. Le minéral nouveau a pris le nom de « plomb brun ». La première description est due au minéralogiste français Alexandre Brongniart en 1807, mais ce dernier pensait avoir affaire à du chrome à la place du vanadium[5]. Peu de temps après que Sefström ait découvert le vanadium (en 1830 dans le gisement de fer de Taberg, Suède), Wöhler montra que le minéral trouvé par del Rio était un vanadate. La description du minéral fut reprise par le minéralogiste allemand Rose en 1833[6] mais c'est la description du minéralogiste allemand Franz Ritter von Kobell en 1838 qui fait référence[7] ; le nom découle de la composition chimique où domine le vanadium.

Topotype

Le topotype est à Zimapán, Mun. de Zimapán, État de Hidalgo, Mexique.

Synonymes
  • Chromate de plomb brun (Brongniart, 1807)
  • Johnstonite (Chapman)
  • Plomb brun

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La couleur de la vanadinite peut varier du jaune au brun, en passant par l'orange et le rouge. Il existe aussi des spécimens blancs ou incolores. La vanadinite peut être translucide ou opaque ; son éclat est subadamantin, subrésineux et gras. Son trait peut être blanc, jaune ou brunâtre. Sa cassure est irrégulière et conchoïdale. La vanadinite est soluble dans les acides chlorhydrique et nitrique.

Variétés et mélanges
  • Cuprovanadite (Adam, 1869). Variété de vanadinite riche en cuivre de formule (Cu,Pb)5(VO4)3Cl.
  • Endlichite (Vom Rath, 1885)[8]. Initialement décrite comme une espèce, elle est regardée aujourd'hui comme une variété de vanadinite riche en arsenic de formule Pb5[(As,V)O4]3Cl. Le gisement topotype est Hillsboro, District d'Hillsboro, Comté de Sierra, Nouveau-Mexique, États-Unis.

Cristallochimie

La vanadinite appartient au super-groupe de l'apatite et plus précisément au sous-groupe de la pyromorphite :

Sous-groupe de la pyromorphite
Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace
MimétitePb5(AsO4)3Cl6/mP63/m
PyromorphitePb5(PO4)3Cl6/mP63/m
VanadinitePb5(VO4)3Cl6/mP63/m

La vanadinite forme une série avec la mimétite et, de façon moins complète, avec la pyromorphite.

Cristallographie
Structure de la vanadinite, projetée le long de la direction c. Gris : plomb, vert : chlore, bleu : oxygène, orange : tétraèdres VO4.

La vanadinite cristallise dans le système cristallin hexagonal, avec le groupe d'espace P63/m (Z = 2 unités formulaires par maille) et les paramètres de maille à température ambiante = 10,299 Å et = 7,308 Å (volume de la maille V = 671,3 Å3)[9]. Sa masse volumique calculée est 7,01 g/cm3.

Les cations V5+ sont en coordination tétraédrique d'oxygène. Les cations Pb2+ sont distribués sur deux sites non-équivalents : Pb1 est entouré de 9 anions O2−, Pb2 a une coordination (6+2) d'O2− et de Cl−. Les anions Cl− sont en coordination octaédrique de plomb. Les longueurs de liaison moyennes sont V-O = 1,711 Å, Pb1-O = 2,719 Å, Pb2-O = 2,664 Å et Pb2-Cl = 3,145 Å.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

Ce minéral d'oxydation se rencontre principalement dans le chapeau de fer des gisements plombifères, le vanadium provenant soit de l'oxydation de sulfures vanadifères, soit de l'encaissant par lessivage de silicates.

Ses minéraux associés sont l'anglésite, la barite, la calcite, la cérusite, la descloizite, la mimétite, la mottramite, des oxydes de fer, la pyromorphite et la wulfénite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables
  • Algérie
Saida, wilaya d'Oran[10]
  • Congo
Brazzaville (Renéville, Djoué), département de Brazzaville[10]
  • France
Les Farges, Ussel, Corrèze, Limousin[11]
Carrière L'Hermie, Port-d'Agrès, Decazeville, Aveyron, Midi-Pyrénées
  • Gabon
Mine de Mounana, Franceville, province du Haut-Ogooué[12]
  • Italie
Monte Trisa, Val Mercanti, Torrebelvicino, Vicence, Vénétie[13]
  • Mexique
Mine Ojuela Mine, Mapimí, Mun. de Mapimí, Durango (endlichite)
Zimapán, Mun. de Zimapán, État d'Hidalgo (topotype)
  • Maroc
Mine de Mibladen, Mibladene, sous-région de Midelt, Province de Midelt, Meknès-Tafilalet
Taouz, province d'Errachidia, Région de Meknès-Tafilalet
Touissit, région de l'Oriental (endlichite)

Exploitation des gisements

On exploite la vanadinite comme minerai de vanadium, notamment pour durcir l'acier.

Galerie
  • Mibladene Maroc.
  • Variété Endlichite - Touissit Maroc.

Notes et références
  1. (en) Yongshan Dai et John M. Hughes, « Crystal structure refinements of vanadinite and pyromorphite », The Canadian Mineralogist, vol. 27, no 2,‎ , p. 189-192
  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 : Arsenates, Phosphates, Vanadates, vol. IV, Mineral Data Publishing,
  5. Alexandre Brongniart, Traité élémentaire de minéralogie, 2 volumes, 8vo, Paris: 2, 1807, p. 204
  6. (de) Rose, dans Annalen der Physik, Halle, Leipzig, volume 29, 1833, p. 455
  7. (de) F.R. von Kobell, Grundzüge der Mineralogie, Nürnberg, 1838, p. 283
  8. (en) Genth et vom Rath, dans Proceedings of the American Philosophical Society, vol. 22, 1885, p. 367
  9. ICSD No. 160 601 ; (en) F. Laufek, R. Skala, J. Haloda et I. Cisarova, « Crystal structure of vanadinite: refinement of anisotropic displacement parameters », International Journal of Inorganic Materials, vol. 51, no 3,‎ , p. 271-275
  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. 897
  11. (en) A. Brousse, « Famous Mineral Localities. Les Farges mine », The Mineralogical Record, vol. 13, no 5,‎ , p. 261-268
  12. Mineral. Rec. (1975) 6 (5), 237-252.
  13. (it) S. Pegoraro, P. Orlandi, P. Chiereghin et A. Contin, « I minerali del Monte Trisa (Torrebelvicino, Vicenza) », Rivista Mineralogica Italiana, vol. 3,‎ , p. 160-179
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