La goethite est une espèce minérale, variété d'oxyhydroxyde de fer(III), polymorphe α du composé FeO(OH) avec des traces de Mn et H2O. Les cristaux sont relativement rares, striés sur {001}, mais peuvent atteindre 45 cm[4].
4 OXIDES (Hydroxides, V[5,6] vanadates, arsenites, antimonites, bismuthites, sulfites, selenites, tellurites, iodates) 4.F Hydroxides (without V or U) 4.FD Hydroxides with OH, without H2O; chains of edge-sharing octahedra 4.FD.10 Bracewellite Cr+++O(OH) Space Group Pbnm Point Group 2/m 2/m 2/m 4.FD.10 Diaspore AlO(OH) Space Group Pbnm Point Group 2/m 2/m 2/m 4.FD.10 Guyanaite CrO(OH) Space Group Pnnm Point Group 2/m 2/m 2/m 4.FD.10 Groutite Mn+++O(OH) Space Group Pbnm Point Group 2/m 2/m 2/m 4.FD.10 Goethite Fe+++O(OH) Space Group Pbnm Point Group 2/m 2/m 2/m 4.FD.10 Montroseite (V+++,Fe+++,V++++)O(OH) Space Group Pbnm Point Group 2/m 2/m 2/m 4.FD.10 Tsumgallite GaO(OH) Space Group Pbnm Point Group 2/m 2/m 2/m
Elle est décrite par le minéralogiste Johann Georg Lenz (1748-1832) en 1806 et dédiée au poète allemand (et fonctionnaire des mines) Johann Wolfgang von Goethe. Le nom est choisi par Ludwig Wilhelm Cramer sur la suggestion du prêtre Heinrich Adolf Achenbach (1765-1819) et du maître minier Johann Daniel Engels (1761-1828), tous deux de Siegen, qui suggèrent le nom Goethenite pour le minerai. Friedrich Wilhelm Riemer incite Johann Georg Lenz à changer le nom en Goethite.
chiléite (Breithaupt 1840): Décrit initialement sur des échantillons du Chili qui a inspiré le nom[10].
ehrenwerthite (Cornu 1909). Étymologie d'après le minéralogiste Josef Gängl von Ehrenwerth[11]. À noter que ce terme peut désigner une pseudomorphose de pyrite en goethite.
mésabite (Winchell 1893) Décrite à partir d'échantillons de Mesabi Range, Wisconsin États-Unis qui a inspiré le nom[15].
minette: (faux synonyme souvent cité) terme qui désigne une roche de composition mal définie riche en goethite[16]
onégite: Variété de facies non reconnue se présentant en petits cristaux aciculaires dans le quartz provenant d'une ile sur le lac Onega en Russie décrite en 1800 par Armstrong et Englinhmann[17].
przibramite (Glocker 1831) Initialement décrite sur des échantillons de Przibram (Tchéquie) qui a inspiré le nom[18]. À noter que ce terme désigne une variété cadiumifère de sphalérite décrite par Huot.
Paramètres de la maille conventionnelle: a = 4,596 Å, b = 9,957 Å, c = 3,021 Å, Z = 4; V = 138,25 Å3, densité calculée = 4,27g cm−3.
Les oxygènes et les hydroxyles forment des couches à empilement hexagonal compact, les cations fer (III) remplissent la moitié des cavités octaédriques. Le polymorphe à empilement non compact, moins stable, est la lépidocrocite, γ-FeO(OH).
Comme pour d'autres silicates porteurs de groupes hydroxyles (kaolinite, muscovite, illite, smectite, chlorite), les deux sites de l'oxygène ne sont pas équivalents, et les isotopes les plus lourds se partagent préférentiellement dans le site sans hydrogène associé. Ce partage est caractérisé par:
,
qui est accessible à la mesure (le premier rapport isotopique est mesuré directement sur la goethite, et le second sur l'eau extraite par décomposition thermique). Cet est en pratique indépendant de la composition isotopique et du pH du fluide présent lors de la formation de la goethite, et dépend essentiellement de la température de formation T (mesurée en kelvins):
,
ce qui fait de la goethite un paléothermomètre(en)[20].
Gîtologie et minéraux associés
Gîtologie
Minéral d'occurrence fréquente, la goethite se forme:
dans les sols riches en fer, par altération d'autres minéraux. Elle est le composant principal de la limonite dans le chapeau de fer. On en trouve également sous forme de sédiments, ou directement formée par action hydrothermale. Fréquente en pseudomorphose d'autres espèces comme la pyrite, la sidérite;
dans des conditions hydrothermales, comme les cristaux aciculaires inclus dans des quartz (Allevard, Isère, France);
dans le précipité biogénique des eaux douces, formant le minerai de fer des tourbières;
le roverSpirit de la NASA a également découvert des échantillons de goethite sur la planète Mars dans le cratère Goussev, apportant un indice de la présence d'eau liquide dans le passé de cette planète[27].
«Oxyde d'hydroxyde de fer» 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
The Handbook of Mineralogy, John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, and Monte C. Nichols, and published by Mineral Data Publishing Volume III, 1997.
[Pozzi 2004] Enrico Pozzi, Les Magdaléniens. Art, civilisation, modes de vie, environnements, éd. Jérôme Millon, coll.«L'homme des origines», , sur books.google.fr (lire en ligne), «Le feu et les foyers», p.145.
Felix Cornu, "Die Bedeutung gelartiger Körper in der Oxydationszone der Erzlagerstätten", in Zeitschrift für praktische Geologie, vol. xvii, 1909, p. 82
(en) Hayden B. D. Miller, Kenneth A. Farley, Paulo M. Vasconcelos, Albert Mostert et John M. Eilera, «Intracrystalline site preference of oxygen isotopes in goethite: A single-mineral paleothermometer», Earth and Planetary Science Letters, vol.539, , article no116237 (DOI10.1016/j.epsl.2020.116237).
BMS Database; Edward Salisbury Dana (1892) The System of Mineralogy of James Dwight Dana, 1837–1868, John Wiley & Sons, New York (NY), 6e éd., 1134 p., p. 710; (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.I: Elements, Sulfides, Sulfosalts, Oxides, New York (NY), John Wiley & Sons, , 7eéd., 834p. (ISBN978-0471192398), p.683; Rocks & Min.: 16:130.