Halloysite

L'halloysite-7Å est une espèce minérale du groupe des silicates sous-groupe des phyllosilicates de formule Al₂Si₂O₅(OH)₄ avec des traces de : Ti ; Ca ; Na ; K ; Fe ; Cr ; Mg ; Ni ; Cu. Ses principaux constituants, outre l'oxygène, sont l’aluminium (20,90 %), le silicium (21,76 %), et l’hydrogène (1,56 %).

Halloysite 7Å [1] Catégorie IX : silicates[2]
Halloysite 7Å
Général
Classe de Strunz	9.ED.10 9 Unclassified Strunz SILICATES (Germanates)  9.E Phyllosilicates   9.ED Phyllosilicates with kaolinite layers    9.ED.10 Hisingerite Fe+++2Si2O5(OH)4•2(H2O) Space Group Unk Point Group Mono    9.ED.10 Endellite Al2Si2O5(OH)4•2(H2O) Space Group Cc Point Group m    9.ED.10 Halloysite Al2Si2O5(OH)4 Space Group Cc Point Group m    9.ED.10 Sturtite? (Fe3+)(Mn2+,Ca,Mg)Si4O10(OH)3•10(H2O) Point Group None
Classe de Dana	71.01.01.04 Phyllosilicates 71. Feuillets d'anneaux à six-membres 71.1.1/ Groupe de la kaolinite - serpentine, sous-groupe de la kaolinite
Formule chimique	H4Al2O9Si2 Al2Si2O5(OH)4
Identification
Masse formulaire[3]	258,1604 ± 0,0036 uma H 1,56 %, Al 20,9 %, O 55,78 %, Si 21,76 %,
Couleur	incolore; blanc; gris; grisâtre; vert; verdâtre; jaune; jaunâtre; brunâtre; rougeâtre; bleuâtre; bleu.
Système cristallin	monoclinique
Réseau de Bravais	centré C
Classe cristalline et groupe d'espace	domatique ; Cc
Cassure	terreuse; conchoïdale
Habitus	tubulaire ; massif ; agrégat ; pulvérulent ; terreux ; geliforme ; collomorphe ; croûte ; compact ; ultramicroscopique ; farineux.
Échelle de Mohs	de 2,00 à 2,50
Trait	blanc
Éclat	nacré; mat; gras; cireux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	a=1.553-1.565, b=1.559-1.569, g=1.56-1.57
Biréfringence	biaxial ; 0,0050-0,0070
Fluorescence ultraviolet	luminescence et fluorescence
Transparence	translucide - transparent
Propriétés chimiques
Densité	de 2,55 à 2,57
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Historique de la description et appellation

Inventeur et étymologie

Décrite par Pierre Berthier en 1826 qui l'a dédiée au géologue belge Jean-Baptiste d'Omalius d’Halloy (Belgique) (1783-1875).

Topotype

• Angleur, Liège Belgique.

Synonymie

L'aspect très peu spécifique de ce minéral lui vaut une grande quantité de synonymes.

• confolensite (Armand Dufrénoy 1856) : forme rose à rouge d'halloysite nommée à partir du nom gisement topotype Confolens en Charente France^[4].
• galapectite (Breithaupt 1832) ^[5].
• glagérite^[6].
• glossécollite (Shepard) : décrite par Shepard à Dade dans l'État de Géorgie, l'analyse faite par Félix Pisani a montré qu'il s'agissait d'Halloysite^[7].
• gummite (Breithaupt).
• halloysite-7Å : c'est le nom officiel reconnu par l'International Mineralogical Association.
• indianaite : décrite et nommée d'après l'Indiana^[8].
• lenzinite^[9].
• smectite (Salvetat) : du grec smektikos, "pour nettoyer".

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

Des études par diffraction de rayons X sont nécessaires pour l'identification positive.

Variétés

• chrome-halloysite (Gritzaenko et Grum-Gritzaenko 1949) : variété chromifère d'halloysite, de couleur bleue, trouvée à Psahna, île d'Euboea Grèce^[10].
• cuprohalloysite (L. K. Yakhontova 1961) : variété cuprifère d'halloysite ^[11].
• ferrihalloysite (N. E. Efremov en 1936) : variété ferrifère d'halloysite ^[12].
• zircon-halloysite (E. I. Semenov 1972) : variété d'halloysite riche en ZrO₂ ^[13].

Cristallographie

Aspect en microscopie électronique

• Paramètres de la maille conventionnelle : ${\displaystyle a}$ = 5,14 Å, ${\displaystyle b}$ = 8,90 Å , ${\displaystyle c}$ = 14,91 Å; Z = 4 ; V = 666,97 Å³
• Densité calculée = 2,57 g cm⁻³

Les deux formes courantes sont fonction du taux d’humidité qui détermine l’espacement entre les couches d’argile : en solution hydratée, l’écartement est de 1 nm et en solution déshydratée (méta-halloysite), l’écartement est de 0,7 nm (le nm ou nanomètre équivaut au milliardième de mètre). L’halloysite se présente naturellement sous forme de petits cylindres d’un diamètre moyen de 30 nm avec une longueur comprise entre 0,5 et 10 micromètres (le micromètre équivaut au millionième de mètre).

Cristallochimie

La halloysite est un polymorphe de la dickite, de la kaolinite et de la nacrite. Elle fait partie du groupe de la kaolinite, constitué des minéraux suivants :

• dickite Al₂Si₂O₅(OH)₄ ;
• endellite Al₂Si₂O₅(OH)₄•2(H₂O) ;
• halloysite Al₂Si₂O₅(OH)₄ ;
• kaolinite Al₂Si₂O₅(OH)₄ ;
• nacrite Al₂Si₂O₅(OH)₄ ;
• odinite (Fe,Mg, Al,Fe,Ti,Mn)_2.5(Si,Al)₂O₅(OH)₄.

Gîtes et gisements

Gîtologie

• L’halloysite est la forme typique d’altération hydrothermale des minéraux alumino-silicates. Elle peut se trouver entremêlée de dickite, kaolinite, montmorillonite et d’autres minéraux argileux.
• La formation de l'halloysite est due à une altération hydrothermale que l’on trouve souvent près des roches carbonatées. Par exemple, les échantillons d’halloysite du Colorado sont soupçonnés d'être le produit d'altération de la rhyolite par la baisse des eaux en mouvement.

En général, la formation de minéraux argileux est fortement favorisée dans les zones subtropicales à cause des climats tropicaux et de l’écoulement d'immenses quantités d'eau. L'halloysite se produit principalement dans les terrains exposés ou dérivés des sols volcaniques, mais elle se fait également à partir de minéraux primaires dans les sols tropicaux ou des matériaux préglaciaires. Les roches ignées, en particulier les roches basaltiques, sont plus sensibles à l'altération dont les modifications forment l'halloysite. Souvent, comme c'est le cas avec l'halloysite dans le Comté de Juab dans l’Utah (États-Unis), l'argile se trouve en liaison étroite avec la goethite et la limonite, et souvent entrecoupées d’alunite. Les feldspaths sont également soumis à la décomposition par l'eau saturée en dioxyde de carbone. Lorsque le feldspath se trouve près de la surface de coulées de lave, la concentration de CO₂ est élevée et les taux de réaction sont rapides. Avec l'augmentation de la profondeur, les solutions de lixiviation sont saturées en silice, aluminium, sodium et calcium. Une fois les solutions ayant épuisé le CO₂, elles se précipitent sous forme de minéraux secondaires. La décomposition est fonction du débit d'eau. Dans le cas où l'halloysite est formée de plagioclases, cette précipitation ne passera pas par des étapes intermédiaires.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

• Belgique

La Rochette, Chaudfontaine, Province de Liège^[14]

• Canada

Carrière Francon, Saint-Michel, Île de Montréal, Québec^[15]

• France

Échassières, Ébreuil, Allier, Auvergne ^[16]

Le Baumier, Mirabel, Villeneuve-de-Berg, Ardèche, Rhône-Alpes ^[17]

Gisements inexplorés

• Cameroun

Balengou (Région de l'Ouest) ^[18]

Exploitation des gisements

• Une halloysite très pure est extraite d'une rhyolite très altérée présente en Nouvelle-Zélande et utilisée notamment pour la porcelaine, la porcelaine à la cendre d'os appelée Bone China et également pour d'autres applications en céramique de haute technologie.
• L’halloysite a également été utilisée, dans le passé, comme catalyseur de craquage de pétrole. La société ExxonMobil a également mis au point un catalyseur de craquage sur la base d’halloysites synthétiques.

Notes et références

1. Clays Clay Min., volume 26, pp. 25(1978)
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. Armand Dufrénoy Traité de minéralogie, Volume 3 1856 p. 583
5. Alfred Lacroix Minéralogie de la France et de ses anciens territoires d'Outre-Mer 1895 p. 447
6. Armand Dufrénoy Traité de minéralogie, Volume 3 1856 p. 586
7. M. Pisani; Analyse de la glossécolite Shepard. Annales des mines Comptet rendus, t. LII, 1865 p. 310.
8. William Newton Logan, Indiana. Division of Geology dans Kaolin of Indiana 1919 p. 35
9. Jean Julien Omalius d'Halloy dans Introduction à la géologie 1861 p. 268
10. Physics and chemistry of the earth, Volume 1 - European Geophysical Society - 1956 - p. 268
11. The Mineralogical magazine and journal of the Mineralogical Society: Volume 33 1962 p. 1131
12. Simone Caillère, Stéphane Hénin - Minéralogie des argiles - 1962
13. E. I. Semenov (1972) Mineralogy of Lovozero alkaline massif, - Moscow, Nauka, p. 308 (en Rus.)
14. L. Dejonghe (1985): Bull. Minéral. 108, 679-690.
15. Mineralogical Record (2006): 37: 5-60.
16. Nicolas, J. & de Rosen, A. (1963): Le massif granitique des Colettes (Allier) et ses mineralizations. Bulletin de la Société Française de Minéralogie et de Cristallographie 86, 126-128.
17. Ch. Robert, B. Goffé and P. Saliot : "Zeolitization of a basaltic flow in a continental environment : an example of mass transfer under thermal control", Bull. Minéral., 1988, 111, p. 207-223.
18. NJOPWOUO D., WANDJI R., 1982 - Un gisement d'halloysite à Balengou (Ouest Cameroun)

Voir aussi

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Articles connexes

• Argile

Liens externes

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