Amphibole
Un groupe de minéraux silicatés à double chaîne formant des cristaux prismatiques.
L'amphibole est un groupe de minéraux inosilicates caractérisé par des cristaux prismatiques ou aciculaires formés de doubles chaînes de tétraèdres de silice reliés à leurs sommets. Ces structures intègrent généralement des ions fer et/ou magnésium, et le symbole IMA du groupe est Amp. Les amphiboles présentent une large gamme de couleurs, notamment le vert, le noir, l'incolore, le blanc, le jaune, le bleu et le brun. L'Association minéralogique internationale les traite actuellement comme un supergroupe minéral, subdivisé en deux groupes et plusieurs sous-groupes. Elles cristallisent dans les systèmes cristallins monoclinique ou orthorhombique. Chimiquement et dans leurs traits généraux, les amphiboles ressemblent aux pyroxènes, mais elles diffèrent par la présence essentielle de groupes hydroxyle ou halogène (F, Cl) et par une structure tétraédrique à double chaîne, contrairement à la chaîne simple des pyroxènes. Dans les échantillons à main, une distinction clé est que les amphiboles présentent des plans de clivage obliques à environ 120 degrés, tandis que les pyroxènes clivent à environ 90 degrés ; les amphiboles sont également moins denses que les pyroxènes correspondants. Le nom dérive de mots grecs impliquant une ambiguïté, reflétant la composition et l'apparence variables du groupe, et a été appliqué par Haüy pour englober la trémolite, l'actinote et la hornblende. Les amphiboles se forment dans des contextes ignés et métamorphiques. Elles sont plus abondantes dans les roches ignées intermédiaires à felsiques que dans les roches mafiques, avec la teneur la plus élevée (environ 20 %) trouvée dans les andésites. La hornblende est répandue dans les syénites et les diorites. Les amphiboles métamorphiques comprennent la trémolite issue du métamorphisme de contact des calcaires et la hornblende formée par l'altération d'autres minéraux ferromagnésiens. Les pseudomorphes d'amphibole après le pyroxène sont appelés ouralite. Quatre espèces d'amphiboles — l'anthophyllite, la riébeckite, la série cummingtonite/grunérite et la série actinote/trémolite — sont communément appelées amiante ; une exposition prolongée peut provoquer des maladies graves.
Quick Facts
- Primary occurrence
- Igneous or metamorphic rocks, especially common in intermediate to mafic igneous rocks
Facts from the source article.
Contexte et histoire
Le nom amphibole dérive du grec amphíbolos, signifiant « double sens », impliquant une ambiguïté. René Just Haüy a utilisé ce nom pour inclure la trémolite, l'actinote et la hornblende, en allusion à la variété protéiforme de composition et d'apparence assumée par ses minéraux. Les amphiboles cristallisent dans deux systèmes cristallins, monoclinique et orthorhombique, et sont similaires aux pyroxènes par leur composition chimique mais diffèrent par la présence essentielle d'hydroxyle ou d'halogène et par une structure à double chaîne. Les amphiboles sont des minéraux d'origine ignée ou métamorphique. Elles sont plus courantes dans les roches ignées intermédiaires à mafiques, et la teneur la plus élevée en amphibole peut dépasser 20 % dans des roches comme les hornblendites ou les amphibolites. La hornblende est répandue dans les roches ignées et métamorphiques, en particulier dans les syénites et les diorites. Les amphiboles d'origine métamorphique comprennent celles développées dans les calcaires par métamorphisme de contact (trémolite) et celles formées par l'altération d'autres minéraux ferromagnésiens. Quatre minéraux amphiboles sont communément appelés amiante : l'anthophyllite, la riébeckite, la série cummingtonite/grunérite et la série actinote/trémolite. L'extraction minière, la fabrication et l'utilisation prolongée de ces minéraux peuvent provoquer des maladies graves.
Guide du lecteur
Les amphiboles sont importantes en tant que groupe majeur de minéraux formant des roches, en particulier dans les roches ignées intermédiaires à felsiques et dans les roches métamorphiques telles que les amphibolites et les schistes verts. Leur structure silicatée à double chaîne les distingue des pyroxènes et influence leurs angles de clivage et leur densité. La variabilité chimique du groupe permet des séries de solutions solides étendues, comme entre les pôles riches en magnésium et riches en fer, et entre la hornblende et la trémolite-actinote à des températures élevées. Cette variabilité rend une analyse chimique détaillée nécessaire pour l'identification des espèces. Les amphiboles comprennent également les minéraux d'amiante, qui ont des utilisations industrielles mais présentent de graves risques pour la santé. La classification en tant que supergroupe minéral par l'Association minéralogique internationale reflète la complexité et la diversité au sein du groupe. Leur présence dans les roches fournit des informations sur les conditions de l'évolution du magma et des processus métamorphiques, car les amphiboles se forment dans des conditions spécifiques de teneur en silice et en eau.
L'architecture en poutre en I d'un silicate à double chaîne
La caractéristique structurale déterminante de l'amphibole est sa double chaîne de tétraèdres de silice, une configuration qui la distingue de l'arrangement à chaîne simple des pyroxènes. Dans les deux groupes, chaque ion silicium est entouré de quatre ions oxygène, mais dans les amphiboles, certains atomes d'oxygène sont partagés entre des centres de silicium voisins, reliant deux chaînes parallèles le long de l'axe [001] du cristal. Sur une face de chaque chaîne, les ions oxygène apicaux appartiennent à un seul ion silicium, et les ions métalliques pontent ces oxygènes apicaux pour verrouiller les doubles chaînes adjacentes en place. L'architecture résultante a été comparée à une poutre en I, les deux chaînes formant les semelles et les cations pontants servant d'âme. Des paires de ces poutres en I sont ensuite reliées par des ions métalliques supplémentaires pour compléter le réseau. La structure contient également de grands espaces internes qui peuvent rester vides ou accueillir des cations volumineux comme le sodium. Les amphiboles cristallisent dans le système monoclinique ou orthorhombique et sont systématiquement moins denses que leurs homologues pyroxènes.
Du magma aux faciès métamorphiques
Les amphiboles se forment dans des conditions ignées et métamorphiques, bien que leur répartition entre les types de roches soit loin d'être uniforme. Dans les contextes ignés, elles sont nettement plus abondantes dans les compositions intermédiaires à felsiques que dans les compositions mafiques, car la teneur plus élevée en silice et en eau dissoute des magmas évolués favorise la cristallisation des amphiboles par rapport aux pyroxènes. Les andésites présentent la teneur en amphibole la plus élevée de toutes les roches ignées, atteignant environ vingt pour cent. La hornblende, le membre le plus répandu du groupe, est un constituant commun des syénites et des diorites et apparaît également dans les assemblages métamorphiques. Dans les roches métamorphiques, la trémolite se développe là où les calcaires subissent un métamorphisme de contact, tandis que la hornblende peut se former comme produit d'altération de minéraux ferromagnésiens préexistants tels que le pyroxène. Lorsque l'amphibole remplace le pyroxène de cette manière, le pseudomorphe résultant est spécifiquement appelé ouralite. Au-delà des types de roches individuels, les amphiboles servent de constituant minéral principal des amphibolites, un groupe de roches qui tire son nom directement du minéral lui-même. Le calcium peut également apparaître comme constituant dans les variétés d'amphiboles naturelles.
Le problème de l'amiante et le nom qui le sous-tend
Quatre membres du supergroupe des amphiboles sont communément regroupés sous le nom d'amiante, une désignation liée à de graves risques pour la santé. Il s'agit de l'anthophyllite, de la riébeckite, de la série cummingtonite à grunérite et de la série actinote à trémolite, collectivement appelées amiante amphibole. La série cummingtonite-grunérite est largement connue sous le nom d'amosite ou d'amiante brun, tandis que la riébeckite est appelée crocidolite, ou amiante bleu. L'extraction minière, la fabrication et l'utilisation prolongée de ces espèces particulières d'amphiboles peuvent provoquer des maladies graves, un risque qui a fait de leur identification et de leur réglementation une question de préoccupation industrielle considérable. Le nom du groupe lui-même, amphibole, dérive du mot grec signifiant double sens ou ambiguïté, une référence inventée par René Just Haüy pour capturer la variété protéiforme de composition et d'apparence assumée par ces minéraux. Haüy a initialement appliqué le terme à la trémolite, à l'actinote et à la hornblende avant qu'il ne soit étendu à l'ensemble du groupe. L'Association minéralogique internationale classe actuellement les amphiboles comme un supergroupe minéral contenant deux groupes et plusieurs sous-groupes, un cadre taxonomique englobant cette famille chimiquement diversifiée dont les membres présentent des couleurs allant du vert, noir et incolore au blanc, jaune, bleu et brun.
Un puzzle de solutions solides et d'exsolution
Peu de groupes minéraux présentent un paysage compositionnel plus complexe que les amphiboles. Le fer ferreux se substitue librement au magnésium dans toute la famille, générant des séries continues de solutions solides entre les pôles riches en magnésium et riches en fer. Un exemple bien connu va de la cummingtonite à la grunérite, avec la ligne de démarcation tracée à trente pour cent de magnésium. Dans la série orthorhombique, l'anthophyllite et la gédrite ne diffèrent que par leur teneur en aluminium et forment une solution solide continue à des températures élevées ; lors du refroidissement, les deux pôles se résolvent en lamelles extrêmement fines. La hornblende est le membre le plus complexe sur le plan compositionnel, englobant au moins cinq séries distinctes de solutions solides impliquant le magnésium, le fer, le sodium et l'aluminium. Le titane, le manganèse ou le chrome peuvent en outre se substituer à certains cations, tandis que le fluor ou le chlore peuvent remplacer des parties de l'hydroxyde. Distinguer ces variantes chimiques est presque impossible par les seules méthodes optiques ou de diffraction des rayons X ; une analyse détaillée à la microsonde électronique est nécessaire. Il n'existe pas de pont de solution solide continue entre les clinoamphiboles calciques comme la hornblende et les espèces à faible teneur en calcium comme les orthoamphiboles ou la série cummingtonite-grunérite, les compositions calciques intermédiaires étant presque inexistantes dans la nature. À des températures élevées, cependant, la hornblende et la série trémolite-actinote forment une solution solide, bien qu'un intervalle de miscibilité à des températures plus basses amène la hornblende à développer des lamelles d'exsolution de grunérite.
Foire aux questions
Qu'est-ce que l'amphibole ?
L'amphibole est un supergroupe de minéraux inosilicates dont le réseau cristallin est construit autour de doubles chaînes de tétraèdres silicium-oxygène. L'Association minéralogique internationale le reconnaît comme un supergroupe minéral contenant deux groupes principaux et plusieurs sous-groupes.
Où trouve-t-on le plus couramment l'amphibole dans les roches ?
Elle se produit principalement dans des contextes ignés et métamorphiques, avec une forte affinité pour les compositions ignées intermédiaires à mafiques. Elle sert également de constituant principal des amphibolites.
Comment l'IMA classe-t-elle l'amphibole par rapport à une espèce minérale unique ?
Plutôt que de la traiter comme une seule espèce, l'IMA désigne l'amphibole comme un supergroupe minéral, le divisant en deux groupes qui sont ensuite subdivisés en plusieurs sous-groupes en fonction de la composition chimique.
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