Dioptase - Wikiwand

Le terme dioptase désigne un minéral de la classe des silicates, sous-classe des cyclosilicates. Sa formule chimique est Cu₆Si₆O₁₈ • 6H₂O.

Faits en bref Général, Classe de Strunz ...

Dioptase Catégorie IX : silicates^[1]
Dioptase du Congo
Général
Classe de Strunz	9.CJ.30 9 SILICATES 9.C Cyclosilicates 9.CJ [Si6O18]12- anneaux simples à 6 chaînons 9.CJ.30 Dioptase CuSiO2(OH)2 groupe d'espace R 3 groupe ponctuel 3
Classe de Dana	61.01.03.01 Cyclosilicates 61. Anneaux à six membres
Formule chimique	H₂Cu O₄Si Cu₆Si₆O₁₈ • 6H₂O
Identification
Masse formulaire^[2]	157,645 ± 0,005 uma H 1,28 %, Cu 40,31 %, O 40,6 %, Si 17,82 %,
Couleur	vert émeraude, bleu-vert foncé
Système cristallin	trigonal
Réseau de Bravais	rhomboédrique
Classe cristalline et groupe d'espace	rhomboédrique, R 3
Clivage	parfait sur {1011}
Cassure	conchoïdale
Habitus	cristaux prismatiques {110}, {201}
Échelle de Mohs	5
Trait	vert
Éclat	vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	ω = 1,644-1,658, ε = 1,697-1,709
Biréfringence	Δ = 0,051-0,053 ; uniaxe positif
Fluorescence ultraviolet	aucune
Transparence	transparent à translucide
Propriétés chimiques
Densité	3,28 - 3,35
Fusibilité	ne fond pas mais noircit
Solubilité	soluble dans HCl et HNO₃
Comportement chimique	colore la flamme en vert
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Genre du terme

Le nom dioptase forgé par Haüy est initialement féminin^[3]. Le minéral fut ensuite appelé cuivre dioptase (au masculin)^[4], abrégé en dioptase au masculin^[5] ou au féminin^[6]. Aujourd’hui les deux genres perdurent mais la Société française de minéralogie et de cristallographie^[7] et le MNHN emploient le masculin^[8], et c’est aussi le choix que fait la banque de données terminologiques et linguistiques du gouvernement du Canada^[9].

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Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

C'est le minéralogiste allemand Moritz Rudolph Ferber qui, à la fin du XVIII^e siècle, s'intéressa le premier à ce minéral. Mais il le définit de façon erronée comme une émeraude, et c'est le minéralogiste français René Just Haüy qui en 1797 démontra qu'il s'agissait d'un minéral à part^[3] et lui donna le nom de dioptase^[3], du grec dia (« à travers ») et optazo (« je vois »), en référence au fait qu'on peut voir à travers ses cristaux les traces des plans de clivage^[10]. Il donnera à ce terme le genre féminin.

Topotype

Le topotype se trouve dans la mine de cuivre d'Altyn-Tyube, dans les steppes de Kirghese (Oblys de Karaganda, Kazakhstan).

Synonymes

Il existe plusieurs synonymes pour cette espèce minérale^[11] :

achirite ;
achrite ;
aschirite ;
dioptasite ;
émeraudine ;
kirghisite ;
rhombohedral emerald malachite (Comstock, 1821) ;
smaragdo-chalcite Mohs.

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Caractéristiques physico-chimiques

Résumé

Contexte

Critères de détermination

Le dioptase forme des cristaux prismatiques transparents à translucides, d'éclat vitreux. Elle est de couleur vert émeraude à bleu-vert foncé. Son trait est vert et sa cassure est conchoïdale. Sa dureté, de 5 sur l'échelle de Mohs, est moyenne.

Au chalumeau, le dioptase ne fond pas mais noircit en colorant la flamme en vert. Il est soluble dans l'acide nitrique et l'acide chlorhydrique.

Cristallographie

Le dioptase cristallise dans le système cristallin trigonal, de groupe d'espace R 3 (Z = 18 unités formulaires par maille conventionnelle)^[12].

Paramètres de la maille conventionnelle (réseau hexagonal) : a = 14,57 Å, c = 7,78 Å (volume de la maille V = 1 429,93 Å³) ;
Masse volumique calculée= 3,29 g/cm³.

Les cations Si⁴⁺ sont en coordination tétraédrique d'anions O²⁻, avec une longueur de liaison Si-O moyenne de 1,627 Å. Les tétraèdres SiO₄ sont reliés par leurs sommets et forment des anneaux Si₆O₁₈.

Les cations Cu²⁺ sont en coordination (4+2) octaédrique déformée d'anions O²⁻ et de molécules H₂O, avec les longueurs de liaison moyennes Cu-O = 1,960 Å et Cu-H₂O = 2,592 Å. La distribution des longueurs de liaison dans les octaèdres CuO₄(H₂O)₂ est typique de l'effet Jahn-Teller rencontré dans les composés de Cu(II) et permet une description alternative de la structure en termes de groupes carrés CuO₄. Dans cette description, les groupes CuO₄ sont reliés deux à deux par une arête et forment des dimères Cu₂O₆ ; ces dimères sont reliés par un sommet et forment des chaînes hélicoïdales le long de la direction c.

Structure du dioptase, projetée sur le plan (a, b). Rouge : Cu, jaune : Si, bleu : O, gris : H.
Structure du dioptase, projetée sur le plan (a, c). Rouge : Cu, jaune : Si, bleu : O, gris : H.

Propriétés physiques

Le dioptase est pyroélectrique.

Chauffé, il subit plusieurs transformations^[13] :

entre 350 °C et 400 °C, le dioptase vert devient bleu. Une diminution des paramètres de maille est observée mais la composition chimique reste inchangée. Cette transformation n'est pas réversible ;
entre 400 °C et 800 °C, le dioptase devient noir et perd son eau ;
au-dessus de 800 °C, CuSiO₃ se décompose en Cu₅Si₆O₁₇ + CuO, puis en CuO + SiO₂.

Les cations Cu²⁺ portent un spin 1/2 et sont soumis à des interactions magnétiques. À température ambiante le dioptase est paramagnétique, au-dessous de 50 K il devient antiferromagnétique^[14].

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Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

Le dioptase est un minéral plutôt rare, que l'on trouve dans les zones d'oxydation des gisements cuprifères.
On le trouve associé aux minéraux suivants : calcite, cérusite, chrysocolle, fluorine, fornacite, hémimorphite, malachite, mimétite, planchéite, quartz, wulfénite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

France

Rabejac, Lodève, Hérault^[15].

Reste du monde

Dépôts d’Altyn-Tube, steppes de Kirghiz, Qaraghandy Oblysy (Karaganda Oblast), Kazakhstan^[16] ;
Mine de Tsumeb (Tsumcorp Mine), Tsumeb, Région d'Otjikoto (Oshikoto), Namibie^[17] ;
Renéville, Djoué, région de Brazzaville, République du Congo^[18]^,^[19].

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Exploitation des gisements

La dureté du dioptase, de 5 sur l'échelle de Mohs, est la même que celle de l'émail dentaire. Malgré son éclat, il est donc trop tendre et présente un clivage trop facile pour être aisément monté en joaillerie. On trouve cependant quelques bijoux portant de petits dioptases taillés comme des émeraudes. L’ambigüité avec l'émeraude est souvent entretenue pour des raisons frauduleuses. Le dioptase est surtout apprécié des collectionneurs pour sa couleur.

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