Kaolinite

La kaolinite est une espèce minérale composée de silicate d'aluminium hydraté, de formule Al₂Si₂O₅(OH)₄ du groupe des silicates, sous-groupe des phyllosilicates.

Kaolinite Catégorie IX : silicates[1]
Général
Numéro CAS	1318-74-7
Classe de Strunz	9.ED.05 9 SILICATES  9.E Phyllosilicates   9.ED phyllosilicates avec kaolinite layers    9.ED.05 Dickite Al2Si2O5(OH)4 groupe d'espace Cc groupe ponctuel m    9.ED.05 Kaolinite Al2Si2O5(OH)4 groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1    9.ED.05 Nacrite Al2Si2O5(OH)4 groupe d'espace Cc groupe ponctuel m
Classe de Dana	71.1.1.2 Phyllosilicates 71. Feuillets d'anneaux à six-membres 71.1.1/ Groupe de la kaolinite - serpentine, sous-groupe de la kaolinite 71.1.1.2 Kaolinite Al2Si2O5(OH)4
Formule chimique	H4Al2O9Si2 Al2Si2O5(OH)4
Identification
Masse formulaire[2]	258,1604 ± 0,0036 uma H 1,56 %, Al 20,9 %, O 55,78 %, Si 21,76 %,
Couleur	blanc, rouge, bleu ou brun (impuretés)
Système cristallin	triclinique
Classe cristalline et groupe d'espace	Pédiale P1
Clivage	parfait à {001}
Cassure	terreuse
Échelle de Mohs	2 - 2,5
Trait	blanc
Éclat	nacré, mat
Propriétés optiques
Indice de réfraction	α=1,553-1,563 β=1,559-1,569 γ=1,560-1,570
Biréfringence	Δ=0,007 ; biaxe négatif
Transparence	translucide
Propriétés chimiques
Densité	2,5 à 2,6
Propriétés physiques
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
modifier

Étymologie

Le nom kaolinite provient du chinois^[3] (sinogrammes : 高岭土, pinyin : gāo líng tǔ), signifiant « terre des hautes collines ».

Propriétés physiques

La surface de contact de la kaolinite est de 5 à 20 m²/g, donc peu réactive.

Cristallochimie

La kaolinite cristallise dans le système triclinique. Au plan structural, elle est formée d'un empilement de feuillets.

Structure atomique d'un feuillet de kaolinite

Feuillet

La kaolinite est un minéral argileux de type 1/1, c'est-à-dire qu'un feuillet de kaolinite est formé de deux couches :

• une couche octaédrique ; Al(OH)₅O : 7 atomes pour 6 sommets + l'aluminium au centre. Les OH⁻ et l'oxygène étant partagés entre les différents octaèdres qui composent la couche ;
• une couche tétraédrique ; SiO₄ : 5 atomes pour 4 sommets + le silicium au milieu. Les oxygènes étant partagés entre les différents tétraèdres qui composent la couche.

Empilement

• 30 feuillets empilés forment une cristallite élémentaire ;
• assemblage en château de cartes ;
• espace interfoliaire fermé, avec des liaisons hydrogène ;
• pas de substitutions isomorphiques.

Groupe de la kaolinite

La kaolinite est l'archétype groupe de la kaolinite, qui regroupe les minéraux isostructuraux :

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

Gisements

Échantillon de kaolin.

Sur Terre

La kaolinite se trouve dans les roches argileuses comme le kaolin, ou dans les roches magmatiques comme le granite, résultat de l'altération des feldspaths.

C'est un des minéraux les plus courants, extrait sous forme de kaolin au Brésil, en France (Saintonge, Guyane, Plœmeur), en Grande-Bretagne, en Allemagne, en Inde, en Australie, en Corée, en Chine, en République tchèque et aux États-Unis.

Sur d'autres corps célestes

Les spectres infrarouges acquis par les orbiteurs martiens indiquent la présence de kaolinite dans plusieurs régions : cratère Leighton, Mawrth Vallis et Nili Fossae. Les bandes de liaison OH sont essentiellement dans la gamme de longueurs d'onde 2,205–2,212 μm. L'un des spectres montre cette liaison dans la bande 2,215–2,219 μm, probablement le signe d'une forte substitution Fe/Mg^[4].

En 2024, des roches claires trouvées dans le cratère Jezero, photographiées et analysées par l'astromobile Perseverance, se révèlent riches en kaolinite, la première occurrence certaine de kaolinite ailleurs que sur Terre. Elle provient probablement de l'altération aqueuse de roches transportées depuis les bords du cratère, à une époque où le climat était chaud et humide^[5],[6].

Utilisation

• Le kaolin est utilisé dans l'industrie du papier à la fois comme charge dans la masse du papier et comme revêtement de surface. Il permet de réduire la quantité de pâte à papier, assez chère, et améliore les propriétés optiques. Sa blancheur augmente l'éclat et l'opacité à la surface du papier, tandis que la taille et la forme des particules individuelles de kaolin lui procurent le brillant et la qualité d'impression requis pour certains types de papier^[7].
• La kaolinite est utilisée en céramique notamment pour la fabrication de porcelaines dont elle est le constituant essentiel.
• Utilisée par voie orale, elle permet de traiter certains troubles digestifs. Elle tapisse la muqueuse gastro-intestinale, la protège, aide à sa cicatrisation et absorbe les toxines présentes dans le tube digestif (elle a en effet un fort pouvoir absorbant). Ainsi la kaolinite est excellente pour les problèmes d'estomac, de ballonnements et de transit trop rapide.
• La kaolinite calcinée est utilisée en agriculture (notamment agriculture biologique) contre divers parasites tels que la cicadelle blanche, le puceron cendré du pommier et la mouche d'olive (Bactrocera oleae).