Wollastonite

La wollastonite est une espèce minérale du groupe des silicates, sous-groupe des inosilicates, de la famille des pyroxénoïdes de formule CaSiO₃ avec des traces de : Al, Fe, Mn, Mg, Na, K, H₂O, et S.

Wollastonite Catégorie IX : silicates[1]
Wollastonite – Monte Somma, Italie – (vue 9 mm)
Général
Nom IUPAC	silicate de monocalcium
Classe de Strunz	9.DG.05 9 SILICATES  9.D Inosilicates structuraux d'après Liebau (1985)   9.DG inosilicates avec chaînes simples et multiples à 3 périodes    9.DG.05 Bustamite (Mn,Ca)3Si3O9 groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1    9.DG.05 Ferrobustamite Ca(Fe++,Ca,Mn)Si2O6 groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1    9.DG.05 Pectolite NaCa2Si3O8(OH) groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1    9.DG.05 Wollastonite-3A-4A-5A-7A CaSiO3 groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1    9.DG.05 Wollastonite-1A CaSiO3 groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1    9.DG.05 Wollastonite-2M CaSiO3 groupe d'espace P 21 groupe ponctuel 2    9.DG.05 Serandite Na(Mn++,Ca)2Si3O8(OH) groupe d'espace P1 groupe ponctuel 1
Classe de Dana	65.2.1.1a Inosilicates 65. Chaînes non branchées, largeur simple, W = 1 65.2.1/ Groupe de la wollastonite 65.2.1.1a Wollastonite CaSiO3
Formule chimique	CaO3Si CaSiO3
Identification
Masse formulaire[2]	116,162 ± 0,005 uma Ca 34,5 %, O 41,32 %, Si 24,18 %,
Couleur	incolore blanche à grise
Système cristallin	triclinique
Réseau de Bravais	primitif P
Classe cristalline et groupe d'espace	pinacoïdale, ${\displaystyle P}$1
Macle	commun sur {010}
Clivage	parfait sur {100}, bon sur {102} et {001}
Cassure	irrégulière ; esquilleuse
Habitus	rares cristaux tabulaires, formation fibroradiée
Échelle de Mohs	4,5 à 5,0
Trait	blanc
Éclat	vitreux à nacré
Propriétés optiques
Indice de réfraction	nα = 1,616 - 1,640 nβ = 1,628 - 1,650 nγ = 1,631 - 1,653
Biréfringence	biaxe (–) ; 0,015
Angle 2V	44-50°
Fluorescence ultraviolet	oui et luminescent
Transparence	transparent, translucide
Propriétés chimiques
Densité	2,86 – 3,09
Température de fusion	1540 °C
Solubilité	soluble dans HCl
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Inventeur et étymologie

Décrite dès 1818 par le minéralogiste J. Léhman, elle est dédiée au chimiste anglais William Hyde Wollaston^[3]. Le minéralogiste allemand A. Stütz dans Neue Einrichtung der k.-k. Naturalien-Sammlung zu Wien, en avait fait une description incomplète sous le nom de Tafelspath en 1793.

Cristallochimie

La wollastonite sert de chef de file à un groupe de minéraux isostructuraux qui porte son nom.

Groupe de la wollastonite

Minéral	Formule	Groupe ponctuel	Groupe d'espace
Wollastonite-1A	CaSiO3	1	P1
Wollastonite-2M	CaSiO3	2/m	P 21/a
Wollastonite-3A-4A-5A-7A	CaSiO3	1	P1
Bustamite	(Mn,Ca)3Si3O9	1	P1
Ferrobustamite	Ca(Fe,Ca,Mn)Si2O6	1	P1
Pectolite	NaCa2Si3O8(OH)	1	P1
Sérandite	Na(Mn,Ca)2Si3O8(OH)	1	P1
Cascandite	Ca(Sc,Fe)Si3O8(OH)	1	P1
Denisovite	(K,Na)Ca2Si3O8(F,OH)	Mono
Tanohataïte!	LiMn2Si3O8(OH)	1	P1

Structure

En dépit de sa ressemblance chimique avec le spectre de la composition du groupe de minéraux de pyroxène – où le magnésium et le fer se substituent au calcium respectivement dans le diopside et l’hédenbergite – elle est structurellement très différente (voir Fig. 1), avec trois tétraèdres de SiO₄ dans sa chaine (à l’opposé de deux seulement pour les pyroxènes).

Polymorphes

• wollastonite-1A : C'est l'ancienne espèce de référence. Nouvelle description moderne par Henmi & al. en 1978, le topotype est : Ciclova Montana (Csiklovabanya) Roumanie^[4].

Synonyme : wollastonite, wollastonite-1T.

• wollastonite-2M : Décrite par Peacock en 1935 c’est la forme monoclinique, réseau primitif P.

Synonyme : manganoparawollastonite, parawollastonite

• wollastonite-3A : décrite par Henmi & al. en 1983 le topotype est : Kushiro, Hiroshima Japon comme les 3 autres polytypes suivants.
• wollastonite-4A
• wollastonite-5A
• wollastonite-7A

Cristallographie

La wollastonite cristallise dans le système triclinique, dans le groupe d'espace ${\displaystyle P}$1 ; dans la classe cristalline pinacoïdale.

• Dimensions de la maille conventionnelle a = 7,94 Å, b = 7,32 Å, c = 7,07 Å ; α = 90,03 °, β = 95,37 °, γ = 103,43 °
• Six unités de formule par maille conventionnelle (voir Fig. 2).

Données cristallographiques pour la wollastonite
Nom	Wollastonite-1A Wollastonite		Wollastonite-2M Parawollastonite		Wollastonite-4A Pseudowollastonite
Système cristallin	Triclinique		Monoclinique		Monoclinique
Classe cristalline	1		${\displaystyle 2/m}$		${\displaystyle 2/m}$
Groupe d'espace	${\displaystyle P}$1		${\displaystyle P2_{1}/a}$		${\displaystyle C2/c}$
Paramètres de maille	a = 794 pm b = 732 pm c = 707 pm	α = 90,03 ° β = 95,37 ° γ = 103,43 °	a = 1 543 pm b = 732 pm c = 707 pm	α = 90 ° β = 95,40 ° γ = 90 °	a = 684 pm b = 1 187 pm c = 1 963 pm	α = 90 ° β = 90,67 ° γ = 90 °
Nombre d'unités de formule dans la cellule	6		12		8

Structure cristalline de la wollastonite

Fig. 1 : Enstatite (groupe des pyroxènes) et wollastonite (groupe des pyroxénoïdes). Fig. 1 : Enstatite (groupe des pyroxènes) et wollastonite (groupe des pyroxénoïdes).  Fig. 2 : Maille cristalline de la wollastonite. Fig. 2 : Maille cristalline de la wollastonite.

Synonymie

• gillebachite ; gillebäckite ; gjellebäckite : variantes orthographiques sur le nom de la ville de Gjellabäk en Norvège.
• grammite^[5]
• okénite (Rink)^[6]
• parawollastonite
• photolite synonyme partagé avec la pectolite^[7]
• rivaite : d'après le Dr Riva qui a fourni les premiers échantillons du Vésuve^[8]
• spath en tables (René Just Haüy)^[9]
• stellite (Thomson)^[10]. Le nom rappelle la disposition en étoile de cristaux, de fait il semble que les échantillons écossais qui ont servi à la description soient de la pectolite.
• tafelspath (Stütz 1793)^[11]
• vilnite^[6]. Nommé d'après la ville de Vilna en Lituanie.
• zurlite (Raimondini) : espèce déclassée décrite au XIX^e siècle par le minéralogiste italien Vincenzo Raimondini et dédiée à Giuseppe Zurlo, « zélé amateur des sciences naturelles »^[12].
• zurlonite : variante orthographique sur le mot précédent^[5].

Variété

• Manganoparawollastonite : Variété de wollastonite riche en manganèse décrite en 1994 en tant qu'espèce mais déclassée en 2007 au rang de variété^[13]

Gîtologie

• La wollastonite se forme dans les calcaires impurs ou dans les dolomies soumis à des conditions de hautes températures et des pressions en présence de solution de silice. Dans la grande majorité des cas, la formation de la wollastonite est le résultat de la réaction suivante entre la calcite et la silice avec perte de dioxyde de carbone :

CaCO₃ + SiO₂ ${\displaystyle \rightarrow }$ CaSiO₃ + CO₂^[14].

• Elle se forme aussi dans les skarns ou au contact des roches métamorphiques.

Minéraux associés

Grenats, vésuvianite, diopside, trémolite, épidote, plagioclase, pyroxène et calcite.

Utilité

La wollastonite est très appréciée pour sa haute luminosité et sa blancheur, son faible taux d'humidité, sa possibilité d'absorption des huiles et enfin sa faible teneur en matières volatiles. Pour toutes ces raisons, la wollastonite est utilisée dans les céramiques, les produits de friction (freins et embrayages), et en produit de charge pour la peinture et les plastiques.

Production

En 2005, la Chine était le premier producteur mondial de wollastonite avec au moins 50 % de parts de marché, suivie par l'Inde et les États-Unis, suivant le rapport du « British Geological Survey ». Aux États-Unis, la wollastonite est exploitée à Willsboro, État de New York. Les dépôts ont également été exploités commercialement dans le nord ouest du Mexique (Fig. 3).

Galerie

• 
  Fig. 3 : Production mondiale de wollastonite
• 
  Fig. 4 : Wollastonite – Monte Somma, Italie (vue 18 mm)
• 
  Fig. 5 : Wollastonite – Tranomaro, Madagascar (22 cm x 12 cm)

Gisements remarquables

• Canada
  • Jeffrey mine, Asbestos, les Sources RCM, Estrie, Québec^[15]
• Espagne
  • Aroche, Huelva, Andalousie
• France
  • Lapanouse-de-Sévérac, Aveyron, Midi-Pyrénées : site d'anciennes scories^[16]
  • Saint-Maime-Volx, Alpes-de-Haute-Provence, Provence-Alpes-Côte d'Azur^[17]
• Italie
  • Monte Somma, Somma-Vésuve, Province de Naples, Campanie ; pour le polytype Wollastonite - 2M
• Madagascar
  • Ambindandrakemba, Commune de Tranomaro, District d'Amboasary, Région d'Anosy (Fort Dauphin), Province de Tuléar