Brookite

La brookite est une espèce minérale formée de dioxyde de titane de formule TiO₂ avec des traces : fer, tantale, niobium. Les cristaux sont typiquement tabulaires, allongés et striés, pouvant atteindre 12 cm^[3]. Elle possède la même composition chimique que la rutile et l'anatase mais cristallise dans le système orthorhombique.

Brookite Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1]
Brookite sur quartz, Pakistan
Général
Classe de Strunz	4.DD.10 4 OXYDES et HYDROXYDES  4.D Métal:Oxygène = 1:2 et apparentés   4.DD avec cations moyens ; cadres d'octaèdres à arrêtes partagées    4.DD.10 Brookite TiO2 groupe d'espace Pcab groupe ponctuel 2/m 2/m 2/m
Classe de Dana	4.4.5.1 Oxydes 4. Oxydes simples 4.4.5.1 Brookite TiO2
Formule chimique	O2Ti TiO2
Identification
Masse formulaire[2]	79,866 ± 0,002 uma O 40,07 %, Ti 59,93 %,
Couleur	brun, brun rougeâtre, noir, brun jaune, orange
Système cristallin	orthorhombique
Réseau de Bravais	primitif P
Classe cristalline et groupe d'espace	dipyramidale, Pbca
Clivage	indistinct sur {120}
Cassure	subconchoïdale, irrégulière
Habitus	tabulaire, lamellaire, prismatique, bipyramidal, pseudohexagonal ; cristaux à face striée
Échelle de Mohs	de 5,5 à 6
Trait	blanc, gris, jaunâtre, blanc gris
Éclat	adamantin, submétallique
Propriétés optiques
Indice de réfraction	a=2,583-2,584 b=2,584-2,588 g=2,705-2,741
Biréfringence	biaxe (+), 0,1220-0,1570
Angle 2V	12-20°
Fluorescence ultraviolet	aucune
Transparence	transparente à translucide
Propriétés chimiques
Densité	de 4,08 à 4,2
Température de fusion	entre 1830 et 1850°C °C
Impuretés	Fe, Ta, Nb
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

La brookite fut décrite par le minéralogiste français Armand Lévy (1795-1841) en 1825 et dédiée à Henry-James Brooke (1771-1857), minéralogiste anglais^[4].

Synonymie

• Eumanite (Shepard, 1851)^[5]
• Jurinite (Soret, 1822), dédiée à Louis Jurine (1751-1819), naturaliste et collectionneur genèvois
• Pyromélane (Shepard, 1856)^[6]

Topotype

Le gisement topotype se trouve entre Beddgelert et Tremadoc, à 8 miles de Snowden, Gwynnedd, Pays de Galles.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La brookite forme des cristaux tabulaires allongés sur {010} et striés, transparents à translucides, de couleur variant du brun foncé à l'orange et d'éclat adamantin à submétallique. Elle présente une biréfringence biaxiale. Son trait varie du gris au blanc et peut avoir des teintes jaunâtres. Elle présente un clivage indistinct sur {120}. Sa cassure est subconchoïdale et irrégulière. Les cristaux présentent souvent, en inclusion, une trace noire en sablier ou en chapelet.

Sa dureté est entre 5,5 et 6 sur l'échelle de Mohs. Elle fond entre 1 830 °C et 1 850 °C^[7].

Variété

• Arkansite : variété d'habitus trouvée dans l'Arkansas qui a inspiré son nom^[8].

Cristallochimie

L'anatase, le rutile et la brookite sont les trimorphes de TiO₂.

Cristallographie

Structure cristalline de la brookite

La brookite cristallise dans le système cristallin orthorhombique, avec le groupe d'espace Pbca et Z = 8 unités formulaires par maille. Ses paramètres de maille sont ${\displaystyle a}$ = 9,184 Å, ${\displaystyle b}$ = 5,447 Å et ${\displaystyle c}$ = 5,145 Å^[9], donnant lieu à un volume de maille V = 257,38 Å³ et une masse volumique calculée de 4,12 g/cm³.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

La brookite se trouve :

• dans les fentes alpines gneiss et schistes ;
• dans les contacts métamorphiques et les filons hydrothermaux.

Elle est associée aux minéraux anatase, calcite, chlorite, hématite, muscovite, orthoclase, quartz, rutile et titanite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

• Autriche
  • Dorferalm, Dorfertal, Prägraten, Virgental, Osttirol, Tyrol^[10]
• Brésil
  • Diamantina, Vallée de Jequitinhonha, Minas Gerais^[11]
• États-Unis
  • Magnet Cove, Comté de Hot Spring, Arkansas (produit la variété arkansite)
  • Ellensville, Comté d'Ulster, New York
• France

  Saint-Christophe-en-Oisans, Bourg d'Oisans, Isère, Rhône-Alpes^[12]

• Italie
  • Monte Bregaceto, Borzonasca, Gène, Ligurie^[13]
• Norvège
  • Dyrfonni (Dyrefonni), Viveli, Eidfjord, Hardangervidda, Hordaland^[14]
• Russia
  • Atliansk, Miass (Miask), Monts Ilmen, sud de l'Oural
  • Dodo Mine, Tyumenskaya Oblast', nord de l'Oural, Ouest de la Sibérie (très grand cristaux)^[15]
• Suisse
  • Griesserental, Maderanertal, Uri
  • Salvan, Val du Trient, Valais