Vanadinite

Vanadinite[1] Catégorie VIII : phosphates, arséniates, vanadates[2]
Vanadinite
Général
Classe de Strunz	08.BN.05 8 PHOSPHATES, ARSENATES, VANADATES  8.B Phosphates, etc. with Additional Anions, without H2O   8.BN With only large cations, (OH, etc.):RO4 = 0.33:1    8.BN.05 IMA2008-068 Ca2Pb3(PO4)3F Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Phosphohedyphane Ca2Pb3(PO4)3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 IMA2008-009 Sr5(PO4)3F Space Group P 63/m Point Group 6/m 2/m 2/m    8.BN.05 Alforsite Ba5(PO4)3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Apatite Ca5(PO4)3(OH,F,Cl) Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Belovite-(Ce) (Sr,Ce,Na,Ca)5(PO4)3(OH) Space Group P 3 Point Group 3    8.BN.05 Belovite-(La) (Sr,La,Ce,Ca)5(PO4)3(F,OH) Space Group P 3 Point Group 3    8.BN.05 Fermorite (Ca,Sr)5(AsO4,PO4)3(OH) Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Johnbaumite Ca5(AsO4)3(OH) Space Group P 63/m,P 63 Point Group Hex    8.BN.05 Apatite-(CaOH) Ca5(PO4)3(OH) Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Apatite-(CaCl) Ca5(PO4)3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Carbonate-fluorapatite? Ca5(PO4,CO3)3F Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Carbonate-hydroxylapatite? Ca5(PO4,CO3)3(OH) Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Clinomimetite Pb5(AsO4)3Cl Space Group P 21/b Point Group 2/m    8.BN.05 Apatite-(CaF) Ca5(PO4)3F Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Fluorcaphite (Ca,Sr,Ce,Na)5(PO4)3F Space Group P 63 Point Group 6    8.BN.05 Hedyphane Ca2Pb3(AsO4)3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Mimetite Pb5(AsO4)3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Apatite-(SrOH) (Sr,Ca)5(PO4)3(F,OH) Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Morelandite (Ba,Ca,Pb)5(AsO4,PO4)3Cl Space Group P 63/m,P 63 Point Group Hex    8.BN.05 Pyromorphite Pb5(PO4)3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Vanadinite Pb5(VO4)3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Svabite Ca5(AsO4)3F Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Turneaureite Ca5[(As,P)O4]3Cl Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Hydroxylpyromorphite Pb5(PO4)3OH Space Group P 63/m Point Group 6/m    8.BN.05 Apatite-(CaOH)-M (Ca,Na)5[(P,S)O4]3(OH,Cl) Space Group P 21/b Point Group 2/m    8.BN.05 Deloneite-(Ce) NaCa2SrCe(PO4)3F Space Group P 3 Point Group 3    8.BN.05 Kuannersuite-(Ce) Ba6Na2REE2(PO4)6FCl Space Group P 3 Point Group 3
Classe de Dana	41.08.04.03 Phosphates, arséniates et vanadates 41. Phosphates sans H2O (avec hydroxyl ou halogène) 41.8.4/ Groupe de l'apatite, sous-groupe contenant du plomb
Formule chimique	ClO12Pb5V3 Pb5(VO4)3Cl
Identification
Masse formulaire[3]	1 416,3 ± 0,5 uma Cl 2,5 %, O 13,56 %, Pb 73,15 %, V 10,79 %,
Couleur	rouge, rouge orange, rouge brunâtre, jaune, blanc, incolore, brun, jaunâtre pâle, brun rouge, orange
Système cristallin	hexagonal
Réseau de Bravais	primitif P
Classe cristalline et groupe d'espace	dipyramidale 6/m ; P63/m (n^o 176) hexagonal Hermann-Mauguin : ${\displaystyle P\ 6_{3}/m\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle C_{6h}^{2}\,}$
Clivage	aucun
Cassure	conchoïdale, irrégulière
Faciès	prismatique, aciculaire, squelettique
Échelle de Mohs	2,75 à 3
Trait	blanc, jaunâtre, brunâtre, blanc jaunâtre
Éclat	subadamantin, subrésineux, gras
Propriétés optiques
Biréfringence	Δ= 0,0660 ; uniaxe négatif
Fluorescence ultraviolet	aucune
Transparence	translucide à opaque
Propriétés chimiques
Densité	6,8 à 7,1
Solubilité	soluble dans l'acide nitrique
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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La vanadinite est une espèce minérale composée de chlorovanadate de plomb de formule Pb₅(VO₄)₃Cl, avec des traces de phosphate, d'arséniate et de calcium. Les cristaux peuvent atteindre 14 cm[4].

Historique de la description et appellations

Vanadinite sur pyrolusite, Taouz, Maroc

Inventeur et étymologie

La vanadinite fut découverte par Andrés Manuel del Río, un minéralogiste espagnol professeur à l'École des Mines du Mexique. Une analyse faite en 1801 isola 14,8 % d'un oxyde d'un nouveau métal, qui fut alors baptisé érythronium. Le minéral nouveau a pris le nom de « plomb brun ». La première description est due au minéralogiste français Alexandre Brongniart en 1807, mais ce dernier pensait avoir affaire à du chrome à la place du vanadium[5]. Peu de temps après que Sefström ait découvert le vanadium (en 1830 dans le gisement de fer de Taberg, Suède), Wöhler montra que le minéral trouvé par del Rio était un vanadate. La description du minéral fut reprise par le minéralogiste allemand Rose en 1833[6] mais c'est la description du minéralogiste allemand Franz Ritter von Kobell en 1838 qui fait référence[7] ; le nom découle de la composition chimique où domine le vanadium.

Topotype

Le topotype est à Zimapán, Mun. de Zimapán, État de Hidalgo, Mexique.

Synonymes

• Chromate de plomb brun (Brongniart, 1807)
• Johnstonite (Chapman)
• Plomb brun

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La couleur de la vanadinite peut varier du jaune au brun, en passant par l'orange et le rouge. Il existe aussi des spécimens blancs ou incolores. La vanadinite peut être translucide ou opaque ; son éclat est subadamantin, subrésineux et gras. Son trait peut être blanc, jaune ou brunâtre. Sa cassure est irrégulière et conchoïdale. La vanadinite est soluble dans les acides chlorhydrique et nitrique.

Variétés et mélanges

• Cuprovanadite (Adam, 1869). Variété de vanadinite riche en cuivre de formule (Cu,Pb)₅(VO₄)₃Cl.
• Endlichite (Vom Rath, 1885)[8]. Initialement décrite comme une espèce, nommée en hommage à Frederick Miller Endlich, elle est regardée aujourd'hui comme une variété de vanadinite riche en arsenic de formule Pb₅[(As,V)O₄]₃Cl. Le gisement topotype est Hillsboro, District d'Hillsboro, Comté de Sierra, Nouveau-Mexique, États-Unis.

Cristallochimie

La vanadinite appartient au super-groupe de l'apatite et plus précisément au sous-groupe de la pyromorphite :

Sous-groupe de la pyromorphite

Minéral	Formule	Groupe ponctuel	Groupe d'espace
Mimétite	Pb5(AsO4)3Cl	6/m	P63/m
Pyromorphite	Pb5(PO4)3Cl	6/m	P63/m
Vanadinite	Pb5(VO4)3Cl	6/m	P63/m

La vanadinite forme une série avec la mimétite et, de façon moins complète, avec la pyromorphite.

Cristallographie

Structure de la vanadinite, projetée le long de la direction c. Gris : plomb, vert : chlore, bleu : oxygène, orange : tétraèdres VO₄.

La vanadinite cristallise dans le système cristallin hexagonal, avec le groupe d'espace P6₃/m (Z = 2 unités formulaires par maille) et les paramètres de maille à température ambiante ${\displaystyle a}$ = 10,299 Å et ${\displaystyle c}$ = 7,308 Å (volume de la maille V = 671,3 Å^3)[9]. Sa masse volumique calculée est 7,01 g/cm^3.

Les cations V^5+ sont en coordination tétraédrique d'oxygène. Les cations Pb^2+ sont distribués sur deux sites non-équivalents : Pb1 est entouré de 9 anions O^2−, Pb2 a une coordination (6+2) d'O^2− et de Cl^−. Les anions Cl^− sont en coordination octaédrique de plomb. Les longueurs de liaison moyennes sont V-O = 1,711 Å, Pb1-O = 2,719 Å, Pb2-O = 2,664 Å et Pb2-Cl = 3,145 Å.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

Ce minéral d'oxydation se rencontre principalement dans le chapeau de fer des gisements plombifères, le vanadium provenant soit de l'oxydation de sulfures vanadifères, soit de l'encaissant par lessivage de silicates.

Ses minéraux associés sont l'anglésite, la barite, la calcite, la cérusite, la descloizite, la mimétite, la mottramite, des oxydes de fer, la pyromorphite et la wulfénite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

• Algérie

Saida, wilaya d'Oran[10]

• Congo

Brazzaville (Renéville, Djoué), département de Brazzaville[10]

• France

Les Farges, Ussel, Corrèze, Limousin[11]

Carrière L'Hermie, Port-d'Agrès, Decazeville, Aveyron, Midi-Pyrénées

• Gabon

Mine de Mounana, Franceville, province du Haut-Ogooué[12]

• Italie

Monte Trisa, Val Mercanti, Torrebelvicino, Vicence, Vénétie[13]

• Mexique

Mine Ojuela Mine, Mapimí, Mun. de Mapimí, Durango (endlichite)

Zimapán, Mun. de Zimapán, État d'Hidalgo (topotype)

• Maroc

Mine de Mibladen, sous-région de Midelt, Province de Midelt, Meknès-Tafilalet

Taouz, province d'Errachidia, Région de Meknès-Tafilalet

Touissit, région de l'Oriental (endlichite)

Exploitation des gisements

On exploite la vanadinite comme minerai de vanadium, notamment pour durcir l'acier.

Galerie

• 
  Mibladene Maroc.
• 
  Variété Endlichite - Touissit Maroc.
• 

Notes et références

1. (en) Yongshan Dai et John M. Hughes, « Crystal structure refinements of vanadinite and pyromorphite », The Canadian Mineralogist, vol. 27, n^o 2,‎ 1989, p. 189-192
2. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Arsenates, Phosphates, Vanadates, vol. IV, Mineral Data Publishing, 2000
5. Alexandre Brongniart, Traité élémentaire de minéralogie, 2 volumes, 8vo, Paris: 2, 1807, p. 204
6. (de) Rose, dans Annalen der Physik, Halle, Leipzig, volume 29, 1833, p. 455
7. (de) F.R. von Kobell, Grundzüge der Mineralogie, Nürnberg, 1838, p. 283
8. (en) Genth et vom Rath, dans Proceedings of the American Philosophical Society, vol. 22, 1885, p. 367
9. ICSD No. 160 601 ; (en) F. Laufek, R. Skala, J. Haloda et I. Cisarova, « Crystal structure of vanadinite: refinement of anisotropic displacement parameters », International Journal of Inorganic Materials, vol. 51, n^o 3,‎ 2006, p. 271-275
10. (en) Charles Palache, Harry Berman et Clifford Frondel, The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837–1892, vol. II : Halides, Nitrates, Borates, Carbonates, Sulfates, Phosphates, Arsenates, Tungstates, Molybdates, etc., New York (NY), John Wiley & Sons, 1951, 7^e éd., 1124 p., p. 897
11. (en) A. Brousse, « Famous Mineral Localities. Les Farges mine », The Mineralogical Record, vol. 13, n^o 5,‎ 1982, p. 261-268
12. Mineral. Rec. (1975) 6 (5), 237-252.
13. (it) S. Pegoraro, P. Orlandi, P. Chiereghin et A. Contin, « I minerali del Monte Trisa (Torrebelvicino, Vicenza) », Rivista Mineralogica Italiana, vol. 3,‎ 2009, p. 160-179