La limonite est non pas un minéral mais un ensemble d'oxydes et d'hydroxydes de fer divers et d'argiles. Les principaux composants sont la goethite et, en moindre teneur, la lépidocrocite. La limonite se présente en masses compactes poreuses, terreuses ou pulvérulentes, et elle colore les sols en brun ou jaunâtre à température ambiante ; avec une légère augmentation de la température, les sols deviennent rouges. Elle colore aussi naturellement les agates et dessine de jolies dendrites sur les plans de fracture des roches sédimentaires. La limonite se présente aussi en concrétions sphériques (oolithes et pisolites), en encroûtements ou en rognons mamelonnés à la surface noire et luisante. Elle peut pseudomorphoser des fossiles, comme les ammonites, en se substituant à d'autres minéraux de fer tels que la pyrite.
La limonite, qui répond en fait à la définition d'une roche puisqu'elle est formée d'une association de minéraux, dépend de deux types de genèse : une origine sédimentaire biochimique et une formation par altération d'autres minéraux de fer préexistants.
Roche sédimentaire, la limonite apparaît par précipitation du fer ferrique (Fe3+) à partir d'eaux acides riches en matière organique et en clastes. Ainsi, les oolithes (de 0,5 à 1 mm de diamètre) ou les pisolites (de diamètre supérieur à 2 mm) de limonite se forment dans des marais ou des zones lacustres (de profondeur comprise entre 0 et 12 m), où le fer en suspension précipite en minces couches concentriques autour d'un noyau (claste) sous l'action de bactéries spécifiques – la limonite est aussi appelée « fer des marais ». Ce processus a donné, par exemple, le minerai de fer de Lorraine (la minette) d'âge aalénien (environ — 180 millions d'années).
La limonite résulte aussi de l'altération de gisements métallifères sulfurés, dits « chapeaux oxydés ». Ces formations résultent de la dissolution des sulfates et des carbonates dans la zone comprise entre la surface et le niveau hydrostatique. Leur épaisseur dépend du clim […]
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