CARBONATES

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Caractéristiques des carbonates naturels

Caractéristiques des carbonates naturels
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Calcite et aragonite

Calcite et aragonite
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Cristaux de calcite

Cristaux de calcite
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Stalactites

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Minéraux du groupe de la calcite

La structure de la calcite, dont les autres minéraux du groupe sont isostructuraux, a été décrite pour la première fois par Bragg en 1937 ; elle peut se déduire de celle du chlorure de sodium (halite), en imaginant des ions calcium à la place des ions sodium, des ions carbonate à la place des ions chlore, en imaginant aussi que la structure cubique est comprimée suivant l'un des axes ternaires A3 de telle façon que les faces forment entre elles des angles de 740 55′ (au lieu de 900 dans le cube). A3 devient alors l'axe unique, perpendiculaire à des plans peuplés alternativement d'ions Ca2+ et d'ions CO23 ; ceux-ci étant eux-mêmes des plans remplaçant des ions Clsphériques, la symétrie devient ainsi rhomboédrique. Chaque ion calcium est coordiné à 6 ions oxygène et chaque ion oxygène est coordiné à 2 ions calcium.

Calcite et aragonite

Calcite et aragonite

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Arrangement des groupes CO3 par rapport à Ca dans la structure de la calcite (a) et de l'aragonite (b) (d'après Bragg, 1937) 

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Calcite

À la structure de ce minéral, qui vient d'être décrite (groupe de symétrie : 3̄ m) peuvent correspondre des formes cristallines très variées (près de 300 formes différentes ont été reconnues) et souvent très complexes. Les plus fréquentes sont celles du rhomboèdre, du prisme et du scalénoèdre ; toutes les combinaisons entre ces formes sont possibles.

Cristaux de calcite

Cristaux de calcite

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Principales formes cristallines de la calcite 

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Propriétés physico-chimiques

La plupart des calcites naturelles approchent la composition du carbonate de calcium pur : CaO, 56 p. 100 ; CO2, 44 p. 100. La substitution de cations métalliques est cependant possible dans les limites permises par leurs rayons ioniques respectifs (manganèse, fer ferreux, strontium, baryum, magnésium), donnant naissance à des produits intermédiaires entre les composés purs. La solubilité de la calcite dans l'eau augmente rapidement lorsque la pression de CO2 croît, mais diminue tout aussi rapidement lorsque la température augmente. En milieu marin, la possibilité de précipitation chimique de la calcite va se traduire par l'équilibre :

La réaction d'échange des isotopes de l'oxygène 18O et 16O entre la calcite et l'eau à partir de laquelle ce minéral précipite est [...]

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Écrit par :

  • : professeur à la faculté des sciences de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, directeur du laboratoire de géologie de l'École normale supérieure de Paris
  • : docteur en géologie

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Pour citer l’article

André JAUZEIN, Marc DARDENNE, « CARBONATES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/carbonates/