CARBONATES

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Minéraux du groupe de l'aragonite

La structure de ces carbonates est orthorhombique. Dans l'aragonite, chaque ion calcium est coordiné à 9 ions oxygène, et chaque ion oxygène à 3 ions calcium. La coordinance 9 est caractéristique du groupe. Les ions calcium ont un arrangement approximativement hexagonal compact, qui donne naissance à une symétrie pseudo-hexagonale très marquée. Cela se reflète dans la macle pseudo-hexagonale qui est caractéristique de tous les membres du groupe. Les formes minéralogiques les plus fréquentes sont les formes pyramidale aciculaire, tabulaire, prismatique hexagonale, cette dernière résultant de l'intercroissance de trois individus maclés suivant la face du prisme, et dont les plans de base sont mis en commun.

Calcite et aragonite

Dessin : Calcite et aragonite

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

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Macle d'aragonite

Dessin : Macle d'aragonite

Macle pseudo-hexagonale de l'aragonite formée par l'intercroissance de trois individus. On remarquera que le plan de base est strié suivant trois directions différentes 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Aragonite

Le nom de ce minéral vient de l'Aragon, où la macle pseudo-hexagonale de l'aragonite fut observée pour la première fois.

L'aragonite a la même composition que la calcite. La substitution du strontium au calcium connaît seule une importance notable, les rayons ioniques de ces deux éléments étant très voisins.

L'aragonite précipite facilement à partir de solutions aqueuses de bicarbonate de calcium. En milieu marin, elle est généralement le carbonate de calcium chimiquement précipité. Bien que ce minéral soit métastable à température et pression ordinaires, sa transformation en calcite est alors très lente, les ions Mg2+ et SO24 de l'océan jouant le rôle de stabilisateurs vis-à-vis de l'aragonite. La courbe d'analyse thermique différentielle montre que la transformation de l'aragonite en calcite se traduit par un léger pic endothermique vers 450 0C, tandis que la décomposition du carbonate de calcium a lieu autour de 950 0C.

Souvent incolore, mais pouvant prendre des teintes variées sous l'effet de diverses impuretés, l'aragonite se distingue de la calcite par son poids spécifique supérieur et l'absence de clivage rhomboédrique. La réaction de Meigen est utilisée comme test chimique : quelques grains ou une poudre du minéral sont mis dans une solution de Co(NO3)2 portée à ébullition pendant quelques minutes. Rapidement, il apparaît une coloration lilas ou violette sur l'aragonite, alors que la calcite reste incolore ou devient légèrement bleue après une ébullition prolongée.

L'aragonite, moins stable que la calcite, est beaucoup moins fréquente que cette dernière. Elle constitue cependant la coquille de nombreux Lamellibranches et les tests de Céphalopodes ; elle est le constituant normal des perles, du corail... L'aragonite précipitée à partir de l'eau de mer donne naissance à des boues calcaires, certaines conditions hydrodynamiques peuvent même favoriser la formation d'oolithes. En pays calcaire, les stalactites des grottes et cavernes sont parfois constitués d'aragonite. Elle est, d'autre part, souvent associée au gypse dans certaines marnes et argiles. Elle peut apparaître également dans la zone d'oxydation des minerais sulfurés, où elle accompagne la calcite, la limonite et la malachite. Dans les roches volcaniques, andésites et basaltes, l'aragonite peut être un minéral secondaire qui apparaît dans de petites cavités. De beaux cristaux présentant la macle pseudo-hexagonale ont été trouvés à Molina (Aragon) en Espagne, à Bastennes dans le sud de la France, à Girgenti en Sicile.

Withérite

Le nom de ce minéral a été dédié à Withering, qui le découvrit et l'analysa pour la première fois, à la fin du xviiie siècle. Sa structure est semblable à celle de l'aragonite. Les cristaux, toujours maclés sur (110), prenant la forme de pyramides pseudo-hexagonales dues à l'intercroissance de trois individus, sont généralement incolores, blancs ou gris, selon que le minéral est pur ou que de petites quantités de calcium et de strontium se sont substituées au baryum. La courbe d'analyse thermique différentielle (qui présente deux pics endothermiques à 820 0C et 980 0C, correspondant respectivement aux transformations de ce minéral dans des formes α, rhomboédrique, et β, cubique) et la densité (4,3) sont caractéristiques. La withérite est soluble dans l'acide chlorhydrique avec effervescence. Ces solutions donnent un précipité de sulfate de baryum, lorsque l'on ajoute un peu d'acide sulfurique. Enfin la coloration verte observée dans la flamme est caractéristique du baryum.

La withérite est un minéral relativement rare, que l'on trouve généralement associé à la galène, l'anglé [...]

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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

Stalactites
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Écrit par :

  • : docteur en géologie
  • : 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

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Autres références

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Pour citer l’article

Marc DARDENNE, André JAUZEIN, « CARBONATES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/carbonates/