Staurolite

La staurolite ou staurotide est une espèce minérale du groupe des silicates et du sous-groupe des nésosubsilicates, de formule (Fe,Mg,Zn,Co)_1,5-2Al₉(SiO₄)₄O₆(O,OH)₂ avec des traces de Ti, Cr, Mn, Co et Li. Elle cristallise dans le système cristallin monoclinique. Les cristaux peuvent atteindre jusqu'à 12 cm^[3].

Classe de Strunz

9.AF.30

Classe de Dana

52.02.03.01

Formule chimique(Fe,Mg,Zn,Co)_1,5-2Al₉(SiO₄)₄O₆(O,OH)₂

Masse formulaire^[2]811,884 ± 0,012 uma
H 0,29 %, Al 28,91 %, Fe 9,63 %, Li 0,09 %, Mg 0,3 %, O 47,3 %, Si 13,49 %,

Faits en bref Général, Classe de Strunz ...

Général
Staurolite Catégorie IX : silicates^[1]
Staurolite Russie
Classe de Strunz	9.AF.30 9 SILICATES 9.A Nésosilicates 9.AF nésosilicates avec anions supplémentaires ; 9.AF.30 Staurolite (Fe++,Mg)2Al9(Si,Al)4O20(O,OH)4 groupe d'espace C 2/m groupe ponctuel 2/m 9.AF.30 Magnesiostaurolite [ ]4Mg4Al16(Al,[ ])2Si8O40[O6,(OH)2] groupe d'espace C 2/m groupe ponctuel 2/m 9.AF.30 Zincostaurolite [ ]4Zn4Al16(Al,[ ])2Si8O40[O6,(OH)2] groupe d'espace C 2/m groupe ponctuel 2/m
Classe de Dana	52.02.03.01 Orthosilicates 52. Groupes SiO₄ insulaires avec O, OH, F ou H₂
Formule chimique	H_2.3Al_8.7Fe_1.4Li Mg O₂₄Si_3.9 (Fe,Mg,Zn,Co)_1,5-2Al₉(SiO₄)₄O₆(O,OH)₂
Identification
Masse formulaire^[2]	811,884 ± 0,012 uma H 0,29 %, Al 28,91 %, Fe 9,63 %, Li 0,09 %, Mg 0,3 %, O 47,3 %, Si 13,49 %,
Couleur	brun, brun rougeâtre, brun jaunâtre, noir brunâtre, brun jaune, jaune pâle, jaune brun, bleu
Système cristallin	monoclinique
Réseau de Bravais	centré C
Classe cristalline et groupe d'espace	prismatique, C2/m
Macle	cruciformes communes, par rotation autour de [013] : « croix grecque », de [313] : « croix de St André » ; ces macles peuvent être associées ou répétées : macles triples, macles cycliques.
Clivage	distinct sur {010}
Cassure	irrégulière, conchoïdale, esquilleuse
Habitus	cristaux, grenus, massif
Faciès	prismatique (combinaisons du prisme et de pinacoïdes)
Échelle de Mohs	7 - 7,5
Trait	gris
Éclat	vitreux à résineux
Propriétés optiques
Indice de réfraction	a=1,736-1,747, b=1,74-1,754, g=1,745-1,762
Biréfringence	Biaxe (+) ; bire = 0,0090-0,0150
Angle 2V	84-88° (calculé) 88° (mesuré)
Pléochroïsme	x = incolore, jaune pâle, orangé ; y = incolore, jaune pâle, orangé
Fluorescence ultraviolet	aucune
Transparence	transparent, translucide, opaque
Propriétés chimiques
Densité	3,7
Fusibilité	ne fond pas
Solubilité	partiellement soluble dans H₂SO₄
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

Elle a été décrite en 1792 par le minéralogiste français Jean-Claude Delamétherie, qui lui a donné le nom de staurolite, du grec σταυρός / staurós, « pieu pour une palissade », « pieu pour le supplice », d'où « croix », issu de la racine indoeuropéenne sta, « être debout ». René Just Haüy a tenté de la rebaptiser staurotide, mais l'antériorité de Delamétherie a été reconnue^[4].

Topotype

Il n’existe pas de topotype reconnu pour cette espèce.

Synonymie

Croisette (René Just Haüy)^[5]
Granatite : dérive de « Granatenart » des auteurs allemands et que Jean-Claude Delamétherie considérait au début du XIX^e siècle comme une variété rouge de staurolite^[6]
Pierre de croix (Romé de L'Isle)^[7]
Schorl cruciforme (Romé de L'Isle)
Staurotide (René Just Haüy)^[8]

Caractéristiques physico-chimiques

Variétés et mélanges

Lusakite : variété de staurolite riche en cobalt de formule (Fe,Mg,Co)₂Al₉Si₄O₂3OH. Le nom est inspiré du topotype de la variété : Lusaka, Zambie^[9].
Zincian staurolite : variété de staurolite riche en zinc^[10].

Cristallographie

La staurolite cristallise dans le système cristallin monoclinique, de groupe d'espace C2/m, avec Z=1 unité formulaire par maille conventionnelle. Ses paramètres de maille sont $a$ = 7,88 Å, $b$ = 16,63 Å, $c$ = 5,66 Å et β = 90,06°^[11], conduisant à un volume de la maille V de 741,71 Å³ et une masse volumique calculée de 3,73 g/cm³.

Structure de la staurolite projetée sur le plan (a,b) (vue en perspective). Rouge et orange : Fe, gris : Al, jaune : Si, bleu : O. Les atomes d'hydrogène ne sont pas représentés.
Structure de la staurolite projetée sur le plan (a,c) (vue en perspective). Rouge et orange : Fe, gris : Al, jaune : Si, bleu : O. Les atomes d'hydrogène ne sont pas représentés.

Propriétés physiques

Les macles de la staurolite

« croix de saint André »
« croix grecque »
trois cristaux maclés en roue

Les macles cruciformes de la staurolite sont des macles d'interpénétration de cristaux produites par rotation autour de l'un des axes binaires du réseau rhombique^[12]^,^[13] :

la macle à « croix de saint André » a l'indice de macle 12 et est obtenue par rotation de 180° autour de l'axe [313] ou de 120° autour de l'axe [102] ;
la macle à « croix grecque » a l'indice de macle 6 et est obtenue par rotation de 90° autour de l'axe [100] ou de 180° autour de l'axe [013].

La macle à croix de saint André est plus fréquente à cause d'une sous-structure commune aux cristaux maclés plus importante que dans la macle à croix grecque^[14].

En 2019 une nouvelle macle par réflexion sur le plan (202) a été découverte et appelée Macle de Coray, du nom de la commune du Finistère où elle a été trouvée^[15].

Gîtes et gisements

Les « pierres de Coadry », dont celle en croix de Saint-André (à gauche, appelée « croisette de Bretagne ») qui est associée à de nombreuses légendes.

Deux filons traversent l'intérieur de la Cornouaille ; l'un va de Plogonnec à Guiscriff, les affleurements étant abondants près de Coadry dans la commune de Scaër ; le second gisement se trouve dans le triangle Baud - Locminé - Saint-Allouestre, aussi en Bretagne.

Gîtologie et minéraux associés

Gîtologie: Dans les roches alumineuses du métamorphisme de contact, micaschistes et gneiss
Minéraux associés: cyanite, les grenats, andalousite, sillimanite, les tourmalines.

Exploitation des gisements

Utilisations: Les pierres gemmes peuvent être taillées.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

Brésil

Mine de Rocha Mineração, Itabira, Iron Quadrangle, Minas Gerais^[16]

États-Unis

Cook Road Staurolite locality, Windham, Comté de Cumberland, Maine^[17]

France

Coray, Finistère, Bretagne^[18]
Le Lavandou, Bormes-les-Mimosas, Var, Provence-Alpes-Côte d'Azur^[19]

Russie

Pestsovye Keivy, Péninsule de Kola, Murmanskaja Oblast

Suisse

Alpe Sponda - Pizzo Forno, Val Chironico, Leventina, Tessin^[20]

Forme gemme - Suisse
Staurolite taillée - Brésil

Notes et références

[1]
La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
[2]
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
[3]
(en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Silica, Silicates, vol. II, Mineral Data Publishing, 1995.
[4]
Jean-Claude de La Métherie (extrait par), « Tableau comparatif : Des résultats de la cristallographie et de l'analyse chimique relativement à la classification des minéraux ; par M. l'abbé Haüy », Journal de physique, de chimie, d'histoire naturelle et des arts, Paris, Cuchet, vol. LXIX,‎ juillet 1809, p. 76 (ISSN 1770-6483, lire en ligne).
[5]
Une société de naturalistes et d'agriculteurs, Nouveau dictionnaire d'histoire naturelle : appliquée aux arts, principalement à l'agriculture, à l'économie rurale et domestique, t. XXI, Paris, imp. de Crapelet, 1803, 571 p. (BNF 34008854, lire en ligne), p. 218.
[6]
Jean-Claude de La Métherie, Leçons de minéralogie données au Collège de France, t. 2^d, Paris, V^ve Courcier, 1812, in-8° (BNF 30728833, lire en ligne), « Trente-unième leçon : quatrième genre des alumino-silicites », p. 121.
[7]
Jean-Baptiste Louis de Romé de L'Isle, Cristallographie : ou Description des formes propres à tous les corps du règne minéral dans l'état de combinaison saline, pierreuse ou métallique, vol. 2, Paris, Impr. de Monsieur, 1783, 2^e éd., in-4° (BNF 31240944, lire en ligne), p. 435.
[8]
Alfred Des Cloizeaux, Manuel de minéralogie, t. 1^er, Paris, Dunod, 1862, L-572 p., ill. (BNF 37258729, lire en ligne), p. 182.
[9]
(en) C.M. Ward, « Magnesium staurolite and green chromian staurolite from Fiordland. New Zealand », American Mineralogist, vol. 69, n^os 5-6,‎ 1984, p. 531-532 (lire en ligne).
[10]
(en) D.G. Thorpe et D.M. Burt, « A unique chloritoid-staurolite schist from near Squaw Peak, AZ », Arizona Geological Society Digest, Arizona Geological Society, vol. 12,‎ 1980, p. 193-200.
[11]
ICSD n^o 53151 ; (en) F.C. Hawthorne, L. Ungaretti, R. Oberti, F. Caucia et A. Callegari, « The crystal chemistry of staurolite. I. Crystal structure and site populations », The Canadian Mineralogist, vol. 31, n^o 3,‎ 1993, p. 551-582.
[12]
(en) V.J. Hurst, J.D.H. Donnay et G. Donnay, « Staurolite twinning », Mineralogical Magazine, n^o 31,‎ 1956, p. 145-163 (ISSN 0026-461X).
[13]
(en) Massimo Nespolo et Giovanni Ferraris, « Overlooked problems in manifold twins: twin misfit in zero-obliquity TLQS twinning and twin index calculation », Acta Cryst. A, vol. 63, n^o 3,‎ 2007, p. 278-286 (DOI 10.1107/S0108767307012135).
[14]
(en) Mohamed-Amine Marzouki, Bernd Souvignier et Massimo Nespolo, « The staurolite enigma solved », Acta Cryst. A, vol. 70, n^o 4,‎ 2014, p. 348-353 (DOI 10.1107/S2053273314007335)
[15]
(en) Massimo Nespolo et Yves Moëlo, « Structural interpretation of a new twin in staurolite from Coray, Brittany, France », European Journal of Mineralogy, vol. 31, n^o 4,‎ 2019, p. 785-790 (DOI 10.1127/ejm/2019/0031-2849)
[16]
(de) Paulo Henrique Da Silva Lopes, Júlo Cesar Mendes et Hubert Roeser, « Ein neues Smaragdvorkommen in Brasilien : Die Rocha Mineração Mine in Minas Gerais », Der Aufschluss, vol. 59, n^o 5,‎ 2008, p. 301-315 (résumé).
[17]
(en) Vandall T. King et Eugene E. Foord, Mineralogy of Maine, 1994, 2000, 418, 524, 2 vol. (présentation en ligne).
[18]
Roland Pierrot, Louis Chauris et Claude Laforêt, Inventaire minéralogique de la France, vol. 3 : Finistère : 29, Paris, Éditions du BRGM, 1973, 117 p., 24 cm (BNF 35124534).
[19]
Gilbert Mari, Mines et minéraux de la Provence cristalline : Maures, Estérel, Tanneron, Nice, Serre, 1979, 258 p., ill. en noir et en coul., couv. ill. en coul. ; 20 cm (ISBN 2-86410-007-X, BNF 34654479).
[20]
(de) H.A. Stalder, A. Wagner, S. Graeser et P. Stuker, Mineralienlexikon der Schweiz, Bâle, Wepf, 1998, 579 p. (ISBN 3-85977-200-7, BNF 37558906), p. 385.