Célestine
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La célestine est une espèce minérale composée de sulfate de strontium SrSO4, avec des traces de Ba et Ca. Il s'agit d'un minéral relativement abondant, typique des évaporites, mais aussi des milieux hydrothermaux.
| Célestine Catégorie VII : sulfates, sélénates, tellurates, chromates, molybdates, tungstates[1] | |
 Célestine - Sakoany, Madagascar | |
| Général | |
|---|---|
| Numéro CAS | |
| Classe de Strunz | 7.AD.35
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| Classe de Dana | 28.3.1.2
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| Formule chimique | Sr[SO4] |
| Identification | |
| Masse formulaire[2] | 183,68 ± 0,02 uma O 34,84 %, S 17,46 %, Sr 47,7 %, |
| Couleur | le plus souvent incolore (cristaux purs), blanc, parfois bleu blanc, bleu ciel ou pâle, bleu clair, bleu, bleu violet, vert, et souvent jaune, jaunâtre, rouge clair, rougeâtre, brun, brun rouge dans les masses évaporitiques impures. |
| Système cristallin | orthorhombique |
| Réseau de Bravais | primitif P |
| Classe cristalline et groupe d'espace | dipyramidale - Pnma |
| Macle | sur {210}, et {110} |
| Clivage | basal parfait sur {001}, bon sur {201} |
| Cassure | irrégulière |
| Habitus | cristaux prismatiques aplatis ou allongés, moins souvent tabulaires, parfois pyramidaux, fibreux, agrégats radiés ou parallèles, parfois en masse grenue (druses), en masses concrétionnées spathiques, rarement granulaire, en masse compacte, parfois fibreuse, granuleuse blanche, en nodule globulaire, géode |
| Échelle de Mohs | 3 - 3,5 |
| Trait | blanc |
| Éclat | vitreux, nacré, perlé sur le plan de clivage |
| Propriétés optiques | |
| Indice de réfraction | α=1,621-1,622 β=1,623-1,624 γ=1,630-1,632 |
| Biréfringence | Δ=0,009-0,010 ; biaxe positif |
| Angle 2V | 50° |
| Pléochroïsme | incolore |
| Fluorescence ultraviolet | fluorescence, luminescence bleuâtre ou blanc verdâtre, parfois thermoluminescence, très souvent par inclusions ou impuretés organiques |
| Transparence | transparent à translucide |
| Propriétés chimiques | |
| Densité | 3,96 (3,9 à 4) |
| Fusibilité | fond difficilement en colorant la flamme en rouge |
| Solubilité | très faiblement soluble dans l'eau, et les acides |
| Propriétés physiques | |
| Magnétisme | aucun |
| Radioactivité | aucune |
| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |
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La célestine doit son nom à sa couleur délicate, parfois bleue pâle, notamment à celle des premiers échantillons qui furent découverts[3]. Son nom provient du mot latin caelestis signifiant céleste[4] lui même dérivé du mot latin caelum désignant le ciel[5].
La célestine (pôle strontium) donne un isomorphisme complet avec la barytine (pôle baryum). Le sulfate de strontium donne en effet des solutions solides avec le sulfate de baryum, soit la barytine ou baryte, ainsi qu'avec le sulfate de calcium ou anhydrite. Elle fait partie du groupe de la baryte. Paradoxalement la couleur bleu pâle qui semble la caractériser n'est pas la plus couramment rencontrée.
Caractéristiques physico-chimiques
modifierIl s'agit d'un solide cristallin, de masse molaire 183,69 g/mol et de maille orthorhombique, souvent incolore, parfois blanc, de diverses nuances bleu blanc ou pâle, bien plus rarement bleu clair, bleu, bleu violet, vert. La célestine se présente sous forme de cristaux prismatiques aplatis ou allongés, moins souvent sous forme de tablettes. Les beaux cristaux tabulaires sont souvent les plus recherchés.
Ce minéral forme des masses rocheuses d'évaporites, assez denses et fragiles, parfois fibreuses, très souvent colorées par des impuretés en jaune, jaunâtre, bleu-vert, rouge clair, rougeâtre, brun, brun rouge...
Les belles pièces de collections sont le plus souvent trop tendres et fragiles pour être taillées facilement afin d'être portées. Mais il n'est pas rare de trouver des pièces taillées en pierres fines et préparées en cabochons ou en facettes, par exemple à partir des gros échantillons du lac Érié[6].
La célestine est très faiblement soluble dans l'eau et légèrement soluble dans l'acide sulfurique dilué, ainsi que la plupart des acides forts dilués. La solubilité dans l'eau pure reste stable avec une température peu élevée, soit 0,011 3 g à 0 °C, 0,011 4 g à 20 °C, 0,011 4 g à 30 °C pour 100 g d'eau. Elle est par contre soluble dans l'acide sulfurique concentré. Elle est insoluble dans l'alcool à 95°.
Les collectionneurs préfèrent néanmoins nettoyer leurs pièces aux acides dilués.
La célestine décrépite dans la flamme du chalumeau, qu'elle colore en rouge ou rouge carmin. Par contre, elle fond difficilement et laisse une boulette blanche. Par chauffage en tube à essai, elle laisse une perle blanche. Sa décomposition thermique au-delà de 1 580 °C permet de prouver une composition pondérale massique pure correspondant à 56,54 % en masse SrO et 43,6 % de SO3. L'oxyde de strontium contient parfois des impuretés d'oxyde de baryum BaO et de chaux vive CaO. Le trioxyde de soufre (SO3), ou anhydride sulfurique, est gazeux.
La célestine est facile à distinguer de la barytine par sa moindre densité et le test de flamme, ainsi que de l'anhydrite par sa densité plus élevée, sa dureté, et sa solubilité dans les acides.
Inventeur et étymologie
modifierLa composition chimique de la célestine a été déterminée par le chimiste et minéralogiste prussien Martin Heinrich Klaproth en 1797, mais la célestine fut seulement décrite et dénommée par le minéralogiste et géologue saxon Abraham Gottlob Werner l'année suivante en 1798. Son nom est inspiré du latin coelestis ou caelestis (« céleste »), c'est-à-dire bleu blanc en allusion à la couleur de ses premiers échantillons[3].
Topotype
modifierBell's Mill, Bellwood, Blair Co., Pennsylvanie, USA[7].
Cristallographie
modifier- Paramètres de la maille conventionnelle : = 8,359 Å, = 5,352 Å, = 6,866 Å, Z = 4 ; V = 307,17 Å3
- Densité calculée = 3,97 g/cm3
Cristallochimie
modifierIsostructurelle avec la baryte et l'anglésite, elle appartient au groupe de la baryte :
- Groupe de la baryte
- Ces minéraux ont une structure orthorhombique et une formule chimique qui répond au terme général A(SO4) où A peut être le plomb, le baryum, le strontium ou le chrome.
Gîtologie
modifierLa genèse primaire semble hydrothermale. La célestine est présente dans les cavités des roches volcaniques, remplies plus tardivement par des solutions hydrothermales de sulfate de strontium. Elle forme ainsi, tout en restant parfois très pure, des associations courantes avec le soufre bien connue en Sicile, parfois même avec le soufre et le gypse. L'origine de la célestine piégée en géode, contenant diverses autres minéralisations comme le soufre, la baryte, ou la fluorine est la même.
La célestine se retrouve en filon en association avec la galène, la blende et autres sulfures. Elle pourrait résulter d'une facile oxydation du sulfure de strontium SrS en sulfate SrSO4.
Plus fréquemment, elle reste un minéral disséminé dans les roches sédimentaires, elle est fréquente dans les calcaires, les dolomies et les grès. Elle est alors parfois observables en cristaux sur calcite, aragonite ou dolomite. Elle apparaît aussi en géodes et en nodules, dans des formations sédimentaires, par exemple les marnes de Bristol en Grande Bretagne.
Elle est surtout typique et abondante dans les dépôts d'évaporites, provenant de la précipitation et de l'assèchement d'eaux saumâtres ou marines concentrées. Même si ce n'est pas un constituant majeur des dépôts d'évaporites, elle peut former des lits ou bancs de 3 à 6 mètres d'épaisseur, comme par exemple dans les contrées désertiques californiennes ou, à moindre puissance, dans les gisements de strates exploitables. Toutefois, elle est le plus souvent associée avec l'anhydrite, le gypse et différents chlorures alcalins comme la halite, la sylvine...
Minéraux associés : soufre, calcite, aragonite, dolomite, anhydrite, gypse, halite, fluorine.
Synonymie
modifierIl existe pour ce minéral de nombreux synonymes[8] :
- célestite – celestite ;
- cliftonite (Thomson) ;
- coelestine (A.H. Chester, 1896) ;
- colestine ;
- dioxynite ;
- eschwegite (Lévy, 1837)[9] ;
- schutzite ;
- sicilianite (D.G. Lenz, 1800)[10] ;
- strontiane sulfatée (René Just Haüy, 1798).
Variétés
modifier- Barian Celestine (synonyme : barytocélestine, barytocélestite, célestobarite pour les francophones ; barytocölestin (Ernst Friedrich Glocker 1839) pour les Allemands[11] ; barytosulfate of Strontian (T. Thomson, 1836), pour les anglo-saxons[12]) de formule (Sr,Ba)SO4, elle est le terme intermédiaire entre la célestine et la baryte. Il existe de nombreuses occurrences dans le monde notamment en France :
- Plan de Labasse, Nabias, Vallée d'Aure, Hautes-Pyrénées[13] ;
- Basse-Normandie.
- Calciocélestine (synonyme : calciocélestite), de formule (Sr,Ca)SO4. Décrite par Wicke en 1860[14]. Il semble n'exister qu'une seule occurrence mondiale de ce minéral : Sierra Oscura, Socorro Co., New Mexico, USA.
- La célestine représente le principal constituant des tests d'antharea, un petit groupe de radiolaires.
Gisements remarquables
modifier- Autriche
- Allemagne
- Strates cristallines des mines salines de Rudersdorf, Stassfurt, Bernburg, Waldeck
- Gros cristaux de Dornburg en Saxe
- Angleterre en strates exploitables
- Nouveaux Grès rouges près Pyle-Hill, Bristol, mais aussi géode et nodules dans les marnes sédimentaires de Bristol
- Yate dans le Gloucestershire
- Canada
- Cristaux de taille exceptionnelle, environ 50 à 70 cm, à Put-in-Bay au Lac Érié, et sur l'île Kelley.
- États-unis
- Californie, comté de San Bernardino : lit de célestine de 3 à 6 mètres d'épaisseur
- France
- Rémuzat (gisement « Laget »), Buis-les-Baronnies, Drôme[15]
- Carrière de Gypse d'Arignac, Tarascon-sur-Ariège, Ariège[16]
- Italie
- Miniera Floristella (Miniera Florestella), Valguarnera, Enna, Sicile
- Agrigente, en association avec le soufre, à Perticara, gypse et soufre avec des cristaux prismatiques incolores de célestine
- cristaux bleutés dans les cavités de basaltes à Montecchio Maggiore
- Libye
- Madagascar
- cristaux bleu-azur dans les pegmatites
- Mexique
- gisement de Matehuala
- Tunisie en strates exploitables
- Pologne
- Russie en strates exploitables
- région de la Volga, aux confins du Turkestan
- Slovaquie
- Cristaux sur calcite à Urvölqy (ancienne Herrengrund)
- Tchéquie
- Petits cristaux bleu-clair sur aragonite, Špania Dolina
Galerie
modifier-
-
Célestine – Arignac, Tarascon-sur-Ariège (Ariège ) -
Barytocélestine – Basse Normandie -
Célestine – Turkménistan – Muséum de Toulouse -
Célestine – Pyle-Hill – Bristol, Angleterre (4,5×4 cm) -
Célestine – Hammam-Zriba, Tunisie (7,8×5,5 cm) -
-
Célestine sur aragonite – Sicile, Italie (11,5×10,5 cm)
Utilisations
modifierLa célestine est le seul minéral extrait pour la production de sels de strontium, utilisés dans l'industrie sucrière pour l'enrichissement des mélasses ou le raffinage du sucre de betteraves.
Les sels de strontium servent aussi en pyrotechnie, pour la production de feux d'artifice (couleur rouge), parfois à base de Sr(NO3)2. L'élément Sr colore en rouge carmin les feux d'artifice, les feux de signal de détresse, voire les balles traçantes.
Les sels de strontium entrent aussi dans la fabrication de colorants, de batteries électriques, de verres iridescents spéciaux et d'émaux et de céramiques, de divers caoutchoucs et de peintures.
La célestine et la strontianite sont les principaux minerais de strontium.
Notes et références
modifier- La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (de) Klaproth M.H., Beiträge zur Chemischen Kenntniss der Mineralkörper, II, 1797, p. 92–98 (as Schwefelsaurer Strontianit aus Pennsylvanien). Il ne s'agit pas de la couleur bleu céleste (ou bleu céruléen, cæruleum) comme on le croit souvent, mais d'un bleu blanc très pâle.
- « Celestine, dictionnaire anglais Collins », sur collinsdictionary.com
- « Celestial, dictionnaire Merriam-Webster », sur merriam-webster.com
- Léopold Michel, « Sur un nouveau gisement de célestine », Bulletin de Minéralogie, vol. 13, no 8, , p. 319–321 (DOI 10.3406/bulmi.1890.2186, lire en ligne, consulté le )
- (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, , 7e éd., 1124 p., p. 418
- « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » (BRGM)
- A. Lévy, Description d’une collection de minéraux formée par M. Henri Heuland, et appartenant à M. Ch. H. Turner, de Rooksnest, dans le comté de Surrey en Angleterre. 3 volumes et atlas de 85 plaques, London, vol. 1, 1837, p. 224
- (de) D.G. Lenz (1800) Versuch einer vollständigen Anleitung zur Kenntniss der Mineralien, System: 233
- (de) E.F. Glocker, Handbuch der Mineralogie, 2nd. edition, Nürnberg, 1839, p. 634
- (en) Outlines of Mineralogy, Geology, and Mineral Analysis. 2 volumes, London, vol. 1, p. 111
- (en) Joel Brugger, Michel Bonin, Kurt J. Schenk, Nicolas Meisser, Peter Berlepsch et Alain Ragu, « Description and crystal structure of nabiasite, BaMn9[(V,As)O4]6(OH)2, a new mineral from the Central Pyrenees (France) », European Journal of Mineralogy, vol. 11, no 5, , p. 879-890
- Wicke, dans Arch. Pharm., vol. 152, 1860, p. 32
- R. Martin, « Minéralogie des septarias du gisement "Laget", Rémuzat (Drôme) », dans Le Règne Minéral, vol. 64, 2005, p. 42-47
- Didier Descouens, « Les Mines de gypse d'Arnave et Arignac », in Monde et minéraux, no. 62, 1984, p. 16-17
- S. Bouhlel, J.P. Fortuné, N. Guilhaumou et J.C. Touray, Les minéralisations stratiformes a F-Ba de Hammam Zriba-Jebel, 1988
Voir aussi
modifierArticles connexes
modifierLiens externes
modifier- (en) « Celestine », sur Mindat.org (consulté le )
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :
