Recherches sur la composition chimique des chlorites

Abstract

En résumé, dans ce travail, j’ai étudié plusieurs catégories de faits expérimentaux concernant les chlorites. I. J’ai précisé tout d’abord la composition chimique de plusieurs types caractéristiques appartenant aux groupes suivants : A. Prochlorites magnésiennes. __ 1. Sheridanite alumineuse de Savoie 5SiO², 3Al²O³, 8MgO, 8H²O __ 2. Leuchtenbergite de Midongy de l'Ouest et 3. Prochlorite d'Ampatsinjovana (Madagascar) 7SiO², 3Al²O³, 12MgO, 10H²O __ 4. Grochauite de Madison Cy. (Caroline du Nord) et 5. Grochauite de Leydsdorp (Transvaal) 4SiO², 2Al²O³, 7MgO, 6H²O __ 6. Grochauite d’Antohidrano (Madagascar) 9SiO², 5Al²O³, 15MgO, 14H²O __ 7. Grochauite de Madison Cy. (lamelles) 9SiO², 5Al²O³, 16MgO, 14H²O B. Prochlorites ferromagnésiennes. __ 8. Ripidolite d'Androta (Madagascar) 4SiO², 2Al²O³, 7(Mg,Fe)O, 6H²O __ 9. Ripidolite du col de la Croix (Isère) 4SiO², 2Al²O³, 7(Mg,Fe)O, 6H²O __ 10. Ripidolite de Laifour (Ardennes) (?) 4SiO², 2Al²O³, 6(Fe,Mg)O, 5H²O __ 11. Ripidolite de Masoala (Madagascar) (?) 9SiO², 5Al²O³, 15(Fe,Mg)O, 14H²O C. Prochlorites ferreuses. __ 12. Bavalite, Bas Vallon (Morbihan) 9SiO², 5Al²O³, 16FeO, 14H²O __ 13. Aphrosidérite, Weilburg (Nassau) 9SiO², 5Al²O³, 15FeO, 14H²O D. Thuringites. __ 14. Thuringite d’Evisa (Corse) 5SiO², 3(Al,Fe)²O³, 7(Fe,Mg)O, 7H²O __ 15. Thuringite magnésienne de Limpopo (Transvaal) 4SiO², 3(Fe,Al)²O³, 5(Mg,Fe)O, 6H²O __ 16. Thuringite associée à certaines ripidolites (Laifour, Ardennes) (?) 3SiO², 2(Al,Fe)²O³, 5(Fe,Mg)O, 6H²O E. Clinochlores. __ 17. Clinochlore de la Besafotra (Madagascar) 5SiO², 3Al²O³, 13MgO, 11H²O __ 18. Clinochlore chromifère de Patevi (Togo) et 19. Kotschubéite de Patevi 3SiO², (Al,Cr)²O³, 5MgO, 4H²O J’ai décrit notamment les particularités de composition chimique et de structure des chlorites associées au corindon dans les gisements de la Caroline du Nord et du Transvaal. J’ai proposé de considérer ces chlorites comme constituant un groupe spécial intermédiaire entre les prochlorites blanches et les prochlorites ferromagnésiennes ou ripidolites, et de lui appliquer le nom de grochauite donné par Websky à une chlorite très analogue à celles-ci. Ces chlorites ne sont pas des accidents, mais elles sont caractéristiques de ces gisements et liées d’une façon certaine à la genèse du corindon. J’ai montré en outre que dans le groupe des grochauites et dans celui des ripidolites la composition : 4 : 2 : 7 : 6 intermédiaire entre 2 : 1 : 3 : 3 et 2 : 1 : 4 : 3 était très fréquente. Beaucoup de chlorites de ces groupes dont la composition n’est connue que par d’anciennes analyses, possèdent vraisemblablement cette formule. J’ai montré en outre la présence, dans beaucoup de ripidolites massives, d’une chlorite biréfringente appartenant au groupe des thuringites ; elle s’insinue entre les lamelles de la ripidolite, et s’est vraisemblablement formée en même temps qu’elles. Dans le groupe des prochlorites ferreuses, j’ai précisé la composition de la bavalite et de l'aphrosidérite qui n’était pas connue avec certitude. Parmi les composés décrits deux sont nouveaux : la sheridanite alumineuse à structure sphérolitique de Savoie, et la thuringite magnésienne de Limpopo (Transvaal). Deux autres sont exceptionnels par la grandeur et la pureté des lames qu’ils fournissent ; ce sont : la leuchtenbergite de Midongy de l’Ouest (Madagascar), et la prochlorite d’Ampatsinjovana. II. Pour analyser ces échantillons, j’ai modifié la méthode habituellement utilisée, car elle comporte le grave défaut de ne pas conduire à la pesée de l'alumine. L’alumine est en effet évaluée par différence dans le précipité Fe²O³ + Al²O³+ TiO². J’ai donc cherché à séparer le fer de l’alumine par un procédé simple et j’ai montré que l’on pouvait se servir avec succès du cupferron, réactif couramment employé aujourd’hui en analyse. L’avantage de ce procédé est de permettre en outre le contrôle de la séparation de l’alumine et de la magnésie, point capital dans l’analyse des chlorites. III. L’eau des chlorites a fait dans ce travail l’objet d’un chapitre spécial ; mais, en raison de l’ampleur du problème posé, il ne m’a été possible d’apporter ici qu’une faible contribution à sa solution. J’ai précisé les travaux antérieurs très incomplets sur le départ de l’eau des chlorites et montré sur de nombreux exemples, par l’analyse thermique et par l’étude directe de la déshydratation dans le vide, que cette eau entrait bien dans la constitution du minéral, et qu’elle s’échappait à deux températures fixes bien déterminées qui paraissaient chacune être fonction de la teneur en fer du minéral, les chlorites ferrugineuses perdant leur eau à températures plus basses que les chlorites magnésiennes. On peut donc envisager pour chaque chlorite l’existence de deux hydrates stables dans des intervalles de températures différents. Ces recherches doivent être complétées par l’étude des propriétés physiques (indices, densité, absorption dans l’infrarouge) et chimiques du second hydrate stable à température la plus élevée. IV. Classification. — Pour comparer la composition chimique des chlorites étudiées dans ce travail, à celle des spécimens connus jusqu’à présent, j’ai eu l’occasion de calculer un grand nombre d’analyses ; aussi, ai-je pensé qu’il était intéressant de donner une revue aussi complète que possible de toutes les espèces connues, en les classant, indépendamment de toute idée théorique, d’après les seules données analytiques ; on peut à ce point de vue simplifier beaucoup la nomenclature, en définissant chaque chlorite par les rapports moléculaires SiO²/R²O³, Fe²O³/Al²O³, FeO/MgO, Cr²O³/Al²O³ J’ai précisé ainsi la définition de plusieurs espèces dont la désignation était vague et dont les noms furent souvent appliqués à des spécimens de composition chimique très différente ; il en est ainsi par exemple des chlorites suivantes : aphrosidérites, thuringites, bavalites, daphnite, delessites, diabantites, leuchtenbergites, kotschubéites. J’ai été conduit d’autre part à supprimer un certain nombre de termes inutiles comme ceux de rumpfite, chloropite, protochlorite, dumasite, pseudophite, etc. Cette classification présente peut-être l’inconvénient de négliger complètement les propriétés optiques, mais j’ai montré qu’il était difficile de baser un diagnostic uniquement sur ces propriétés, car souvent des chlorites de composition chimique différente possèdent des caractères optiques très voisins (ex. : grochauites et clinochlores ; chlorites blanches des groupes des prochlorites et du clinochlore). On a vu au cours de cet exposé combien sont encore incertains divers types de composition chimique. Un travail d’épuration des analyses est encore nécessaire ; mais il ne peut être accompli que lentement au hasard des trouvailles d’échantillons plus purs. J’espère que les tableaux d’analyses et les formules empiriques qui en ont été déduites pourront servir de base utile à ces recherches futures. V. On considère habituellement les chlorites comme des minéraux d’altération secondaire ; cette hypothèse n’est pas générale et doit être précisée. Nous avons vu en effet dans ce travail que dans plusieurs cas elles se sont vraisemblablement formées au cours des phénomènes pneumatolytiques qui ont accompagné ou suivi de près la mise en place de magmas riches en magnésie (chlorites des roches à corindon et de certaines serpentines). Elles seraient alors comparables au point de vue de la genèse, à d’autres minéraux hydroxylés des roches éruptives, comme le mica. Les ripidolites, si abondantes parfois dans les fentes des granites, sont contemporaines du dépôt des autres minéraux qu’on y rencontre et ne proviennent pas de l’épigénie de l’un d’entre eux ; on les trouve en inclusions dans le quartz, l’orthose et le sphène par exemple. Elles ont été déposées par les solutions d’origine profonde qui ont circulé dans les fissures de la roche à la fin de la mise en place du magma. Enfin les chlorites des schistes cristallins étudiées dans ce travail (leuchtenbergite de Midongy, prochlorite-clinochlore d’Ampatsinjovana) sont également primaires, et se sont formées en même temps que les minéraux qui les accompagnent. VI. Je n’ai pas cru utile d’interpréter théoriquement les formules empiriques précédemment indiquées au chapitre de la classification. Mon but n’a pas été, en effet, de chercher à édifier une théorie nouvelle. Les développements donnés dans le premier chapitre de ce travail, montrent en effet qu’on ne possède encore aucune base expérimentale solide permettant de soupçonner la véritable constitution des chlorites. J’ai seulement eu le désir de préciser des faits, et si les résultats que j’ai obtenus sont peu de chose comparativement à la besogne qui reste à accomplir, j’espère qu’ils pourront servir un jour à une étude plus complète de cette intéressante famille de minéraux.

Al-free di-trioctahedral substitution in chlorite and a ferri-sudoite end-member

“…Smyth et al, 1997;Inoue & Kogure, 2016;Vidal et al, 2016). Among data collected in the literature, only six analyses show Fe 3 + contents of >1 a.p.f.u (Orcel, 1927;Brindley & Youell, 1953;Malysheva et al, 1977;Goodman & Bain, 1979;Kodama et al, 1982;Singer et al, 2009 in Table 2). However, these analyses would actually match other phyllosilicates, suggesting contamination issues.…”

“…Several methods are available to measure Fe 3+ in chlorite: chemical titration (Tschermak, 1891;Orcel, 1927;Hallimond et al, 1939;Brindley, 1951), Mössbauer (Pal et al, 1993;Aja & Dyar, 2000;Inoue et al, 2009), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (Inoue et al, 2010) and micro-X-ray absorption near-edge spectroscopy (µ-XANES) (Wilke et al, 2001;Vidal et al, 2006;Rigault, 2010;Trincal et al, 2015).…”

Reference Chlorite Characterization for Chlorite Identification in Soil Clays

“…Brindley and Ali (1950) have done an excellent job of providing valuable X-ray criteria for the identification of magnesian chlorites as well as explanation of their thermal behavior. Orcel (1927) in his comprehensive differential thermal study of 28 different chlorite samples showed that (a) the departure of H20 gave different endothermic peaks for different chlorites, (b) the first endothermic reaction was generally the largest, (c) the differences in the observed intensity of thermal reaction were apparent only on the second inflection, (d) leuchtenbergite, aphrosiderite and thuringite appeared to give only one endothermic peak. Two further observations from Orcel's chlorite thermograms might well be noted: (1) a few of the samples exhibited exothermic peaks following the second endothermic inflection, and (2) thermograms for sheridanite, ripidolite and clinochlore were given where the second endothermic reaction was barely visible while thermograms for other .samples of these same species showed a second inflection nearly as large as the first.…”