Cristobalite

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Introduction

La cristobalite est un minéral, composé de dioxyde de silicium de formule Si O2 avec des traces : Fe;Ca;Al;K;Na;Ti;Mn;Mg;P. La cristobalite est stable seulement au-dessus de 1470 degrés, mais elle peut cristalliser et persister dans un état métastable à des températures plus basses. La persistance de la cristobalite en dehors de sa stabilité thermodynamique est rendu possible par une « reconstruction » qui passe par une réorganisation moléculaire (Cf. Cristallographie).

Inventeur et étymologie

La cristobalite a été décrite en 1887 par le minéralogiste allemand, Gerhard vom Rath (1830 - 1888). Le nom dérive de la localité type.

Topotype

Cerro San Cristóbal, Mun. de Pachuca, Hidalgo, Mexique. C'est également le gisement type pour la tridymite.

Cristallographie

Il faut attendre 1925 et l’application des Rayons X à la cristallographie pour avoir une première approche de sa structure .

C'est la phase cubique de haute température de la silice. Le même type de couche qui existe dans la tridymite est présente aussi dans la cristobalite, mais la topologie des liaisons entre couches successives est différente : les tétraèdres sont ici en configuration trans au lieu de cis et par conséquent les canaux continus qui existent dans la tridymite sont remplacés dans la cristobalite par des cages.

La transition cristobalite → tridymite est reconstructive et la cristobalite peut donc subsister dans une région métastable. À basse température elle donne un polymorphe tétragonal (α), phase entièrement métastable.

Cristallographie de la cristobalite
Nomα-Cristobaliteβ-Cristobalite
Système cristallintétragonalcubique
Classe cristalline
groupe d'espace
Cellule élémentairea = 497,8 pm

c = 694,8 pm
a = 716,6 pm
Nombre de formules chimiques par unité de cellule48

Gîtologie

  • La cristobalite se forme à haute température dans les roches ignées acides
  • Elle peut se former à plus basse température dans des dépôts biochimiques
  • Elle est présente dans les météorites
  • Elle est un des constituants des roches lunaires

Minéraux associés

Variété

Il existe une variété associant étroitement la cristoblite et la tridymite : la lussatite (ou opale-CT).

Gisements remarquables

Elle est très largement répandue dans le monde.

En France

  • Mont Denise, Espaly-Saint-Marcel, Le Puy-en-Velay, Haute-Loire, Auvergne
  • Sarliève, Cournon-d'Auvergne, Clermont-Ferrand, Puy-de-Dôme, Auvergne
  • Lussat, Pont-du-Château, Puy-de-Dôme, Auvergne
  • Courgas ravine, Apt, Vaucluse, Provence-Alpes-Côte d'Azur

Dans le Monde

Galerie

Structure cristalline de l'α-cristobalite

Structure cristalline de la β-cristobalite

Cristobalite dans l'obsidienne - Califronie USA - (14x8cm)

Utilité

  • Pétrographie

  • Elle renseigne sur la température de formation des roches dans lesquelles elle a été trouvée.

  • Pigment

la cristobalite se distingue par sa blancheur. Si elle n'est pas d’un blanc aussi pur que le dioxyde de titane (blanc de titane), elle est toutefois plus lumineuse. Cette particularité l’a fait utiliser comme pigment pour les couleurs, au vu de sa particulière inertie chimique elle est très utile pour les pigments de marquages en extérieur (peintures et revêtement muraux).

  • Propriétés mécaniques

  • Sa remarquable stabilité mécanique, associé à son inertie chimique en fait un des constituants des céramiques dentaires.

  • Elle entre dans la composition de substances d'étanchéité.

  • Pierre ornementale

  • L’obsidienne contenant des cristaux de cristobalite est connue sous le nom d’« obsidienne flocons de neige ». Elle sert alors de pierre ornementale pour confectionner des bijoux et de petites sculptures.

Toxicologie, écotoxicologie

C'est un produit qui est source de silicose quand il est inhalé de manière chronique et qui est un cancérigène reconnu chez l'homme