Rutile

Le rutile est une espèce minérale composée de dioxyde de titane de formule TiO₂ avec des traces de fer (près de 10 % parfois), tantale, niobium, chrome, vanadium et étain. Il est trimorphe avec la brookite et l'anatase. Il est la forme la plus stable de dioxyde de titane et est produit à haute température, la brookite se formant à des températures plus basses et l'anatase formée à des températures encore plus basses.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

Décrit par Abraham Gottlob Werner en 1803, le rutile dérive son nom du latin rutilus, rouge, en référence à sa couleur rouge profond observée dans quelques spécimens par lumière transmise.

Topotype

• Cajuelo, Vuitrago, Burgos, Castille et Leon, Espagne.

Synonymie

Il existe pour ce minéral de nombreux synonymes<ref>« Index alphabétique de nomenclature minéralogique », BRGM.</ref> :

• cajuélite (en référence au topotype de l'espèce)<ref>Modèle:Ouvrage.</ref> ;
• crispite : d'après le Crispalt, massif du Saint-Gothard, Suisse (Delametherie, 1795)<ref>Jean-Claude Modèle:Pc, Théorie de la terre, tome second, Maradan, Libraire, Paris, 1795, p. 199</ref><ref>Modèle:Ouvrage.</ref> ;
• dicksbergite (Igelström, 1896), d'après la localité de Dicksberg, Värmland, Suède<ref>:Lars Johan Modèle:Pc, "Dicksbergit och kyanit från Dicksberg i Ransäters socken, Vermland", in Geologiska Föreningens Förhandlingar, vol. 18, 1896, p. 231–232</ref> ;
• édisonite (Hidden, 1888) : trouvé à la mine d'or Whistnant, comté de Polk, Caroline du Nord, par Hidden en 1879<ref>Modèle:Article.</ref> ;
• gallitzinite ;
• naumannite<ref group=alpha>Le terme naumannite pour rutile est désuet, il désigne aujourd'hui un séléniure d'argent (voir Naumannite).</ref> (Modèle:Lien, 1854) ;
• paraedrite<ref>Modèle:Ouvrage.</ref> ;
• rutilite<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Walter Rogers Johnson et John M. Moffat, The scientific class-book; or, a familiar introduction to the principles of physical science , vol. 2, 1836, p. 267 (texte intégral).</ref> ;
• titane oxydé (Haüy, 1801)<ref>Modèle:Ouvrage.</ref> ;
• titanite (Richard Kirwan, 1796).

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

• Habitus

En cristaux rouge sombre à opaque pouvant atteindre Modèle:Unité provenant des roches fortement métamorphiques<ref>Modèle:Handbook of Mineralogy III 1997</ref>.

En groupes de cristaux aciculaires en inclusion dans le quartz (les « flèches d'amour » venant des Grisons, Suisse ou « cheveux de Vénus »). Agrégats aciculaires rayonnants en 6 faisceaux à partir d’un noyau d’hématite.

Cristaux microscopiques orientés dans des pierres précieuses expliquant la présence d'étoile dans les saphirs « étoilés », les rubis « étoilés » et autres pierres « étoilées », un phénomène optique connu sous le nom d'astérisme, qui est retrouvé également dans d'autres minéraux comme la biotite ou les feldspaths.

Variétés

• Ilménorutile : variété de rutile riche en niobium de formule Modèle:Chem. Décrite initialement dans les monts Ilmen, Chelyabinsk Oblast', Urals Russie, qui ont inspiré le nom.
  Occurrences :
  • Canada ;
    • Francon quarry, Montréal, Québec<ref>Modèle:Article.</ref>,
  • France ;
    • Col d’Urdach, Aramits, Pyrénées-Atlantiques, Aquitaine<ref>Modèle:Article.</ref>,
    • Gwernavalou, Trémargat, Plounévez-Quintin, Côtes-d'Armor<ref>Modèle:Article.</ref>,
• Isérite (Janovsky) (synonyme : isérine<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>) : variété douteuse riche en fer en passe d'être déclassée<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>.
• Nigrine : variété de rutile riche en fer dénommée pour sa couleur très sombre ; le genre est masculin<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>.
• Sagénite (Saussure 1796) : c'est une variété d'habitus qui désigne des formes polymaclées en réseaux. « Ces petits crystaux se croisent ordinairement sous les mêmes angles, de manière à former des réseaux dont les mailles sont des parallélogrammes; cette singulaire propriété m’a paru propre à déterminer le nom de la pierre; je l’ai nommée Sagenite, du mot grec & latin sagena, qui signifie un filet<ref>Modèle:Ouvrage.</ref>. »
• Strüverite (Zambonini 1907) : variété de rutile de formule (Ti,Ta,Fe)O₂ dédiée au minéralogiste Italien Giovanni Strüver (1842-1915), professeur à l'université de Rome<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Zambonini, Acc. Napoli, Rend., Modèle:Vol.8, n^o 3, 1907, Modèle:P.35.</ref>. Présente en France dans la mine du Cap Garonne, Le Pradet, Var, Provence-Alpes-Côte d'Azur.

Cristallochimie

Le rutile sert de chef de file à un groupe : le groupe du rutile, qui rassemble des espèces dont la formule générique est M⁴⁺O₂. Toutes cristallisent dans le système tétragonal, de classe ditétragonale dipyramidale et de groupe d'espace P4₂/mnm. Toutes présentent un habitus similaire allongé sur {001} et strié, avec des macles sur {101} et {301}.

Groupe du rutile

Minéral	Formule	Groupe ponctuel	Groupe d'espace
Argutite	GeO2	4/mmm	P42/mnm
Cassitérite	SnO2	4/mmm	P42/mnm
Ilménorutile	(Ti,Nb,Fe)O2	4/mmm	P42/mnm
Strüverite	(Ti,Ta,Fe)O2	4/mmm	P42/mnm
Paratellurite	TeO2	4/mmm	P42/mnm
Pyrolusite	MnO2	4/mmm	P42/mnm
Plattnérite	PbO2	4/mmm	P42/mnm
Rutile	TiO2	4/mmm	P42/mnm
Stishovite	SiO2	4/mmm	P42/mnm

Cristallographie

Fichier:Rutile-unit-cell-3D.png

Structure cristalline du rutile. Gris : titane, rouge : oxygène.

Il s'agit d'un minéral quadratique (ou tétragonal), cristallisant dans le groupe d'espace P4₂/mnm (n^o 136) avec Z = 2. Sa notation Strukturbericht est C4. Les paramètres de la maille conventionnelle sont a = Modèle:Unité et c = Modèle:Unité (V = Modèle:Unité)<ref>Base de données PDF (powder diffraction file) de l’ICDD (International Center for Diffraction Data), fiche 00-021-1276.</ref><ref>National Bureau of Standards (U.S.) Monogr. 25, Modèle:Vol.7, 1969, Modèle:P.83.</ref>.

Le rutile a une densité théorique de Modèle:Unité mais la densité généralement mesurée est de Modèle:Unité.

Les cations Ti⁴⁺ sont entourés par 6 anions O²⁻ en coordination octaédrique allongée. Les anions O²⁻ sont en coordination triangulaire de Ti⁴⁺. La longueur de liaison Ti-O moyenne est de Modèle:Unité.

Les octaèdres TiO₆ sont reliés entre eux par leurs arêtes et forment des chaînes le long de la direction [0<math>\,</math>0<math>\,</math>1] ; ces chaînes sont reliées entre elles par les sommets des octaèdres dans les directions [1<math>\,</math>1<math>\,</math>0] et [1<math>\,</math>1<math>\,</math>0].

Le rutile peut présenter plusieurs types de macles :

• fréquentes sur {101} (macle en genou), souvent multiples, cycliques (huit sous-individus forment un anneau) ;
• macles sur {321} (macle en cœur) ;
• réseau en sagénite, combinaison, répétée dans l’espace, des deux lois de macle précédentes.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

Gîtologie

• Minéral accessoire courant dans de nombreuses roches métamorphiques (gneiss, micaschistes, granulites, éclogites, etc.)
• Dans les roches magmatiques (granites, syénitesModèle:Etc.) et des pegmatites et filons de quartz
• Dans des sables alluvionnaires
• Présent dans les roches lunaires
• Présent dans des météorites

Minéraux associés

Adulaire, albite, anatase, apatite, brookite, calcite, chlorite, hématite, ilménite, pyrophyllite, quartz, titanite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

• Canada

Kimmirut (Lake Harbour), île de Baffin, Territoire du Nunavut

• Espagne
  • Cajuelo, Vuitrago, Burgos, Castille et Leon (Topotype)
• France

Carrière de Trimouns, Luzenac, Ariège, en région Occitanie<ref>Didier Modèle:Pc, P. Modèle:Pc, « Le Gisement de talc de Trimouns », in Monde et minéraux, n°78, avril 1987, p. 4-9</ref>

Croissance des minéraux

Synthèse

Le rutile synthétique fut produit pour la première fois en 1948 et est vendu sous plusieurs noms (lustérite, titaniaModèle:Etc.). Il réfracte fortement la lumière. Il peut être fabriqué dans une diversité de couleurs, mais pas dans un blanc transparent pur, étant toujours légèrement jaune. En raison de son apparence bizarre il est rarement utilisé en bijouterie. Il n'est pas très dur, à peu près 6 sur l'échelle de Mohs. Le substitut du diamant presque sans couleur est vendu sous le nom Titania.

Galerie

• Sagénite - Dolina Shigar, Skardu Pakistan
  Sagénite - Dolina Shigar, Skardu Pakistan
• Rutile - Kimmirut ,Territoire Nunavut, Canada - 6,7×3,5 cm
  Rutile - Kimmirut ,Territoire Nunavut, Canada - 6,7×3,5 cm
• Inclusions de rutile dans le quartz - Minas Gerais - Brésil (3,5×2,5 cm)
  Inclusions de rutile dans le quartz - Minas Gerais - Brésil (3,5×2,5 cm)
• Rutile taillé Minas Gerais - Brésil 3,79 Ctd
  Rutile taillé Minas Gerais - Brésil 3,79 Ctd

Exploitation des gisements

Le rutile est minerai de titane et, dans une moindre mesure, peut donner des pierres gemmes après taille.

Les gisements de rutile exploités contiennent de 90 à 95 % de Modèle:Fchim sont exploités pour la production de dioxyde de titane. Pour obtenir cet oxyde à l'état pur, le minerai est directement traité par le Modèle:Lien. En 2014, l'extraction des rutiles correspond à plus de Modèle:Unité de dioxyde de titane, sur les Modèle:Unité de dioxyde de titane extraites (sachant que Modèle:Unité ont été consommées cette année-là)<ref name=Chemours>Modèle:Lien web</ref>.

Voir aussi

Bibliographie

• Base de données PDF (powder diffraction file) de l’ICDD (International Center for Diffraction Data)

Articles connexes

• Anatase
• Dioxyde de titane
• Brookite