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Le minerai de fer est une roche ou un minéral à partir duquel le fer métallique peut être extrait économiquement. Les principaux minéraux de minerai de fer sont l'hématite (oxyde de fer anhydre) et la goethite (hydroxyde de fer). L'hématite est le minerai de fer le plus important et le plus abondant, tandis que la goethite est également un minerai significatif, souvent associée à d'autres oxydes de fer hydratés sous le terme générique de limonite. Ces minéraux sont essentiels à l'industrie sidérurgique mondiale.
Comment identifier
- Couleur
- Hématite: Gris acier à noir dans les formes massives et cristallines, rouge-brun à rouge terreux dans les formes terreuses. Goethite: Brun-jaune à brun foncé, noir-brun.
- Éclat
- Hématite: Métallique à submétallique dans les formes cristallines, terne à terreux dans les formes massives. Goethite: Adamantin à terne, soyeux dans les formes fibreuses.
- Texture
- Hématite: Massif, botryoïdal, réniforme, lamellaire, micacé (spécularite), terreux. Goethite: Massif, stalactitique, botryoïdal, fibreux, terreux.
- Forme cristalline
- Hématite: Cristaux rhomboédriques tabulaires, scalénoédriques, ou massifs, réniformes, botryoïdaux. Goethite: Cristaux prismatiques aciculaires rares, plus souvent massifs, stalactitiques, réniformes, botryoïdaux, ou fibreux.
- Clivage
- Hématite: Pas de clivage vrai, mais une séparation rhomboédrique est parfois observée. Goethite: Clivage parfait sur {010} mais rarement observé en raison de l'habitude massive.
- Environnement géologique
- Les deux se trouvent dans les formations de fer rubané (BIF), les gisements de fer sédimentaires, les zones d'altération de gisements de sulfures, les dépôts latéritiques, et comme minéraux accessoires dans les roches ignées et métamorphiques. La goethite est particulièrement commune dans les chapeaux de fer et les sols latéritiques.
Faits clés
- Dureté: Hématite: 5-6.5 sur l'échelle de Mohs. Goethite: 5-5.5 sur l'échelle de Mohs.
- Densité: Hématite: 5.26. Goethite: 3.3-4.3.
- Système cristallin: Hématite: Trigonal. Goethite: Orthorhombique.
- Couleur: Hématite: Gris acier, noir, rouge-brun. Goethite: Brun-jaune, brun foncé, noir-brun.
- Éclat: Hématite: Métallique à terne. Goethite: Adamantin à terne, soyeux.
- Transparence: Opaque.
- Cassure: Hématite: Irrégulière à conchoïdale. Goethite: Inégale à subconchoïdale.
- Clivage: Hématite: Aucun clivage vrai, mais une séparation rhomboédrique est parfois observée. Goethite: Clivage parfait sur {010} mais rarement observé.
- Composition: Hématite: Oxyde de fer (Fe2O3). Goethite: Oxyhydroxyde de fer (FeO(OH)).
Vérification rapide
- Couleur: Hématite: Gris acier, noir, rouge-brun. Goethite: Brun-jaune, brun foncé, noir-brun.
- Éclat: Hématite: Métallique à terne. Goethite: Adamantin à terne, soyeux.
- Trace: Hématite: Rouge-brun à rouge cerise. Goethite: Brun-jaune à brun-rouge.
Caractéristiques physiques
- Habitus cristallin: Hématite: Massif, réniforme, botryoïdal, lamellaire, micacé (spécularite), terreux. Goethite: Massif, stalactitique, botryoïdal, fibreux, aciculaire, terreux.
- Type de clivage: Hématite: Non applicable (pas de clivage). Goethite: Parfait sur {010} (rarement observé).
- Type de cassure: Hématite: Irrégulière à conchoïdale. Goethite: Inégale à subconchoïdale.
- Ténacité: Hématite: Cassant. Goethite: Cassant.
- Type d'éclat: Hématite: Métallique, submétallique, terne, terreux. Goethite: Adamantin, soyeux, terne.
Formation
L'hématite et la goethite se forment dans une variété d'environnements. L'hématite est souvent le produit de l'altération hydrothermale, de l'oxydation de minéraux ferreux, ou de la précipitation chimique dans des environnements sédimentaires (comme les formations de fer rubané). La goethite est un minéral d'altération commun, se formant par l'oxydation et l'hydratation d'autres minéraux ferreux dans des environnements de surface, souvent dans les sols et les zones d'altération des gisements de fer.
Utilisation
La principale utilisation de l'hématite et de la goethite est comme minerai de fer pour la production d'acier. Elles sont également utilisées comme pigments (ocre), dans les poudres à polir (rouge à polir), et comme agents de lestage dans les fluides de forage.
Répartition des âges
Présent dans des formations géologiques de tous âges, mais les gisements majeurs de fer rubané (BIF) datent principalement du Précambrien (2,5 à 1,8 milliards d'années).
Où trouver
Formations de Fer Rubané (BIF)
Ces gisements massifs, datant du Précambrien, sont les principales sources mondiales de minerai de fer. On les trouve en Australie (Pilbara), au Brésil (Minas Gerais), en Inde, en Afrique du Sud, au Canada (Labrador Trough) et aux États-Unis (région des Grands Lacs).
Gisements de type Kiruna
Gisements de magnétite-hématite associés à des roches ignées felsiques, comme en Suède (Kiruna) et au Chili.
Gisements latéritiques
Formés par l'altération météorique intense de roches riches en fer dans les climats tropicaux et subtropicaux, riches en goethite et hématite. Exemples en Australie, en Afrique de l'Ouest et en Amérique du Sud.
Zones d'oxydation de gisements de sulfures
L'hématite et la goethite se forment souvent dans les chapeaux de fer au-dessus des gisements de sulfures métalliques, résultant de l'oxydation des sulfures de fer.
Conseils pour trouver
Recherche de la traînée rouge
La traînée rouge-brun caractéristique de l'hématite est un excellent indicateur. Même les échantillons d'hématite gris-noir donneront une traînée rouge sur une plaque de porcelaine non émaillée.
Densité
Les minerais de fer sont généralement denses et lourds pour leur taille, ce qui peut aider à les distinguer d'autres minéraux sombres.
Environnements d'altération
Recherchez des zones d'altération, des sols rouges ou bruns, et des affleurements rocheux où l'oxydation est évidente, car la goethite est très commune dans ces contextes.
Formations de fer rubané
Dans les régions connues pour les BIF, recherchez des roches sédimentaires finement rubanées, alternant des couches riches en fer (souvent rouges ou noires) et des couches de chert (silice).
Roches similaires
Magnétite
Fe3O4
Aussi connu sous le nom de: Oxyde de fer noir
Sidérite
FeCO3
Aussi connu sous le nom de: Carbonate de fer
Pyrite
FeS2
Aussi connu sous le nom de: Or des fous
Classification scientifique
- Classe minérale
- Oxydes (Hématite), Hydroxydes (Goethite)
- Groupe
- Groupe de l'Hématite (Hématite), Groupe du Diaspore (Goethite)
- Système cristallin
- Trigonal (Hématite), Orthorhombique (Goethite)
- Formule chimique
- Fe2O3 (Hématite), FeO(OH) (Goethite)
- Composition
- Hématite: 69.9% Fer, 30.1% Oxygène. Goethite: 62.9% Fer, 27.0% Oxygène, 10.1% Hydrogène.
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