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Le terme 'minerai de fer' est un terme générique désignant toute roche ou minéral à partir duquel le fer métallique peut être extrait économiquement. Les oxydes de fer hydratés comme la limonite et la goethite sont des minerais de fer importants. La limonite est un terme de champ pour un mélange d'oxydes et d'hydroxydes de fer hydratés, principalement la goethite, mais aussi la lépidocrocite et la ferrihydrite. La goethite est un minéral distinct, un oxyhydroxyde de fer(III) (α-FeOOH). Ces minéraux sont caractérisés par leur couleur jaune-brun à brun foncé et leur trait jaune-brun. Ils se forment généralement dans des environnements de surface par altération et précipitation.
Comment identifier
- Couleur
- Jaune-brun, brun-jaune, brun foncé à noir. Peut présenter des irisations.
- Éclat
- Terreux, mat, soyeux (pour les variétés fibreuses comme la goethite botryoïdale), parfois submétallique.
- Texture
- Massive, concrétionnée, botryoïdale, stalactitique, fibreuse, oolithique, pisolithique, terreuse.
- Forme cristalline
- La limonite est amorphe ou microcristalline. La goethite cristallise dans le système orthorhombique, formant des cristaux prismatiques aciculaires, tabulaires, ou des agrégats radiés, fibreux, botryoïdaux, stalactitiques. Les cristaux sont rares et souvent microscopiques.
- Clivage
- Absente pour la limonite. Pour la goethite, un clivage parfait sur {010} est rarement observé en raison de la nature microcristalline des agrégats.
- Environnement géologique
- Zones d'oxydation des gisements de sulfures, chapeaux de fer, sols latéritiques, dépôts de marais et de lacs, sédiments marins peu profonds, concrétions dans les grès et les argiles. Se trouve souvent en association avec d'autres minéraux de fer, des argiles et du quartz.
Faits clés
- Dureté: Limonite : 4-5.5 (variable en raison de sa nature amorphe/mélange). Goethite : 5-5.5 sur l'échelle de Mohs.
- Densité: Limonite : 2.7-4.3 (variable). Goethite : 3.3-4.3.
- Système cristallin: Limonite : Amorphe ou microcristalline. Goethite : Orthorhombique.
- Couleur: Jaune-brun, brun-jaune, brun foncé, noir.
- Éclat: Terreux, mat, soyeux, submétallique.
- Transparence: Opaque.
- Cassure: Conchoïdale, inégale, terreuse.
- Clivage: Absente pour la limonite. Goethite : Parfait sur {010}, mais rarement observé.
- Composition: Limonite : FeO(OH)·nH2O (formule générale pour un mélange d'oxydes/hydroxydes de fer hydratés). Goethite : α-FeOOH (oxyhydroxyde de fer(III)).
Vérification rapide
- Couleur: Brun-jaune à brun foncé
- Éclat: Terreux, mat, soyeux
- Trace: Jaune-brun à brun-jaune
Caractéristiques physiques
- Habitus cristallin: Limonite : Massif, concrétionné, botryoïdal, stalactitique, oolithique, pisolithique, terreux. Goethite : Prismatique aciculaire, tabulaire, agrégats radiés, fibreux, botryoïdaux, stalactitiques, massifs.
- Type de clivage: Limonite : Aucune. Goethite : Parfait sur {010}, mais rarement visible.
- Type de cassure: Conchoïdale, inégale, terreuse.
- Ténacité: Cassant.
- Type d'éclat: Terreux, mat, soyeux, submétallique.
Formation
La limonite et la goethite sont des minéraux secondaires formés par l'altération météorique d'autres minéraux de fer (pyrite, sidérite, magnétite, hématite) dans des environnements oxydants. Elles peuvent se former par précipitation directe à partir de solutions riches en fer dans des environnements aquatiques (marais, lacs, sédiments marins peu profonds) ou par l'oxydation de minéraux sulfurés de fer. La goethite est souvent un produit de l'altération hydrothermale ou de l'oxydation de gisements de sulfures.
Utilisation
Source principale de fer pour la production d'acier. Utilisée également comme pigment (ocre), dans les ciments, et comme agent de lestage. Historiquement, la limonite était une source de fer importante avant la découverte de gisements d'hématite et de magnétite plus riches.
Répartition des âges
Principalement Cénozoïque à Quaternaire pour les gisements de type Limonite/Goethite, mais peut se former à tout âge géologique dans des conditions oxydantes.
Où trouver
Gisements de fer latéritiques
Zones tropicales et subtropicales où l'altération intense des roches riches en fer a conduit à la formation de sols latéritiques riches en goethite et limonite. Exemples : Cuba, Brésil, Australie.
Chapeaux de fer (Gossans)
Parties superficielles oxydées de gisements de sulfures métalliques, où la pyrite et d'autres sulfures ont été altérés en oxydes et hydroxydes de fer. Présents dans de nombreuses régions minières à travers le monde.
Dépôts de fer des marais et des lacs
Formations sédimentaires dans des environnements aquatiques peu profonds, où le fer dissous précipite sous forme d'oxydes hydratés. Exemples : régions glaciaires et post-glaciaires d'Europe du Nord, Amérique du Nord.
Gisements de fer oolithiques
Formations sédimentaires marines peu profondes composées de sphérules (oolithes) de goethite/limonite. Exemples : Minette de Lorraine (France), gisements du Jurassique en Angleterre.
Conseils pour trouver
Recherche de chapeaux de fer
Dans les régions minières historiques ou actuelles, recherchez des zones de roches altérées et rouillées en surface, souvent associées à des gisements de sulfures. La présence de limonite/goethite peut indiquer la présence de minéralisation en profondeur.
Exploration des zones humides
Dans les zones de marais, tourbières ou lacs peu profonds, la limonite peut se former sous forme de concrétions ou de couches dans les sédiments. La couleur rouille de l'eau ou des sédiments peut être un indice.
Examen des affleurements rocheux
Recherchez des zones de roches sédimentaires ou métamorphiques altérées, où des veines ou des imprégnations de couleur rouille peuvent indiquer la présence d'oxydes de fer.
Utilisation d'une loupe
Pour la goethite, une loupe peut aider à distinguer les agrégats fibreux ou radiés, caractéristiques de ce minéral.
Roches similaires
Hématite
Fe2O3
Aussi connu sous le nom de: Oxyde de fer rouge
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 et Hydroxydes
- Groupe
- Groupe de la Goethite (pour la Goethite)
- Système cristallin
- Limonite : Amorphe/Microcristalline. Goethite : Orthorhombique.
- Formule chimique
- Limonite : FeO(OH)·nH2O (générique). Goethite : α-FeOOH.
- Composition
- Oxyhydroxyde de fer(III) hydraté (pour la limonite, un mélange). Oxyhydroxyde de fer(III) (pour la goethite).
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