+
Les minéraux

Rutile



Une source de titane, un pigment blanc dans la peinture, une cause des «yeux» et des «étoiles» dans les gemmes.


Quartz rutile: Une pierre tombée de quartz rutile. Le rutile peut se présenter sous forme de cristaux en forme d'aiguille dans des minéraux tels que le quartz, le corindon, le grenat et l'andalousite.

Qu'est-ce que le rutile?

Le rutile est un minéral d'oxyde de titane avec une composition chimique de TiO2. On le trouve dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires du monde entier. Le rutile se présente également sous forme de cristaux en forme d'aiguille dans d'autres minéraux.

Le rutile a une densité élevée et est souvent concentré par l'action des cours d'eau et des vagues dans les «sables minéraux lourds» qui existent aujourd'hui dans les gisements onshore et offshore. Une grande partie de la production mondiale de rutile est extraite de ces sables.

Le rutile est utilisé comme minerai de titane, il est broyé en une poudre blanche qui est utilisée comme pigment dans les peintures et il est transformé pour être utilisé dans une multitude de produits. Des réseaux de cristaux de rutile en forme d'aiguilles produisent les «yeux» et les «étoiles» de nombreuses pierres précieuses, comme le rubis étoilé et le saphir étoilé.

Sable minéral lourd: Le fait de creuser à faible profondeur à Folly Beach, en Caroline du Sud, expose de minces couches de sables minéraux lourds. Ces sables sont souvent une source de rutile naturel. Photographie de Carleton Bern, United States Geological Survey.

Présence géologique du rutile

Le rutile est un minéral accessoire dans les roches ignées plutoniques comme le granit et dans les roches ignées de source profonde comme la péridotite et la lamproite. Dans les roches métamorphiques, le rutile est un minéral accessoire commun dans le gneiss, le schiste et l'éclogite. Des cristaux de rutile bien formés se trouvent parfois dans la pegmatite et le skarn.

Le rutile et un certain nombre d'autres minerais métalliques sont extraits ensemble de gisements sédimentaires appelés «sables minéraux lourds». Ces sédiments proviennent de l'altération des roches ignées et métamorphiques qui contiennent de minuscules grains abondants de minéraux à haute densité tels que le rutile, l'ilménite, l'anatase, la brookite, le leucoxène, la pérovskite et la titanite (également connu sous le nom de sphène).

Au fur et à mesure que ces roches vieillissent, leurs particules minérales plus résistantes sont emportées dans l'environnement côtier marin où elles sont triées et concentrées en fonction de leur densité par les vagues et l'action actuelle. Lorsque les conditions sont favorables et que les minéraux lourds sont abondants, ces sédiments peuvent devenir des gisements exploitables.

Extraction de minéraux lourds: Les excavatrices retirent les sables minéraux lourds de la mine Concord, dans le centre-sud de la Virginie. Ces sables contenant jusqu'à environ 4% de minéraux lourds sont excavés puis traités pour éliminer le rutile, l'ilménite, le leucoxène et le zircon. Les sables ont été altérés et érodés par une exposition anorthosite à une courte distance. Photo de la United States Geological Survey.

Extraction de rutile

Les sables minéraux lourds sont extraits dans le milieu marin peu profond par des navires qui draguent les sédiments, séparent les grains de minéraux lourds, retiennent les minéraux lourds à bord et rejettent la fraction de sédiments les plus légers vers le fond.

Des sables minéraux lourds se trouvent également sur terre dans des dépôts sédimentaires qui se sont accumulés à des moments où le niveau de la mer était beaucoup plus élevé qu'aujourd'hui. Ces sédiments sont exploités, traités pour éliminer les minéraux lourds et retournés dans un paysage qui reprend sa topographie d'origine.

Sable minéral lourd: Un concentré de minéraux lourds provenant d'une exploitation minière à terre en Géorgie. Il est composé de grains de la taille d'un sable composés principalement de rutile, d'ilménite et de zircon.

Polymorphes et impuretés

Le rutile est la forme naturelle la plus abondante de TiO2. Il existe de nombreux polymorphes qui incluent l'anatase et la brookite. Fer (Fe+2) remplace parfois le titane dans certains spécimens de rutile. Lorsque cela se produit, une différence de valence entre le fer et le titane nécessite un équilibrage - et cet équilibre est souvent réalisé par substitution du niobium (Nb+5) et / ou tantale (Ta+5) pour un autre titane. La substitution de ces éléments augmente la gravité spécifique du rutile et provoque une couleur noire à la fois dans le minéral et sa strie.

Propriétés physiques du rutile

Classification chimiqueOxyde
CouleurRouge à brun rougeâtre, noir, jaune à or
TraînéeRouge à brun
LustreAdamantine à submétallique
DiaphanéitéOpaque, transparent sur les bords minces
ClivageBien
Dureté Mohs6 à 6,5
Gravité spécifique4,2 à 4,4
Propriétés de diagnosticLustre, couleur, gravité spécifique, habitude du cristal prismatique
Composition chimiqueOxyde de titane, TiO2
Crystal SystemTetragonal
Les usagesUn minerai de titane, des pigments, un revêtement inerte sur des baguettes de soudage

Quartz rutile: Un bijou à facettes taillé dans du quartz rutile. Les longs cristaux prismatiques au lustre doré sont rutiles. Spécimen et photo par Arkenstone / www.iRocks.com.

Rutile et gemmologie

Plus que peut-être n'importe quel autre minéral, le rutile a une affinité pour se développer sous forme de cristaux en forme de prisme dans d'autres minéraux. De longs prismes de rutile se trouvent dans de nombreux minéraux gemmes différents. Le quartz, le corindon (rubis et saphir), le grenat et l'andalousite sont parmi les plus connus.

Parfois, ces aiguilles sont grossières et clairement visibles à l'intérieur de la gemme, comme dans de nombreux spécimens de quartz rutile. Ces aiguilles produisent des gemmes de nouveauté attrayantes et intéressantes lorsqu'elles ont une couleur et un agencement agréables. Voir la photo adjacente de quartz rutile.

L'étoile de l'Inde: Ce bijou est un saphir étoilé de 563,35 carats, taillé dans du brut trouvé au Sri Lanka. Il est de couleur bleu grisâtre et a été coupé pour afficher une étoile en haut et en bas. Il est exposé à l'American Museum of Natural History de New York. Wikimedia Commons photo de Daniel Torres, Jr.

Dans certaines pierres précieuses, comme le rubis et le saphir, les reflets de la lumière d'un réseau de fins cristaux de rutile dans un cabochon correctement coupé produiront une belle «étoile» de lumière à la surface de la pierre précieuse. Les rubis et les saphirs de pierres précieuses avec cette étoile sont connus dans le commerce sous le nom de «gemmes phénoménales», et le phénomène de l'étoile est appelé «astérisme». Voir la photo adjacente d'un saphir étoilé bleu clair nommé «L'étoile de l'Inde».

Dans d'autres gemmes, une direction de cristaux parallèles formera une ligne de lumière sur la surface de la gemme connue sous le nom de "œil de chat". Le phénomène qui produit un œil de chat est connu sous le nom de «chatoyance», et les gemmes qui montrent ce phénomène sont dites «chatoyantes». Le joyau le plus connu pour sa chatoyance est le chrysobéryl oeil de chat.

Quartz rutile avec œil de chat: Un cabochon taillé dans du quartz rutile extrait au Brésil. Les aiguilles de rutile sont de couleur dorée et ont une texture si grossière que de nombreuses aiguilles individuelles sont clairement visibles. Le cabochon mesure environ 12 x 16 millimètres.

Utilisations du rutile

Les principales utilisations du rutile et de l'oxyde de titane à base de rutile sont: la fabrication de pigments d'oxyde de titane, la fabrication de céramiques réfractaires et la production de titane métallique. L'utilisation du rutile pour fabriquer des pigments touche la vie de presque toutes les personnes aux États-Unis à bien des égards presque tous les jours.

Lorsqu'il est finement broyé et traité pour éliminer les impuretés, le rutile devient une poudre blanche brillante qui sert d'excellent pigment. Il est utilisé pour fabriquer de la peinture en suspendant la poudre dans un liquide. Le liquide sert de support dans l'application de la peinture et s'évapore pour déposer une couche d'oxyde de titane sur l'objet qui a été peint. Les pigments d'oxyde de titane sont devenus très importants dans l'industrie de la peinture en 1978, lorsque le gouvernement des États-Unis a interdit l'utilisation de pigments à base de plomb dans les produits de peinture grand public.

Les pigments d'oxyde de titane sont utilisés pour produire une couleur blanche dans les plastiques, et ils sont utilisés pour fabriquer du papier haute luminosité. L'oxyde de titane confère à ces produits une couleur résistante à la décoloration. L'oxyde de titane est également non toxique et chimiquement stable. Ces propriétés lui permettent d'être utilisé comme pigment dans les aliments, les cosmétiques, les produits pharmaceutiques et de nombreux produits de consommation tels que le dentifrice.

La meilleure façon d'en apprendre davantage sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer leurs propriétés. Des collections minérales peu coûteuses sont disponibles dans la boutique Geology.com.

Rutile synthétique

Le rutile a un indice de réfraction très élevé, une forte dispersion et un éclat adamantin. Ce sont des propriétés optiques qui peuvent produire une grande pierre précieuse, et ces propriétés en rutile rivalisent ou dépassent celles du diamant. Malheureusement, le rutile naturel a rarement la clarté et la couleur nécessaires pour servir de gemme alternative au diamant.

Cependant, le rutile synthétique peut être rendu presque incolore avec une excellente clarté. Quand il a été produit pour la première fois dans les années 1940 et 1950, il a été coupé en pierres précieuses et vendu comme un simulant de diamant nommé «Titania». Il a atteint un peu de popularité au début, mais cela a commencé à s'estomper lorsque les acheteurs ont découvert que le rutile synthétique avait souffert de blessures par abrasion en peu de temps - le rutile a une dureté Mohs de 6 par rapport à la dureté du diamant de 10.


Voir la vidéo: Steven Universe. Steven Meets The Rutile Twins. Off Colors. Cartoon Network (Janvier 2021).