carbonate
Minéral caractérisé par l'ion (CO3)2−. (Les principaux sont l'aragonite, la calcite, la dolomite, constituants essentiels des roches carbonatées.)
Nomenclature, minéralogie
La calcite (CaCO3)
Appartenant au système rhomboédrique, la calcite est incolore et transparente quand elle est pure (spath d'Islande montrant à l'œil nu le phénomène de double réfraction), mais elle est le plus souvent blanche et à éclat vitreux. Les formes cristallines sont nombreuses, les plus fréquentes dans les géodes étant le rhomboèdre et le scalénoèdre. Les clivages parfaits font apparaître les faces brillantes.
La calcite fait effervescence (dégagement de CO2) avec l'acide chlorhydrique dilué à froid. Se substituant à l'aragonite dans le test des organismes marins pendant la diagenèse, ses cristaux microscopiques forment l'essentiel des roches sédimentaires carbonatées (craie, calcaires, marnes) et par suite elle est le composant principal des roches métamorphiques qui en dérivent (cipolin, marbres). On la rencontre aussi, plus accessoirement, en masses blanches ou diversement colorées dans les concrétions karstiques et dans les filons hydrothermaux résultant de la dissolution de carbonates et de leur recristallisation, et dans les carbonatites.
L'aragonite
De même formule et de même couleur que la calcite, l'aragonite appartient cependant au système orthorhombique. Elle se présente en petits prismes ou plus communément en aiguilles et en fibres ; elle fait effervescence sous l'action de l'acide chlorhydrique ; métastable à la température normale, elle se transforme en calcite.
La dolomite (CaMg [CO3]2)
Également de même couleur et du système orthorhombique, la dolomite n'est pas effervescente (sauf, faiblement, après broyage en poudre). Elle est fréquente dans diverses roches sédimentaires (calcaires dolomitiques, dolomies, évaporites) et dans les roches métamorphiques dérivées, ainsi que dans les filons hydrothermaux. La variété ankérite, où Fe se substitue partiellement à Mg, est jaunâtre à brunâtre.
Les autres carbonates
La classification minéralogique englobe aussi dans la famille des carbonates la magnésite, ou giobertite, MgCO3 ; la sidérite, ou sidérose, FeCO3 ; l'azurite et la malachite (carbonates hydratés de cuivre, le premier bleu, l'autre vert), etc.
Géologie
Les carbonates de calcium (calcaires, craies, marbres) et les carbonates doubles de magnésium et de calcium (dolomies) sont abondants en France et situés essentiellement dans les grands bassins sédimentaires et dans les chaînes alpines.
Utilisations, économie
Outre les granulats employés dans les bâtiments et les travaux publics, les utilisations des carbonates sont nombreuses dans l'industrie : sidérurgie, chimie, réfractaires, ciments, charges dans l'agriculture et l'agro-alimentaire.
Le langage industriel appelle carbonates pour charges des produits de haute qualité qui sont obtenus par broyage (par ordre de blancheur croissante) de craies, calcaires et marbres de grande pureté. Ces produits, à forte valeur ajoutée, sont utilisés dans les secteurs des plastiques, du papier, des peintures, des adhésifs, du caoutchouc et de la pharmacie. L'Europe de l'Ouest occupe le deuxième rang mondial, après les États-Unis, quant à la production de carbonates pour charges. La France, qui possède des ressources très importantes, en produit 2,2 à 2,5 Mt/an. Des charges carbonatées sont également fabriquées artificiellement par précipitation chimique. Il est à noter que des pays (comme les États-Unis) mieux dotés en gisements de kaolin qu'en gisements de carbonates emploient moins de carbonates pour charges dans leur papier que les pays européens. La dolomite, dont la dureté est de 3,5 à 4, est par ailleurs trop abrasive pour certains usages, comme la fabrication du papier.