Description
La brucite est un hydroxyde de magnésium, de formule idéale Mg(OH)₂. Le magnésium peut y être partiellement remplacé par le fer ferreux ou le manganèse, ce qui modifie légèrement sa couleur et ses propriétés.
Le minéral se présente le plus souvent en masses lamellaires ou foliées, en cristaux tabulaires, ou en agrégats fibreux. Sa couleur varie du blanc au gris, au vert pâle ou au bleuté. Il possède un éclat nacré sur les plans de clivage et vitreux à cireux ailleurs.
Ses propriétés physiques principales sont les suivantes :
- dureté d'environ 2,5 sur l'échelle de Mohs, ce qui en fait un minéral tendre ;
- densité d'environ 2,4, relativement faible ;
- clivage parfait selon le plan basal, donnant des lamelles flexibles mais non élastiques, ce qui la distingue des micas ;
- solubilité dans les acides.
La variété fibreuse porte le nom de némalite. Ses fibres peuvent ressembler à celles de l'amiante chrysotile, avec lequel elle peut d'ailleurs coexister.
Le nom du minéral rend hommage au minéralogiste américain Archibald Bruce, l'un des premiers à l'avoir décrit au début du XIXe siècle.
Structure cristalline
La brucite cristallise dans le système trigonal. Sa structure est formée de feuillets d'octaèdres Mg(OH)₆ partageant leurs arêtes ; chaque ion magnésium est entouré de six groupements hydroxyle. Les feuillets, électriquement neutres, sont empilés et liés entre eux par de faibles liaisons hydrogène, ce qui explique le clivage basal parfait et la faible dureté du minéral.
Cette architecture en feuillets est un modèle de référence en minéralogie. Le feuillet de type brucite constitue en effet la couche octaédrique dite trioctaédrique de nombreux phyllosilicates magnésiens, dont les serpentines, le talc et certaines chlorites. La parenté structurale entre la brucite et la serpentine éclaire leur association fréquente dans la nature.
La brucite est par ailleurs isostructurale d'autres hydroxydes métalliques, comme la pyrochroïte (hydroxyde de manganèse) et la portlandite (hydroxyde de calcium).
Genèse géologique
La brucite se forme dans deux grands contextes géologiques.
Serpentinisation des roches ultramafiques
Lors de l'altération hydrothermale des roches ultramafiques riches en olivine, comme les péridotites et les dunites, l'olivine réagit avec l'eau pour produire de la serpentine. Lorsque la roche est riche en magnésium et pauvre en silice, l'excédent de magnésium cristallise sous forme de brucite, souvent en grains fins dispersés dans la serpentinite. Géologie Québec décrit la brucite comme communément associée à la serpentine dans ces roches.
Métamorphisme des roches carbonatées
Dans les calcaires dolomitiques soumis à un métamorphisme de haute température, la dolomie peut se décomposer en calcite et en périclase (oxyde de magnésium). L'hydratation ultérieure du périclase par des fluides produit de la brucite. Il en résulte des marbres à brucite, dans lesquels le minéral apparaît en granules disséminés dans une matrice de calcite. Ce type de gisement est lié à des processus métasomatiques et à l'intrusion de corps ignés dans les séries carbonatées.
La brucite se rencontre aussi, plus rarement, dans certaines veines hydrothermales de basse température et comme produit d'altération dans divers milieux magnésiens.
Occurrences au Québec
Le Québec compte des occurrences de brucite dans les deux contextes géologiques décrits plus haut.
Région de Wakefield, en Outaouais
Les marbres de la province géologique de Grenville, dans la région de Wakefield (aujourd'hui intégrée à la municipalité de La Pêche, dans la MRC des Collines-de-l'Outaouais), renferment de la brucite formée par métamorphisme et métasomatisme de roches carbonatées magnésiennes. Une publication géologique situe un gisement dans la carrière Cross, près de Wakefield. La documentation historique du gouvernement du Québec y mentionne un petit dépôt, qui a été exploité par le passé comme source de magnésium. Wakefield figure parmi les localités citées dans les ouvrages de référence en minéralogie.
Région de Val-des-Sources, en Estrie
La ceinture de roches ultramafiques serpentinisées des Appalaches québécoises, connue pour ses gisements d'amiante chrysotile, contient aussi de la brucite. Le Handbook of Mineralogy mentionne la localité d'Asbestos, renommée Val-des-Sources en 2020. En 1932, H. Berman et C. D. West ont décrit dans American Mineralogist de la brucite fibreuse provenant d'une mine d'Asbestos, associée au chrysotile. Cette description porte sur des spécimens étudiés et non sur l'étendue d'un gisement.
Données provinciales
Le portail des substances minérales de Géologie Québec, rattaché au ministère responsable des ressources naturelles, constitue la référence publique pour consulter les données géoscientifiques provinciales relatives à cette substance.
Exploitation et usages
La brucite est un minéral industriel apprécié pour sa teneur élevée en magnésium. Elle contient en effet une proportion d'oxyde de magnésium supérieure à celle de la magnésite, autre source naturelle de magnésium.
Ses principaux usages sont les suivants :
- production de magnésie, par calcination, pour la fabrication de produits réfractaires ;
- source de magnésium métallique ou de composés magnésiens ;
- ignifugeant : l'hydroxyde de magnésium, qui libère de l'eau en se décomposant sous l'effet de la chaleur, sert d'agent retardateur de flamme dans les plastiques et les câbles ;
- traitement des eaux et neutralisation de milieux acides ;
- usages divers en agriculture et dans l'industrie chimique.
Au Québec, les marbres à brucite de la région de Wakefield ont fait l'objet d'une exploitation historique. Les sources anciennes ne permettent pas d'établir l'état actuel des travaux ou des ressources de ce secteur. À l'échelle mondiale, l'exploitation commerciale de la brucite est concentrée dans un petit nombre de pays.
Enjeux contemporains
Association avec l'amiante
La variété fibreuse de la brucite, la némalite, a été observée avec le chrysotile dans les gisements de la région de Val-des-Sources. La présence de brucite dans une roche n'exclut donc pas celle de fibres d'amiante. L'identification des minéraux fibreux exige une caractérisation analytique appropriée des échantillons, notamment dans les contextes de santé et de sécurité au travail.
Minéralisation du carbone
La brucite réagit facilement avec le dioxyde de carbone atmosphérique pour former des carbonates de magnésium stables. Cette réactivité, supérieure à celle de la plupart des silicates magnésiens, suscite l'intérêt de la recherche sur le stockage minéral du carbone. Les résidus miniers issus de roches ultramafiques, comme ceux des anciennes mines d'amiante ou de certaines mines de nickel, peuvent contenir de la brucite susceptible de capter du dioxyde de carbone. Des travaux publiés dans le Journal of Petrology traitent de ces implications pour la minéralisation du carbone et l'exploitation du nickel.