Voir la source de Magnétite

{{voir paronymes| Magnésite}}
{{Infobox Minéral
| nom         = Magnétite
| nomIUPAC    = tétraoxyde de trifer
| CAS         = {{CAS|1|3|0|9|3|8|2}} (magnétite) <br />{{CAS|1|3|1|7|6|1|9}} (tétraoxyde de trifer)
| famille     = 4
| strunz      = {{Strunz|4|B|B|05}}
| Dana        = {{Dana|7|2|2|3}}
| largeurbox  = 
| image       = Magnetite.jpg
| tailleimage = 280
| légende     = Magnétite et pyrite - Italie.
| formule     = Fe<sup>2+</sup> Fe<sub>2</sub><sup>3+</sup>O<sub>4</sub>
<!-- Identification -->
| masseform   = 231.54
| couleur     = métallique, gras, mat.
| classe      = hexakisoctaédrique ;<br>F d{{surligner|3}}m ({{n°|227}})
| système     = [[Système cristallin cubique|cubique]]
| réseau      = faces centrées F
| macle       = macle sur {111} par contact
| clivage     = partiel sur {111}
| cassure     = irrégulière, subconchoïdale
| habitus     = cristaux octaédriques
| faciès      = 
| dureté      = 6
| trait       = noir
| éclat       = submétallique
| poli        = 
<!-- Propriétés optiques -->
| réfraction  = 
| pléochroïsme = 
| biréfringence = 
| pouvoir rotatoire = 
| dispersion  = 
| fluorescence = aucune
| absorption  = 
| transparence = opaque
<!-- Propriétés chimiques -->
| masse vol   = {{unité|5.2|g||cm|-3}} à {{tmp|20|°C}}
| densité     = 
| tempfusion  = {{formatnum:1538}}
| fusibilité  = 
| solubilité  = soluble dans l'[[acide chlorhydrique]]<ref>{{Ouvrage | langue=en | auteur1=Thomas R. Dulski | titre=A manual for the chemical analysis of metals | volume=25 | éditeur=ASTM International | année=1996 | pages totales=251 | passage=71 | isbn=0-8031-2066-4 | lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=ViOMjoLKB1gC&pg=PA73}}</ref>
| comportement = 
<!-- Propriétés physiques -->
| coeff_couplage = 
| magnétisme  = fortement magnétique
| radioactivité = aucune
<!-- Précautions -->
| 67548EECref = 
| symboles = 
| numeroIndex = {{indexCE|}}
| classificationCE = 
| r = 
| s = 
| transportRef = 
| transport = {{ADR|Kemler=|ONU=|Classe=|CodeClassification=|Etiquette=|Etiquette2=|Etiquette3=|Emballage=}}
| NFPA704ref = 
| NFPA704 = {{NFPA 704|Health=|Flammability=|Reactivity=|Other=}}
| SIMDUTref = <ref name="Reptox">{{Reptox|CAS=1317-61-9|Date=24 avril 2009}}</ref>| SIMDUT = {{SIMDUT/2| sansControle = Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.}}
| SGHref = 
| SGH = {{SGH|}}
| CIRC = 
| categorisationAuto = <!-- désactivée -->
}}
La '''magnétite'''  est une espèce [[minéral]]e composée d'[[oxyde de fer(II,III)]], de [[Formule brute|formule]] {{fchim|Fe|3|O|4}} (parfois écrit {{fchim|FeO·Fe|2|O|3}}), avec des traces de [[magnésium]] Mg, de [[zinc]] Zn, de [[manganèse]] Mn, de [[nickel]] Ni, de [[chrome]] Cr, de [[titane]] Ti, de [[vanadium]] V et d'[[aluminium]] Al. La magnétite est un matériau [[Ferrimagnétisme|ferrimagnétique]].

Les variétés riches en titane sont qualifiées de magnétites titanifères, ou plus souvent de '''titanomagnétites'''.

Des [[Cristal|cristaux]] de magnétite peuvent être [[biominéralisé]]s, c'est-à-dire biosynthétisés par certaines espèces vivantes<ref>Lowenstam HA (1962) ''Magnetite in denticle capping in recent chitons (Polyplacophora)''. Bull. Geol. Soc. Am. 13, 435-438</ref>, qui semblent pouvoir les utiliser pour s'orienter dans l'espace.

== Historique de la description et appellations ==
{{article détaillé|Aimant#Histoire}}

=== Étymologie ===
La magnétite est connue depuis au moins l'[[âge du fer]] ; la première mention écrite date de [[Pline l'Ancien]] en 77 ; elle est décrite par [[Wilhelm Karl Ritter von Haidinger]] en 1845 ; son nom dérive de l'allemand ''Magnetit'', mot lui-même dérivé du latin ''magnes, magnetis'' signifiant aimant et dérivant ultimement du nom de la province de [[Magnésie antique|Magnésie]], riche en magnétite.

=== Topotype ===
Magnésia, [[Thessalie]] (Grèce).

=== Synonymie ===
* aimantine
* diamagnétite (Shepard 1852)<ref>Shepard (1852), ''American Journal of Science'': 13: 392.</ref>
* ferroferrite (le)<ref>''Colloques internationaux du Centre national de la recherche'', Numéro 27 Par Centre national de la recherche scientifique (France) {{p.|80}} 1950</ref>
* fer oxydé magnétique
* fer oxydulé ([[Armand Dufrénoy|Dufrénoy]] 1845)<ref>Traité de minéralogie, Volume 2 Par Ours Pierre Armand Petit Dufrénoy {{p.|462}} 1845</ref>
* héraclion : la magnétite était abondante à Héraclée en Lydie<ref>''Encyclopédie, ou dictionnaire raisonné des sciences, des arts'', Volume 17 Par Denis Diderot,Jean Le Rond d'Alembert {{p.|279}} 1778</ref>
* morpholite
* pierre d'aimant
* pierre du nord

== Caractéristiques physico-chimiques ==
=== Propriétés physiques ===
;Habitus : Elle forme des cristaux typiquement octaédriques, plus rarement dodécaédriques, exceptionnellement cubiques, qui peuvent atteindre près de {{unité|25|cm}}<ref>The Handbook of Mineralogy Volume IV, 2000 Mineralogical Society of America by Kenneth W. Bladh, Richard A. Bideaux, Elizabeth Anthony-Morton and Barbara G. Nichols</ref>.

; Magnétisme : À une température de {{tmp|580|°C}} ([[point de Curie]]), le [[magnétisme]] disparaît pour réapparaître ensuite en refroidissant. La rémanence est de l'ordre de {{nobr|480 Gauss}}. Ce minéral est un [[conducteur électrique]].

=== Cristallochimie ===
* Elle forme une série avec la [[magnésioferrite]] et la [[jacobsite]].
* Elle fait partie du [[groupe du spinelle]]
; Le groupe du spinelle
Rassemble des espèces de structure similaire. Il existe plus de {{nobr|20 espèces}}. La formule générique est XY<sub>2</sub>O<sub>4</sub> où X représente un métal divalent (magnésium, fer, nickel, manganèse et/ou zinc) et Y un métal trivalent (aluminium, fer, chrome et/ou manganèse, titane).
* [[Chromite]]
* [[Franklinite]]
* [[Gahnite]]
* [[Magnésiochromite]]
* [[Minium]]
* [[Spinelle]]
* '''Magnétite et [[Maghémite]]'''

[[Fichier:structure magnetite maghemite.gif|Structures de la magnétite (a) et de la maghémite (b)]]

=== Cristallographie ===
[[Fichier:Kristallstruktur Magnetit.png|thumb|upright 1.0|Structure cristalline de la Magnétite.]]
* [[Paramètre cristallin|Paramètres]] de la [[maille (cristallographie)|maille conventionnelle]] : <math>a</math> = {{unité|8.391|Å}}, ; Z = 8 ; V = {{nb|590.80 Å3}}
* Densité calculée = {{unité|5.21|g||cm|-3}}

== Gîtes et gisements ==
=== Gîtologie et minéraux associés ===
;Gîtologie
C'est un minéral ubiquiste commun, que l'on trouve dans de nombreux types de roches.
* Roches intrusives : dans les [[diorite]]s et les [[gabbro]]s, ainsi que dans leurs équivalents volcaniques ([[andésite]] et [[basalte]]).
* [[Roche métamorphique|Roches métamorphiques]] : minéral classique dans les [[skarn]]s, elle y est introduite par [[métasomatose]] dans les roches calcaires.
* Formations hydrothermales : elle peut y être présente comme [[minéral accessoire]]. Dans les fentes alpines, elle existe en très beaux échantillons (en [[Italie]] et en Suisse).
* [[Roche sédimentaire|Roches sédimentaires]] : la magnétite peut se rencontrer comme élément lourd détritique dans les sédiments ; des gisements de sables à magnétite sont exploités dans le nord de la [[Nouvelle-Zélande]].
* Dépôt de fumerolles volcaniques : [[Vésuve]] et de l'Etna ; son faciès peut y être arborescent ou dendritique.
* Présent dans certaines météorites.
; Minéraux associés
* [[Apatite]], [[chromite]], [[ilménite]], [[rutile]], et les [[silicate]]s dans les roches intrusives.
* [[chalcopyrite]], [[hématite]] [[pentlandite]], [[pyrite]], [[pyrrhotite]], [[sphalérite]], et les [[silicate]]s dans les roches hydrothermales et métamorphiques
* [[hématite]], [[quartz (minéral)|quartz]] dans les roche sédimentaires.

=== Gisements producteurs de spécimens remarquables ===
Il est présent dans la plupart des concentrés de [[batée]] des [[wikt:orpailleur|orpailleurs]] et peut être séparé aisément à l'aide d'un [[aimant]]. On le trouve aussi en [[Autriche]] dans des [[Schiste vert|schistes verts]] où les cristaux peuvent dépasser facilement les {{unité|5|mm}} d'arêtes.

Des cristaux mal formés de {{unité|250|kg}} ont été trouvés à [[Faraday (Ontario)|Faraday]] en [[Ontario]] au [[Canada]] et dans les [[pegmatite]]s de [[Teete]] au [[Mozambique]].

== Exploitation des gisements ==
;Utilisations
*C'est l'un des principaux minerais de [[fer]].
* Colorant : [[pigment]] primaire pour la [[terre d'ombre]] et la [[terre de Sienne]].
* Principal composant de la poudre de ferrites utilisée pour la fabrication des aimants.
* Datation des coulées de laves du fait de ses propriétés [[Ferrimagnétisme|ferrimagnétiques]], la magnétite est utile en [[paléomagnétisme]] car elle enregistre les [[Inversion du champ magnétique terrestre|variations de l'orientation du champ magnétique terrestre]]. Grâce à la magnétite on a pu ainsi déterminer sur des coulées rapprochées qu'à chaque inversion du dipôle terrestre il y a une phase de transition de {{unité|1000|ans}} où le champ magnétique peut s'inverser en {{nobr|3 jours}}.
* [[Biologie]] : Selon des recherches réalisées par deux biologistes américains, Gould et Kirschvink, les cellules de l'être humain renferment des cristaux de magnétite, ce qui pourrait amener à comprendre les propriétés bio-électromagnétiques du corps humain<ref>Kirschvink, J.L. and Gould, J.L., "Biogenic magnetite as a basis for magnetic field sensitivity in animals ," Bio Systems 13 (1981) 181-201.</ref>. On croyait à tort que le pigeon avait de la magnétite, présente à trois endroits bien distincts et en quantités différentes, à l'intérieur de son bec, ce qui l'aurait aidé à se diriger en vol<ref>Marianne Hanzlik, Christoph Heunemann, Elke Holtkamp-Rötzler, Michael Winklhofer, Nikolai Petersen and Gerta Fleissner. Superparamagnetic Magnetite in the Upper Beak Tissue of Homing Pigeons. BioMetals 13 (2000) 325-331</ref>. Ces affirmations ont cependant été réfutées<ref>{{Lien web |langue=fr |prénom=Quentin Mauguit |nom=Futura |titre=Le bec des pigeons n’est pas une boussole |url=https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/zoologie-bec-pigeons-nest-pas-boussole-38124/ |site=Futura |consulté le=2021-09-10}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr-ca |prénom=Zone Science- |nom=ICI.Radio-Canada.ca |titre=Le {{6e}} sens des pigeons reste un mystère |url=https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/557135/pigeons-champ-magnetique |site=Radio-Canada.ca |consulté le=2021-09-10}}</ref>.
* Élimination de l'arsenic dans l'eau<ref>Cafer T. Yavuz, J. T. Mayo, Carmen Suchecki, Jennifer Wang, Adam Z. Ellsworth, Helen D’Couto, Elizabeth Quevedo, Arjun Prakash, Laura Gonzalez and Christina Nguyen, {{et al.}}, "Pollution magnet: nano-magnetite for arsenic removal from drinking water", Environmental Geochemistry and Health, Volume 32, Number 4, 327-334</ref>

== La magnétite et le vivant ==
De la magnétite est normalement présente sous forme de cristaux [[Biominéralisation|biominéralisés]] dans certains organes chez diverses espèces animales, où elle pourrait jouer un rôle dans le [[sens de l'orientation]]<ref name=Kirschvink1992>Kirschvink J {{et al.}} (1992) "''Magnetite biomineralization in the human brain''". Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 89 (16): 7683–7687. {{Bibcode|1992PNAS...89.7683K}}. {{doi|10.1073/pnas.89.16.7683}}. Lay summary. "Using an ultrasensitive superconducting magnetometer in a clean-lab environment, we have detected the presence of ferromagnetic material in a variety of tissues from the human brain."</ref>.
<br />Chez l'humain on en a trouvé dans plusieurs zones du [[cerveau]], dont les [[lobe frontal|lobes frontaux]], les [[Lobe pariétal|lobes pariétaux]], les [[Lobe occipital|lobes occipitaux]] et [[Lobe temporal|temporaux]], mais aussi dans le [[tronc cérébral]], le [[cervelet]] et les [[Ganglions de la base]]<ref name=Kirschvink1992/>{{,}}<ref name=neocortex/>.
Le fer s'y trouve sous trois formes : l'[[hémoglobine]] (circulant dans le sang), la [[ferritine]] ([[protéine]]) et en faible quantité sous forme de magnétite. Les zones du cerveau impliquées dans la fonction motrice contiennent généralement plus de fer<ref name=neocortex/>{{,}}<ref>Zecca, Luigi; Youdim, Moussa B. H.; Riederer, Peter; Connor, James R.; Crichton, Robert R. (2004). "''Iron, brain ageing and neurodegenerative disorders''". Nature Reviews Neuroscience. 5: 863–873</ref>. L'hippocampe (zone du [[traitement de l'information]], de l'[[apprentissage]] et de la [[mémoire (psychologie)|mémoire]]) en contient aussi<ref name=neocortex/>.

Une hypothèse ([[biomagnétisme]]), est que, comme de nombreux animaux, l'être humain a ou aurait conservé un sens magnétique relictuel<ref>Eric Hand (June 23, 2016). "[http://www.sciencemag.org/news/2016/06/maverick-scientist-thinks-he-has-discovered-magnetic-sixth-sense-humans ''Maverick scientist thinks he has discovered a magnetic sixth sense in humans'']". Science. {{doi|10.1126/science.aaf5803.}}</ref>, que certaines personnes douées d'un très bon sens de l'orientation utiliseraient inconsciemment, et ceci nécessiterait la présence de cristaux de magnétite (réagissant au champ magnétique terrestre)<ref>Baker, R R (1988). "Human magnetoreception for navigation". Progress in Clinical and Biological Research. 257 : 63–80. {{PMID|3344279}}</ref>. Les fonctions de la magnétite dans le cerveau sont encore incomprises<ref>Kirschvink, Joseph L; Winklhofer, Michael; Walker, Michael M (2010). "''Biophysics of magnetic orientation: strengthening the interface between theory and experimental design''". Journal of the Royal Society, Interface / the Royal Society. 7 Suppl 2: S179–91. {{doi|10.1098/rsif.2009.0491.focus}}. {{PMC|2843999}}librement accessible. {{PMID|20071390}}.</ref>.

Le fer est un [[oligoélément]] absolument vital, mais, à dose anormalement élevée dans le cerveau, la magnétite peut avoir des effets [[neurotoxique]]s, au moins en raison de sa nature chargée ou magnétique et de son implication dans le [[stress oxydatif]] ou la production de [[radicaux libres]]<ref name=BarbaraMaher2016/> ; en effet il a été démontré que les plaques [[bêta-amyloïde]]s et la [[protéine Tau]] associées aux [[Maladie neurodégénérative|maladies neurodégénératives]] surviennent fréquemment après un [[stress oxydatif]] et la biominéralisation de fer dans le cerveau<ref name=neocortex>''Magnetite Nano-Particles in Information Processing: From the Bacteria to the Human Brain Neocortex'' - {{ISBN|9781-61761-839-0}}</ref>.

Le [[microscope électronique]] permet de très facilement distinguer les cristaux de magnétite, naturellement produits et stockés par les cellules du corps (cristaux aux formes complexes), de la magnétite provenant de la pollution atmosphérique (nanoparticules lisses et arrondies issues des pots d'échappement et des processus de combustion/incinération qui peuvent remonter jusqu'au cerveau le long du nerf olfactif, en augmentant la concentration de magnétite dans le cerveau et en y introduisant une forme anormale de magnétite)<ref name=neocortex/>{{,}}<ref name=BarbaraMaher2016>Barbara A. Maher; Imad A. M. Ahmed; Vassil Karloukovski; Donald A. MacLaren; Penelope G. Foulds; David Allsop; David M. A. Mann; Ricardo Torres-Jardón; Lilian Calderon-Garciduenas (2016). "''Magnetite pollution nanoparticles in the human brain''" (PDF). PNAS Early Edition. 113 (39): 10797–10801. {{Bibcode|2016PNAS..11310797M}}. {{doi|10.1073/pnas.1605941113}}. {{PMC|5047173}}Freely accessible. {{PMID|27601646}}.</ref>.
Des nanoparticules de magnétite inhalées pourraient aussi passer dans le sang via les poumons et passer au travers de la barrière hématoencéphalique. Des [[autopsie]]s (d'enfants et adultes) ont montré que, dans les régions où l'air est très pollué ([[Mexico]] par exemple), le cerveau humain pouvait contenir un taux de particules de magnétite jusqu'à environ 100 fois plus élevé que la normale, et associé à une dégénérescence neuronale et à des maladies neurodégénératives plus ou moins graves selon les cas<ref>BBC [https://www.bbc.com/news/science-environment-37276219 Environment:Pollution particles 'get into brain'] (Environnement : des particules issues de la pollution de l'air pénètrent dans le cerveau</ref>. Ce travail dirigé par la professeure Barbara Maher ([[Université de Lancaster]]) conclut à un lien causal (plausible, mais à confirmer avec la [[maladie d'Alzheimer]]) car en laboratoire les études suggèrent que des oxydes de fer de type ''magnétite'' sont une composante des plaques de protéines anormales qui se forment dans le cerveau des maladies d'Alzheimer<ref>Wilson, Clare (5 September 2016). "''Air pollution is sending tiny magnetic particles into your brain''". New Scientist. 231 (3090). consulté le 6 septembre 2016</ref>.

Des taux anormaux de fer (fer magnétique notamment) ont été mesurés dans certaines zones du cerveau de patients victimes de la maladie d'Alzheimer<ref name=Qin2011/>. La surveillance de ces taux pourrait être un indicateur de perte de neurones et du développement de certaines maladies neurodégénératives, avant même l'apparition des symptômes<ref>Zecca, Luigi; Youdim, Moussa B. H.; Riederer, Peter; Connor, James R.; Crichton, Robert R. (2004). "''Iron, brain ageing and neurodegenerative disorders''". Nature Reviews Neuroscience. 5: 863–873.</ref>{{,}}<ref name=Qin2011>Qin Y, Zhu W, Zhan C {{et al.}} (2011) J. Huazhong Univ. Sci. Technol. [Med. Sci.] 31:578.</ref> (en raison de la relation entre la magnétite et la ferritine)<ref name=neocortex/>.
Dans les tissus, la magnétite et la ferritine peuvent créer de petits champs magnétiques interagissant avec l'[[imagerie par résonance magnétique]] (IRM) en créant un contraste sur l'image<ref name=Qin2011/>.

La [[maladie de Huntington]] n'a jamais été associée à un niveau accru de magnétite, mais des niveaux élevés ont été trouvés dans le [[modèle animal]] ([[souris de laboratoire]])<ref name=neocortex/>.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets| commons= Category:Magnetite| wikt=magnétite}}

=== Articles connexes ===
* [[Spinelles]]

=== Liens externes ===
* {{Lien web| langue=en| url=https://www.mindat.org/min-2538.html| site=[[Mindat.org]]| titre=Magnetite| consulté le=25 novembre 2017}}
* {{Lien web| langue=en| url=https://www.mindat.org/min-3978.html| site=[[Mindat.org]]| titre=Titaniferous Magnetite| consulté le=25 novembre 2017}}

{{Palette|Liste des minéraux}}

{{Portail|minéraux et roches|chimie}}

[[Catégorie:Spinelles]]
[[Catégorie:Fer (minéral)]]
[[Catégorie:Minerai]]
[[Catégorie:Minéral nommé d'après l'une de ses propriétés]]
[[Catégorie:Ferrimagnétisme]]