Minéralogie

La minéralogie est une science multidisciplinaire qui a pour objet les minéraux, leurs identifications, leurs caractérisations et descriptions, leurs analyses, leurs variétés et habitus, leurs classements, classifications et collections, leurs gîtologie, gisements et répartitions, leurs origines et leurs divers modes de formation, leurs usages par l'Homme, leurs intérêts pour la végétation ou la faune, leurs histoires dans l'univers des écrits ou discours savants ou des savoirs profanes ou traditionnels, les diverses modalités de connaissances... La minéralogie descriptive étudie les minéraux des milieux naturels, constituants diversement associés dans les roches. Elle peut être considérée, tout en gardant son statut autonome et réglementé au niveau international, comme une discipline de base de la géologie, une science auxiliaire de la pétrologie, ou encore une branche de la planétologie ou une matière d'approfondissement en prolongation de la chimie minérale dans le sens étendu où les produits de la cristallisation artificielle, en laboratoire ou en four technique, sont admis.

L'origine des minéraux

Nous savons tous que la matière peut exister sous trois états, solide, liquide ou gazeux. La température et la pression sont les deux principaux facteurs qui règlent l'état sous lequel se trouve la matière. Le diagramme qui suit se nomme un diagramme de phases; c'est celui de l'eau. Il illustre de façon simple les relations entre états de la matière et température-pression.

Les principaux minéraux constitutifs de l’écorce terrestre

Le tableau qui suit présente la proportion des éléments chimiques les plus abondants dans la croûte terrestre.

On y voit que deux éléments seulement, Si et O, comptent pour près des trois quarts (74,3%) de l'ensemble des matériaux. Il n'est donc pas surprenant qu'un groupe de minéraux composés fondamentalement de Si et O avec un certain nombre d'autres ions et nommés silicates, compose à lui seul 95% du volume de la croûte terrestre. A noter que cette répartition n'est applicable qu'à la croûte terrestre. On considère que le noyau est composé presqu'uniquement de fer et de nickel, ce qui est bien différent de ce qu'on présente ici. Lors de la formation de la terre, les éléments légers, comme l'oxygène et le silicium ont migré vers l'extérieur, alors que les éléments plus lourds, comme le fer, se sont concentrés au centre.

L'identification des minéraux

Les minéraux possèdent des propriétés physiques qui permettent de les distinguer entre eux et qui deviennent des critères d'identification. Ces critères sont précieux, tant pour le spécialiste, que pour le collectionneur amateur. Ce qui attire d'abord l'oeil, c'est bien sûr la couleur et la forme cristalline des minéraux, mais il y a bien d'autres propriétés. Plusieurs de ces propriétés peuvent être observées sans l'aide d'instruments et sont d'une grande utilité pratique.

L’espèce minérale

Encore un cran au-dessus des molécules, on a les minéraux. Ceux-ci sont constitués d'atomes et de molécules, et se définissent sur deux critères indissociables: la composition chimique et la structure atomique. En simplifiant, on peut dire que le minéral, c'est la matière ordonnée. Le minéral halite est un exemple simple qui illustre bien la dualité de la définition de l'espèce minérale. Sa composition chimique est NaCl, le chlorure de sodium (le sel de table!). Le minéral halite possède une structure atomique déterminée qu'on dit cubique. On l'appelle cubique parce que l'arrangement des atomes, en alternance régulière entre les Cl et les Na, forme une trame cubique comme le montre ce modèle (schéma de gauche).

La structure de la matière

Nous savons tous que les matériaux de notre planète sont constitués d'éléments chimiques, comme l'hydrogène, l'oxygène, le fer, le nickel, etc.... Il y en a 106 dans le tableau périodique des éléments de Mendeleef.

Les roches salines

Les évaporites sont des sels précipités par évaporation ou concentration à partir de fluides variés dans des complexes géodynamiques continentaux ou marins.

Les altérites

La dégradation mécanique résulte des écarts de température (jour/nuit) et thermoclastie : il y a une absorption inégale des radiations par les différents minéraux (noirs et blancs) dilatation différentielle et éclatement des roches. Cette dégradation peut aussi provenir de la pénétration des eaux dans les roches poreuses : la tension importante autour des minéraux va provoquer l’éclatement.

Les roches sédimentaires carbonatées

Les roches sédimentaires carbonatées sont uniquement constituées de CaCO3 et/ou de Mg (dolomie). Les processus de précipitation sont physico-chimiques ou biochimiques.

Les roches carbonées

On trouve des roches détritiques qui alternent avec des zones de charbon. Les charbons sont des roches constituées de végétaux continentaux fossiles.

Les roches sédimentaires détritiques

Les roches sédimentaires détritiques sont constituées d’éléments apportés et re-sédimentés. Il existait avant une roche ayant fourni ces éléments par altération chimique, climatique… Ces éléments libérés vont être transportés avant la sédimentation.

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