1\ Distinction minéral / roche.
Les niveaux d'organisation des roches et des minéraux sont différents (différence entre cristal, minéral et roche). Une roche est constituée par la juxtaposition de grains minéraux (la même espèce de minéral ou des espèces différentes) présentés, eux-mêmes, sous forme de cristaux. Le cristal est un individu alors que le minéral est l'espèce à laquelle appartient l'individu. La roche est la population regroupant les différents individus appartenant à une ou plusieurs espèces.
2\ Assemblage des minéraux.
Deux éventualités pour expliquer l'origine des minéraux dans une roche :
- Minéraux néoformés : les minéraux apparaissent par cristallisation au moment de la formation de la roche. Il y a mise en ordre d'éléments chimiques pré-existant au moment de cette cristallisation.
- Minéraux hérités : les minéraux existaient en tant que tel au moment de la formation de la nouvelle roche.
a\ Grains néoformés
Grains néoformés
La lave, quand elle se refroidit va faire une mise en ordre des ions, selon les réseaux d'un certain nombre de cristaux. On retrouve deux types cristallins.
- Les gros cristaux : les phénocristaux.Le pyroxène : contour net, automorphe et présentant des cassures à 90°.L'amphibole : allongée, contours non nets, autour du cristal, présence d'une auréole réactionnelle.Les feldspaths (plagioclases) : présence de clivages fins, netteté moyenne. Les cristaux sont formés dans la cheminée ou dans la chambre magmatique.
- Le pyroxène : contour net, automorphe et présentant des cassures à 90°.
- L'amphibole : allongée, contours non nets, autour du cristal, présence d'une auréole réactionnelle.
- Les feldspaths (plagioclases) : présence de clivages fins, netteté moyenne. Les cristaux sont formés dans la cheminée ou dans la chambre magmatique.
- Les petits minéraux. Ils sont en forme de baguette (microlithes), souvent, ce sont des feldspaths plagioclases. Le refroidissement a été rapide, quand la lave a été émise).
- Entre gros et petits cristaux, on retrouve du verre (marqueur d'un refroidissement brutal).
b\ Les grains hérités.
Dans le sable, on peut observer une série de grains.
- Des grains transparents, le quartz.
- Des grains altérés, non transparents : les feldspaths.
- Des grains bruns, le mica.
Le sable a une composition granitique : il forme une arène granitique. Dans les massifs granitiques, les grains sont néoformés. Dans le sable, les grains sont hérités.
Si le sable est compacté, il donnera du grès, c'est une roche solide. Les grains de calcite seraient néoformés et les autres grains seraient des grains hérités.
3\ Notion de texture.
La texture est définie par un certain nombre de caractéristiques : taille, forme, nature et relations mutuelles des grains. Cela est vrai pour les roches magmatiques, sédimentaires et métamorphiques.
a\ Taille et dimension des grains : la granulométrie.
Il y a des grands et des petits cristaux. Ces derniers sont témoins d'un refroidissement rapide alors que les gros sont témoins d'un refroidissement lent.
Lorsque les gros cristaux sont peu nombreux, les petits sont en quantité importante. L'inverse est vrai.
b\ Forme des grains.
Les automorphes ont une forme propre alors que les xénomorphes non (ils sont formés pendant le deuxième temps de cristallisation).
- Les gros cristaux sont automorphes : ils se sont développés librement dans le liquide.
- Les microlithes sont aussi automorphes, formées rapidement, sans contrainte.
- Si à la place du verre, on avait des cristaux en forme de trou, ce seraient des xénomorphes.
c\ Relations mutuelles des grains entre eux.
On peut trouver des inclusions ou des auréoles réactionnelles.
- Les inclusions : on en trouve dans les pyroxènes ou les feldspaths, sous forme de minéraux noirs en inclusion d'oxydes de fer : ils sont en inclusions dans les gros minéraux. Leur formation est antérieure à celle des gros cristaux. La cristallisation de l'oxyde de fer est terminée quand les gros cristaux commencent à cristalliser. Il n'y a pas de microlithes dans les gros cristaux. Elles se forment après.
- Les auréoles réactionnelles : ce sont des auréoles qui entourent le minéral et qui le protège de réactions avec le liquide -> elles constituent un « blindage ». Dans un liquide A, il apparaît un minéral B qui réagit avec le liquide A pour donner un minéral C, qui protège le minéral B.
- Figure de corrosion. Un minéral formé tôt et qui réagit avec le liquide va être altéré (il apparaît des « trous »). Dans le pyroxène, l'oxyde de fer sera parfait. Dans les feldspaths, cet oxyde sera parfait d'un côté et attaqué de l'autre.
d\ Structure fluidale.
La disposition géométrique des grains est liée à la mise en place de ces grains : cela entraîne une fluidalité (en fonction de l'écoulement des grains).
On pourra distinguer différentes textures : microlithiques (avec des microlithes), porphyriques (avec des gros cristaux) ou bien encore trachytiques (avec une orientation des cristaux).
e\ Historique.
Le magma est formé en profondeur. Dans la chambre magmatique et la cheminée volcanique, il y a un refroidissement lent : production de gros cristaux automorphes. Pendant l'éruption, il y a un refroidissement rapide qui permet aussi la production d'automorphes mais de petite taille. Enfin arrive le refroidissement brutal qui provoque la mise en place du verre.
4\ Conclusion.
Il y a une organisation logique du monde minéral. On trouve trois types d'espèces : chimique, minérale et rocheuse.
Les niveaux d'organisation sont de plus en plus complexes. Ces espèces sont représentées sous forme d'objet.
- Espèce chimique : l'atome.
- Espèce minérale : le cristal. L'organisation du cristal est un regroupement en réseau d'atomes.
- Espèce rocheuse : les roches et association de roches (formation géologiques). Par exemple, le sable est à l'origine de dunes. Mais la silice (Si) et l'oxygène (O) sont à l'origine du quartz qui lui-même est à l'origine du sable qui lui-même est à l'origine de ces dunes.