Mineraux

 

Les éléments

Les oxydes et hydroxydes

Les 7 systèmes cristallins

La minéralogie est la science qui s’intéresse aux minéraux. leur forme, leur composition chimique et leurs propriétés (chimiques et physiques). elle s’intéresse aussi aux conditions de leur formation.


Les minéraux sont des substances chimiques que l’on trouve à l’état naturel le plus souvent sous la forme de solides cristallins ou cristaux.

On classe les minéraux selon leur composition chimique: Les éléments, les sulfures, les halogénures (chlorures, fluorures...), les oxydes, les hydroxydes, les nitrates, les carbonates, les sulfates, chromates, phosphates, les silicates (les plus nombreux), les minéraux organiques,...

Ils ne sont formés que d’un seul type d’atomes qui ont tendance à résister à l’oxydation. on trouve parmi ceux-ci quelques métaux comme l’or, l’argent ou le cuivre.

Cuivre

Cuivre natif

Composition chimique théorique: Cu

Eclat: métallique

Densité: 8,9

Dureté: 2,5 à 3

Système cristallin cubique.

Soufre

Soufre natif

Composition chimique théorique: S

Eclat: adamantin (cassure mate)

Densité: 2 à 2,1

Dureté: 1,5 à 2

Système cristallin orthorhombique

Fossa, Vulcano (Italie)

Tous les éléments chimiques sont classés dans la tableau périodique des éléments. Pour en savoir plus ...

Les sulfures

Les carbonates

Les silicates

Propriétés des minéraux

L’oxygène est l’élément chimique le plus représenté dans les minéraux et les roches. Son électronégativité élevée fait de ce “voleur d’électrons” l’oxydant le plus important. Il attire à lui 2 électrons et se trouve sous la forme

Quartz

Silice, dioxyde de silicium

Composition chimique théorique: SiO2

Variété “cristal de roche”, incolore et transparente.

Eclat: vitreux

Densité: 2,65

Dureté: 7

Système cristallin rhomboédrique

Massif du Gotthard (Suisse)

L’élément silicium (Si) se trouve dans la 4e colonne du tableau périodique. Il a donc 4 électrons périphériques. Il réagit donc avec 2 atomes d’oxygène  pour former SiO2

Améthyste

Quartz, silice: dioxyde de silicium SiO2

La coloration est due aux atomes de fer Fe3+,

titane et manganèse, présents en faible quantité.

Minas Gerais (Brésil)

Quartz fumé & granite

Quartz, dioxyde de silicium SiO2

Le granite en dessous contient des cristaux de quartz plus petit, associés à d’autres cristaux (feldspath et mica)

La coloration est due à la présence d’éléments radioactifs à l’état de traces

(très faible quantité).

Quartz rose

Silice, dioxyde de silicium

Composition chimique théorique: SiO2

Variété rose translucide

Cassure conchoïdale (comme le verre)

Eclat: vitreux

Densité: 2,65

Dureté: 7

Système cristallin rhomboédrique

Glace

Eau, monoxyde de dihydrogène

Composition chimique théorique: H2O

Système cristallin hexagonal

Le soufre se trouve comme l’oxygène dans la 6e colonne du tableau périodique. Son électronégativité est cependant moins élevée. Il attire aussi à lui 2 électrons et se trouve sous la forme

Galène

Sulfure de plomb PbS dans une gangue de fluorine CaF2

Composition chimique théorique: PbS

Eclat: métallique

Densité: 7,2 à 7,6

Dureté: 2,5 à 3

Système cristallin cubique

Mine des Trappistes, Valais (Suisse)

Pyrite & magnétite

Disulfure et oxyde de fer

Pyrite, éclat doré FeS2

magnétite aiguilles grises Fe3O4

Dans la cas du disulfure de fer (pyrite), le soufre est au degré d’oxydation -1


Il forme un pont disulfure :



On peut le noter

Ici le fer (Fe) est oxydé à la fois par l’oxygène et le soufre. Il y a donc une compétition pour la formation d’oxyde de fer et de sulfure de fer. Avec le temps, les échantillons de sulfures ont tendance à s’oxyder (voir la marcassite ci-dessous). le soufre, délogé, se retrouve à l’état élémentaire jaune.

Nodule de Marcassite

Sulfure de fer FeS2

Concrétion fibro-radiée.


Cet échantillon est fortement altéré.

En brun, des oxydes et hydroxydes de fer (limonite).

En jaune, le soufre.

Système cristallin orthorhombique

Chalcopyrite

Sulfure de cuivre et fer

Composition chimique théorique: CuFeS2

Eclat: métallique

Couleur: laiton avec irisations

Densité: 4,2 à 4,3

Dureté: 3,5 à 4

Système cristallin quadratique

Calcite

Carbonate de calcium

Composition chimique théorique: CaCO 3

Eclat: vitreux

Densité: 2,6 à 2,8

Dureté: 3

Système cristallin rhomboédrique

Les plans de clivage sont bien visibles(Mexique)

Calcite

Carbonate de calcium

Exemplaire poli

(Chine)

Le cristal de calcite a une propriété remarquable: la biréfringence. Les rayons lumineux sont doublement réfractés: on “voit double” à travers le cristal.

Malachite

Carbonate et hydroxyde de cuivre

CuCO3 . Cu(OH)2

Minerai de cuivre (Congo)

Malachite (vert)

Carbonate et hydroxyde de cuivre

CuCO3 . Cu(OH)2


Azurite (bleu)

Carbonate et hydroxyde de cuivre

CuCO3 . Cu(OH)2

Muscovite

Mica blanc alumineux

Phyllosilicate

Composition chimique théorique: KAl2 [Si3AlO10 (OH,F)2 ]

Eclat: nacré, vitreux, soyeux

Densité: 2,7 à 2,8

Dureté: 2 à 2,5

Système cristallin monoclinique

Les minéraux sont des substances chimiques que l’on trouve à l’état naturel le plus souvent sous la forme de solides cristallins ou cristaux.


Pour décrire et caractériser les milliers de minéraux existants il existe quelques critères utiles:

1.

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7.

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9.

10.

11.

12.

La forme des cristaux (dérivés des 7 systèmes cristallins)

La densité

La dureté

La couleur

La trace (couleur du minéral en poudre)

L’éclat (métallique, vitreux, nacré, mat,...)

Le clivage (propriété de se casser selon des directions déterminées)

La transparence

La solubilité dans différentes substances

La luminescence

les propriétés électriques (conductibilité) et magnétiques

La radioactivité

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