Minéralogie

Définition et Propriétés§

Minéral

• Solide naturel, inorganique (généralement)
• Composition chimique définie
• Structure cristalline ordonnée (arrangement atomique régulier)
• Propriétés physiques constantes

Critères d’Identification

1. Cristallographie

• Système cristallin : 7 systèmes (cubique, hexagonal, tétragonal, orthorhombique, monoclinique, triclinique, rhomboédrique)
• Habitus : forme externe cristaux (prismatique, tabulaire, aciculaire, massif)

2. Dureté (Échelle de Mohs, 1-10)

1. Talc (rayable ongle)
2. Gypse
3. Calcite (rayable pièce cuivre)
4. Fluorite
5. Apatite (rayable verre)
6. Orthose (feldspath)
7. Quartz (raye verre)
8. Topaze
9. Corindon (rubis, saphir)
10. Diamant (substance naturelle la plus dure)

3. Clivage et Fracture

• Clivage : cassure selon plans de faiblesse cristallographique (mica : 1 plan parfait)
• Fracture : cassure irrégulière (quartz : conchoïdale)

4. Couleur et Éclat

• Couleur : peut varier (impuretés, altération)
• Trait : couleur poudre minéral (plus fiable)
• Éclat : métallique, vitreux, nacré, adamantin, terreux, soyeux

5. Densité

• Rapport poids/volume
• Quartz : 2,65 ; Galène : 7,5

6. Autres

• Magnétisme : magnétite
• Fluorescence UV : calcite, fluorite
• Radioactivité : uraninite, pechblende
• Goût : halite (NaCl, sel gemme)

Groupes Minéraux Majeurs§

Silicates (90% croûte terrestre)

• Structure base : tétraèdre SiO₄
• Nésosilicates : tétraèdres isolés
  • Olivine (Mg,Fe)₂SiO₄ : vert, manteau, péridotite
  • Grenat : métamorphisme
• Sorosilicates : tétraèdres doubles (épidote)
• Cyclosilicates : anneaux (béryl : émeraude, aigue-marine ; tourmaline)
• Inosilicates : chaînes
  • Pyroxènes : chaîne simple (augite)
  • Amphiboles : chaîne double (hornblende)
• Phyllosilicates : feuillets (structure 2D)
  • Micas : biotite (noir), muscovite (blanc), clivage parfait
  • Argiles : kaolinite, montmorillonite
  • Chlorite, Talc, Serpentine
• Tectosilicates : réseau 3D (75% croûte)
  • Quartz SiO₂ : très abondant, dur (7), inaltérable, variétés (cristal de roche, améthyste, citrine, agate)
  • Feldspaths (60% croûte) :
    • Plagioclases (Na-Ca) : albite → anorthite
    • Feldspaths alcalins (K) : orthose, microcline
  • Feldspathoïdes : néphéline, leucite

Carbonates

• Calcite CaCO₃ : calcaire, marbre, effervescence HCl
• Dolomite CaMg(CO₃)₂ : dolomie
• Aragonite : même formule calcite, structure différente (polymorphe)
• Sidérite, Magnésite

Oxydes et Hydroxydes

• Hématite Fe₂O₃ : minerai fer principal, rouge
• Magnétite Fe₃O₄ : magnétique, noir
• Corindon Al₂O₃ : rubis (Cr), saphir (Fe, Ti), dureté 9
• Quartz SiO₂ (déjà mentionné)
• Bauxite : Al(OH)₃, minerai aluminium

Sulfures

• Pyrite FeS₂ : “or des fous”, cubique, métallique
• Galène PbS : minerai plomb, cubique, dense, clivage parfait
• Sphalérite ZnS : minerai zinc
• Chalcopyrite CuFeS₂ : minerai cuivre
• Cinabre HgS : mercure, rouge

Sulfates

• Gypse CaSO₄·2H₂O : dureté 2, plâtre
• Barytine BaSO₄ : dense

Halogénures

• Halite NaCl : sel gemme, cubique
• Fluorite CaF₂ : fluorescence, clivage octaédrique parfait

Éléments Natifs

• Or Au, Argent Ag, Cuivre Cu : métalliques
• Soufre S : jaune
• Graphite C : noir, doux, conducteur
• Diamant C : transparent, dur (10), isolant

Gemmes et Pierres Précieuses§

Les “Quatre Grandes”

• Diamant : carbone pur, dureté 10, indice réfraction élevé, dispersion (feux)
  • Formation : manteau (150-200 km), pression extrême, remonté par kimberlite
  • Mines : Afrique du Sud, Russie, Botswana, Canada
• Rubis : corindon rouge (Cr³⁺), Myanmar, 9
• Saphir : corindon bleu (Fe, Ti), aussi rose, jaune, 9
• Émeraude : béryl vert (Cr, V), Colombie, 7,5-8

Autres Gemmes

• Topaze, Aigue-marine, Tourmaline, Améthyste, Opale, Jade (néphrite, jadéite), Turquoise, Péridot (olivine), Tanzanite

Critères Qualité (4C)

• Carat : poids (1 carat = 0,2 g)
• Couleur (Color)
• Pureté (Clarity) : inclusions
• Taille (Cut) : facettes, proportions