Minéralogie
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2008-07-22T08:31:23Z
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La '''minéralogie''' est la [[science]] qui étudie les [[minéral|minéraux]].
Un minéral est une substance formée naturellement, généralement [[Chimie inorganique|inorganique]], exceptionnellement [[Chimie organique|organique]]. Un minéral donné est caractérisé par une [[Formule brute|formule chimique]] et une [[structure cristalline]], c'est-à-dire respectivement par la nature des atomes qui le composent et leur agencement dans l'espace. La minéralogie concentre les diverses approches d'étude des minéraux sur ces bases théoriques.
== Propriétés des minéraux ==
{{Article détaillé|Minéral}}
Plusieurs propriétés et méthodes permettent de caractériser un minéral. Pour étudier un minéral donné, le minéralogiste exploitera, entre autres :
* sa [[structure cristalline]] à l'état solide (le plus souvent étudiée à l'aide de la diffraction des rayons X) ;
* sa composition chimique (souvent analysée à la [[Microsonde de Castaing|microsonde électronique]]) ;
* ses propriétés mécaniques : [[densité]], [[dureté]], [[clivage]], cassure, fracture, toucher, [[masse volumique]] ;
* ses propriétés optiques : [[couleur]], trace, [[éclat]], [[transparence]], [[indice de réfraction]], analyse interférentielle à l'aide de rayons X ;
* les liaisons entre les atomes, qui peuvent être notamment : covalentes, ioniques, métalliques, de [[Force de van der Waals|Van der Waals]] ;
* ses propriétés chimiques : [[photoluminescence]], réactivité avec les acides, coloration sous la flamme ;
* sa [[Phase (matière)|phase]] (solide, liquide ou gazeuse) ;
* sa [[solubilité]] (dans l'eau) ;
* ses propriétés électriques et thermiques.
== Nomenclature des minéraux ==
La nomenclature moderne s’impose dans le courant du {{s-|XIX|e}}, dans laquelle le nom trouve son origine dans plusieurs raisons.
* une propriété caractéristique (ex. la [[magnétite]])
* le nom de l'élément chimique dominant (ex. la [[calcite]])
* le nom d'un savant (ex. la [[dolomite]], dédiée à [[Déodat Gratet de Dolomieu|Déodat de Dolomieu]])
* sa couleur (ex. l'[[Azurite (minéral)|azurite]])
* une localité (ex. l’[[autunite]] a été découverte près d'[[Autun]], [[Saône-et-Loire]]).
Aujourd'hui, il existe un organisme international visant à [[Norme|normaliser]] la définition des espèces minérales : l'[[Association internationale de minéralogie]] (IMA).
== Prospection ==
Des minéraux sont susceptibles d'être découverts dans les sources suivantes :
* les [[mine (gisement)|mines]] et les [[carrière (géologie)|carrières]], qui sont les terrains de prédilection pour la recherche des minéraux ;
* les [[Météorite|météorites]], qui tombent par milliers sur Terre chaque jour ;
* en laboratoire et grâce à l'[[informatique]], les chercheurs trouvent des combinaisons théoriques de minéraux [[Matériau composite|composites]], qui constituent actuellement l'essentiel des découvertes.
Les huit éléments qui constituent à eux seuls près de 90 % de la texture de la croûte terrestre s'associent pour former les minéraux. Les minéraux silicatés et la [[silice]] prédominent dans la plupart des roches communes, excepté le [[calcaire]].
== L'échelle de dureté ==
L'[[Échelle de Mohs|échelle de dureté de Mohs]] fut inventée en [[1812]] par le [[Minéralogie|minéralogiste]] [[Allemagne|allemand]] [[Friedrich Mohs]] afin de mesurer la [[dureté]] des minéraux. Le numéro 1 étant le moins dur et le numéro 10 le plus dur.
*1. Le [[talc]]
*2. Le [[gypse]]
*2,2. L'[[ongle]]
*3. La [[calcite]]
*4. La [[fluorine]]
*5. L'[[apatite]]
*6. L'[[orthose]]
*7. Le [[Quartz (minéral)|quartz]]
*8. La [[Topaze (minéral)|topaze]]
*9. Le [[corindon]]
*10. Le [[diamant]]
== Sciences connexes ==
La minéralogie travaille en collaboration avec d'autres sciences :
* la '''[[Prospection (géologie)|prospection]]''', qui consiste à rechercher sur le terrain les minéraux ;
* la '''[[géochimie]]''', qui étudie les éléments chimiques constitutifs de l'écorce terrestre ;
* la '''[[pétrographie]]''', qui étudie les roches (dont les minéraux sont les constituants) ;
* la '''[[géologie]]''', qui consiste à étudier les modes de gisement et les conditions de formation des minéraux ;
* la '''minéralogie descriptive''', qui étudie le minéral lui-même ;
** la '''[[microminéralogie]]''', qui fait partie de la minéralogie descriptive et donc qui étudie les minéral de taille millimétrique ;
* la '''[[cristallographie]]''', qui étudie la structure des cristaux ;
* les '''techniques instrumentales de la [[chimie]]''', pour déterminer la formule chimique d'un minéral ;
* les '''techniques instrumentales de la [[physique]]''', pour étudier un certain nombre de propriétés du minerai, avec :
** la '''[[Diffractométrie de rayons X|diffraction de rayons X]]''', pour déterminer la disposition des atomes constitutifs du minéral, à savoir, la ''[[Maille (cristallographie)|maille]]'', le ''motif'' et le ''[[Réseau de Bravais|réseau cristallin]]'',
** la '''[[microscopie en lumière polarisée]]''', pour déterminer la nature exacte du minerai,
** la '''[[goniométrie]]''', pour mesurer les angles que font entre elles les diverses faces du cristal et permettre son identification,
** la '''mesure des propriétés électriques, magnétiques, optiques et fluorescentes''' pour aller plus loin dans la différenciation des minerais ;
* la '''[[science des matériaux]]''', qui étudie structure et propriétés de composés d'intérêt technologique qui très souvent sont des phases minérales ;
* l''''[[informatique]]''', qui permet de produire les programmes facilitant l'étude et la mise au point de combinaisons théoriques de nouveaux minéraux.
== Exemples de minéraux ==
Voici une liste non exhaustive de minéraux communs :
*'''[[Sulfure]]s'''
**[[Arsénopyrite]] : FeAsS
**[[Chalcopyrite]] : {{fchim|CuFeS|2}}
**[[Chalcocite]] : {{fchim|Cu|2|S}}
**[[Cinabre]] : HgS
**[[Galène]] : PbS
**[[Molybdénite]] : {{fchim|MoS|2}}
**[[Orpiment]] : {{fchim|As|2|S|3}}
**[[Pyrite]] : {{fchim|FeS|2}}
**[[Pyrrhotite]] : FeS
**[[Réalgar]] : AsS
**[[Sphalérite]] : ZnS
**[[Stibine]] : {{fchim|Sb|2|S|3}}
*'''[[Oxyde]]s et [[hydroxyde]]s'''
**[[Corindon]] : {{fchim|Al|2|O|3}}
**[[Hématite]] : {{fchim|Fe|2|O|3}}
**[[Ilménite]] : {{fchim|FeTiO|3}}
**[[Magnétite]] : {{fchim|Fe|3|O|4}}
**[[Pléonaste]] : {{fchim|MgAl|2|O|4}}
**[[Rutile]] : {{fchim|TiO|2}}
**[[Spinelle]] : {{fchim|MgAl|2|O|4}}
**:
Les oxydes de la forme {{fchim|XY|2|O|4}} sont regroupés sous l'appellation « spinelles » où souvent (mais pas toujours !) X est un métal 2+ et Y un métal 3+ (hématite, pléonaste par exemple). Un contre-exemple est l'ulvospinelle, {{fchim|TiFe|2|O|4}} : ici le [[titane]] a nombre d'oxydation 4+, le [[fer]] 2+.
*'''[[Halogénure]]s'''
**[[Fluorine]] : {{fchim|CaF|2}}
**[[Halite]] : NaCl
*'''[[Carbonate]]s'''
**[[Aragonite]] : {{fchim|CaCO|3}} (orthorhombique)
**[[Calcite]] : {{fchim|CaCO|3}} (rhomboédrique)
**[[Dolomite]] : {{fchim|CaMg(CO|3|)|2}}
**[[Magnésite]] : {{fchim|MgCO|3}}
**[[Rhodochrosite]] : {{fchim|MnCO|3}}
**[[Sidérite|Sidérose]] : {{fchim|FeCO|3}}
*'''[[Sulfate]]s'''
**[[Anhydrite]] : {{fchim|CaSO|4}}
**[[Barite|Barytine]] : {{fchim|BaSO|4}}
**[[Gypse]] : {{fchim|CaSO|4}},2{{fchim|H|2|O}}
*'''[[Silicate|Silicates]]'''
**'''[[Nésosilicate]]s'''
***[[Andalousite]] : {{fchim|Al|2|SiO|5}} (orthorhombique)
***[[Fayalite]] : {{fchim|Fe|2|SiO|4}}
***[[Forstérite]] : {{fchim|Mg|2|SiO|4}}
***[[Disthène]] : {{fchim|Al|2|SiO|5}} (triclinique)
***[[Sillimanite]] : {{fchim|Al|2|SiO|5}} (orthorhombique)
**'''[[Inosilicate]]s'''
***[[Aegyrine]] (Acmite) : {{fchim|NaFe|3|+Si|2|O|6}}
***[[Diopside]] : {{fchim|CaMgSi|2|O|6}}
***[[Enstatite]] : {{fchim|Mg|2|Si|2|O|6}}
***[[Hédenbergite]] : {{fchim|CaFeSi|2|O|6}}
***[[Spodumène]] : {{fchim|LiAlSi|2|O|6}}
***[[Trémolite]] : {{fchim|Ca|2|Mg|5|Si|8|O|2|(OH)|2}}
**'''[[Phyllosilicate]]s'''
***[[Chrysotile]] : {{fchim|Mg|3|Si|2|O|5|(OH)|4}}
***[[Kaolinite]] : {{fchim|Al|2|Si|2|O|5|(OH)|4}}
***[[Muscovite]] : {{fchim|KAl|3|Si|3|O|10|(OH)|2}}
***[[Phlogopite]] : {{fchim|KMg|3|AlSi|3|O|10|(OH)<sub>2}}
***[[Pyrophyllite]] : {{fchim|Al|2|Si|4|O|10|(OH)<sub>2}}
***[[Talc]] : {{fchim|Mg|3|Si|4|O|10|(OH)<sub>2}}
**'''[[Tectosilicate]]s'''
***[[Albite]] : {{fchim|NaAlSi|3|O|8}}
***[[Anorthite]] : {{fchim|CaAl|2|Si|2|O|8}}
***[[Microcline]] : {{fchim|KAlSi|3|O|8}} (triclinique)
***[[Orthose]] (orthoclase) : {{fchim|KAlSi|3|O|8}} (monoclinique)
***[[Quartz (minéral)|Quartz]] : {{fchim|SiO|2}}
== Voir aussi ==
{{Commons}}
=== Articles connexes ===
* [[Classification des minéraux]]
* [[Liste des minéraux]]
* [[Minéral]]
* [[Histoire de la minéralogie]]
* [[Microminéralogie]]
=== Liens externes ===
* {{fr}} [http://wwwobs.univ-bpclermont.fr/sfmc/ Société Française de Minéralogie et de Cristallographie]
* {{fr}} [http://www.geopolis-fr.com/art3.html Les minéraux en France]
* {{fr}} [http://objectif-terre.unil.ch/fr/1/toolbox/mineralogie/?chap=1&page=1 Objectif Terre, la minéralogie]
* {{fr}} [http://www.micromineral.org Association Française de Microminéralogie]
* {{fr}} [http://asso.objectif-sciences.com/ Objectif Sciences] : Diffusion de la culture scientifique, Formation Minéralogie
* {{en}} [http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html Microscope virtuel de l’Université de la Caroline du Nord]
* {{en}} [http://www.mineralogie.uni-wuerzburg.de/links.html Links for Mineralogists]
{{Chimie (branches)}}
{{Portail Minéraux et roches|}}
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