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minéraux

La Terre est composée de roches. Les roches sont des agrégats de minéraux. Les minéraux sont donc les éléments de base de la Terre. Actuellement, on connaît plus de 4 000 minéraux différents et des dizaines de nouveaux minéraux sont découverts chaque année. Nous utilisons tous les jours des objets fabriqués à partir de roches et de minéraux. Sans eux, il n'y aurait pas de voitures, de trains ou d'avions. Vous ne pourriez pas vous brosser les dents ou laver vos vêtements. Les horloges, les montres et les bijoux, les boîtes de conserve et le papier aluminium sont tous des minéraux. Lisez donc ce qui suit pour en savoir plus sur les minéraux !

Objectifs d'apprentissage

• Qu'est-ce qu'un minéral ?
• Différence entre minéral et roche.
• Propriétés physiques des minéraux.
• Types de minéraux.
• Faits sur le minéral.

Qu'est-ce qu'un minéral ?

Les minéraux sont des substances solides qui se forment naturellement. Ils peuvent être constitués d'un seul élément (comme l'or ou le cuivre) ou d'une combinaison d'éléments. La Terre est constituée de milliers de minéraux différents.

Pour être classée comme « minéral », une substance doit répondre à cinq exigences :

1. Il doit être d'origine naturelle. Cela signifie qu'il se forme dans la nature sans l'aide de l'homme. Par exemple, l'acier n'est pas un minéral, mais un alliage produit par l'homme.
2. Il doit s'agir d'une substance inorganique. Cela signifie que la substance n'est pas fabriquée par un organisme. Par exemple, le bois et les perles sont fabriqués par des organismes et ne sont donc pas des minéraux.
3. Il doit être solide, et non liquide ou gazeux, à température et pression standard.
4. Il doit avoir une composition chimique définie. Cela signifie que chaque fois que nous voyons un minéral, il a la même composition chimique qui peut être exprimée par une formule chimique. Par exemple, le minéral halite, également connu sous le nom de sel gemme lorsqu'il est extrait, a une composition chimique de chlorure de sodium. Il est constitué d'atomes de sodium et de chlore.
5. La structure cristalline d'un minéral doit être caractéristique ou sa structure interne doit être ordonnée. Cela signifie que les atomes d'un minéral sont disposés selon un schéma systématique et répétitif. Par exemple, le minéral halite est composé d'un rapport égal d'atomes de sodium et de chlore disposés selon un schéma cubique.

Cristaux minéraux d'halite

Nous pouvons donc dire qu’un minéral est un solide inorganique naturel avec une composition chimique définie et un arrangement atomique ordonné.

L'étude des minéraux est connue sous le nom de minéralogie. Le scientifique qui étudie les minéraux, leur composition, leurs utilisations et leurs propriétés est appelé minéralogiste.

Quelle est la différence entre un minéral et une roche ?

• Les minéraux ont une structure chimique spécifique qui est la même dans tout le minéral. Leur structure interne et leur composition chimique confèrent aux minéraux des propriétés physiques et chimiques caractéristiques qui fournissent des indices sur l'identité des minéraux.
• D’autre part, les roches sont composées d’une variété de minéraux différents et ne présentent pas de structure cohérente.

Propriétés physiques des minéraux

La couleur, le lustre, la strie, la dureté, le clivage, la fracture, la gravité spécifique et la forme cristalline sont les propriétés physiques les plus utiles pour identifier la plupart des minéraux.

Lustre

Le lustre décrit l’apparence d’un minéral lorsque la lumière est réfléchie par sa surface.

• Les minéraux à l'éclat métallique ressemblent à du métal, comme l'acier ou le cuivre. Ils sont à la fois brillants et opaques.
• Les minéraux à l'éclat terreux ressemblent à de la terre ou à de la saleté. Comme les minéraux métalliques, ils sont complètement opaques mais ternes.
• L'éclat vitreux est comme celui du verre, brillant et translucide à transparent.
• Les minéraux à l’ éclat cireux ressemblent à de la paraffine, généralement translucide mais terne.
• Alors que les minéraux à l’éclat nacré ont une apparence similaire à celle d’une perle ou à l’intérieur d’une coquille d’ormeau – translucide et brillant mais avec un peu de réfraction de la lumière, produisant un effet arc-en-ciel à la surface.

Couleur

La couleur est l'une des propriétés les plus évidentes d'un minéral, mais elle n'a souvent qu'une valeur diagnostique limitée, en particulier dans le cas des minéraux qui ne sont pas opaques. Alors que de nombreux minéraux métalliques et terreux ont des couleurs distinctives, les minéraux translucides ou transparents peuvent varier considérablement en couleur. Le quartz, par exemple, peut varier de l'incolore au blanc, au jaune, au gris, au rose, au violet et au noir. En revanche, les couleurs de certains minéraux, comme la biotite (noire) et l'olivine (vert olive), peuvent être distinctives.

Traînée

La strie est la couleur du minéral sous forme de poudre. La strie montre la vraie couleur du minéral. Sous forme solide de grande taille, les oligo-éléments peuvent changer d'apparence de couleur en réfléchissant la lumière d'une certaine manière. Les oligo-éléments ont peu d'influence sur la réflexion des petites particules poudreuses de la strie. La strie des minéraux métalliques a tendance à apparaître sombre parce que les petites particules de la strie absorbent la lumière qui les frappe. Les particules non métalliques ont tendance à réfléchir la majeure partie de la lumière, de sorte qu'elles apparaissent plus claires ou presque blanches. Comme une strie est une illustration plus précise de la couleur du minéral, la strie est une propriété des minéraux plus fiable que la couleur pour l'identification.

Dureté

La dureté est la résistance d'un minéral aux rayures ou à l'abrasion par d'autres matériaux. La dureté est déterminée en grattant la surface de l'échantillon avec un autre minéral ou matériau de dureté connue. L'échelle de dureté standard, appelée échelle de dureté de Mohs, se compose de dix minéraux classés par ordre croissant de dureté, le diamant, la substance la plus dure connue, se voyant attribuer le numéro 10.

Échelle de dureté de Mohs

1. Talc

2. Gypse

3. Calcite

4. Fluroïte

5. Apatite

6. Feldspath

7. Quartz

8. Topaze

9. Corindon

10. Diamant

Clivage et fracture

Clivage et fracture – La manière dont un minéral se brise est déterminée par la disposition de ses atomes et la force des liaisons chimiques qui les maintiennent ensemble. Comme ces propriétés sont propres au minéral, une observation attentive des surfaces brisées peut aider à l'identification du minéral. Un minéral qui présente un clivage se brise systématiquement le long de surfaces planes parallèles, appelées plans de clivage. Un minéral se fracture s'il se brise le long de surfaces aléatoires et irrégulières. Certains minéraux se brisent uniquement par fracture, tandis que d'autres se brisent et se fracturent à la fois.

Forme cristalline

Un cristal est un ensemble solide, homogène et ordonné d’atomes et peut avoir presque n’importe quelle taille.

Densité spécifique

La gravité spécifique mesure la densité du minéral. Elle est mesurée par rapport à l'eau, où l'eau a une gravité spécifique de 1. Par exemple, la pyrite a une gravité spécifique de 5 et le quartz a une gravité spécifique de 2,7. La gravité spécifique d'une substance compare sa densité à celle de l'eau. Les substances plus denses ont une gravité spécifique plus élevée.

Certains minéraux ont des propriétés inhabituelles qui peuvent être utilisées pour les identifier. Voyons quelques exemples.

Fluorescence – Le minéral brille sous la lumière ultraviolette. Par exemple, la fluorite.

Magnétisme – Le minéral est attiré par un aimant. Par exemple, la magnétite.

Effervescence : lorsqu'un minéral est exposé à un acide faible, des bulles se forment. Par exemple, la calcite.

Types de minéraux

Il existe de nombreux types de minéraux différents, mais ils sont souvent divisés en deux groupes : les silicates et les non-silicates.

• Les silicates sont des minéraux qui contiennent du silicium et de l'oxygène. Plus de 90 % de la croûte terrestre est constituée de silicates.
• Le reste des minéraux est regroupé dans un groupe appelé non-silicates.

Certains minéraux non silicatés importants comprennent :

• Carbonates – Les carbonates contiennent du carbonate (CO3) combiné à un autre élément. La calcite est un minéral composé de carbonate et de calcium.
• Halogénures – Les halogénures contiennent un élément halogène comme élément principal. Le sel de table (NaCl) est un minéral halogéné fabriqué à partir de chlore (Cl) et de sodium (Na).
• Oxydes – Les oxydes sont des minéraux dont l’élément principal est l’oxygène. La chromite est un minéral oxydé composé de fer, de chrome et d’oxygène.
• Sulfures – Les sulfures contiennent du soufre et un ou plusieurs métaux ou semi-métaux. La pyrite est un sulfure composé de fer et de soufre.

Les éléments natifs tels que le cuivre, l’or, le diamant, le graphite et le soufre peuvent être considérés comme un troisième groupe de minéraux.

Faits sur les minéraux

• Les scientifiques qui étudient les minéraux sont appelés minéralogistes.
• Environ 99 % des minéraux de la croûte terrestre sont constitués de huit éléments, dont l'oxygène, le silicium, l'aluminium, le fer, le calcium, le sodium, le potassium et le magnésium.
• Les minéraux courants comprennent le quartz, le feldspath, la bauxite, le cobalt, le talc et la pyrite.

• Certains minéraux ont une bande de couleur différente de la couleur de leur corps.
• Une gemme est un morceau de minéraux rares tels que le diamant, l'émeraude ou le saphir qui est taillé et poli pour briller.

• Notre corps a besoin de certains minéraux pour grandir en bonne santé et être fort.