Il y en a partout, on peut les retrouver à n’importe quel endroit : sol, murs, matériel, partout ! Ils sont la base et l’origine de la vie et de l’évolution humaine et matérielle. Les minéraux, ils sont tous uniques. De différentes formes, différentes couleurs ; de différentes caractéristiques. Dans ce texte, nous allons aborder les différentes propriétés caractéristiques des minéraux et la formation chimique de ceux-ci.
Les propriétés caractéristiques minérales
Tout d’abord, il existe plusieurs caractéristiques pour les minéraux, telles que:
- La couleur qu’ils détiennent. La couleur est l’observation de la couleur dominante qu’aborde le minerai sans tenir compte des impuretés qu’il a.
- La couleur du trait qu’ils produisent. la couleur de la poudre que produit le frottement d’un minéral sur une plaque qui n’est pas recouverte d’émail, tel que de la porcelaine. Si aucune couleur n’apparaît sur la plaque, le trait est considéré blanc.
- L’éclat des minéraux. La façon dont est réfléchie la lumière sur la surface d’un minéral détermine son éclat. Il y a trois catégories majeures pour les éclats : un éclat métallique, un éclat submétallique et un éclat non métallique. Les minéraux qui apparaissent avec une surface très brillante et réfléchissante sont souvent de catégorie métallique. La catégorie submétallique, c’est quand un minéral a au moins une surface plus ou moins réfléchissante, c’est comme le mélange des catégories métallique et non métallique. Le non-métallique regroupe les minéraux avec une autre surface telle que : vitreux, gras, adamantin, nacré, soyeux, résineux, terreux, etc.
- Leur dureté. Pour la mesurer, il faut essayer de rayer le minéral, c’est-à-dire de laisser une entaille sur une de ses surfaces. Frédérique Mohs, un minéralogiste allemand, a établi une échelle de dureté basée sur la résistance des minéraux par ordre croissant de dureté en attribuant à chacun d’eux un chiffre entre 1 et 10. Ainsi, un minéral peut rayer tous les minéraux qui ont une dureté inférieure à la sienne. De 1 à 2,5, le minéral peut être rayé par un ongle. À 3, il peut être rayé par une pièce de cuivre de 1 cent. De 4 à 6, il peut être rayé par un clou en acier. De 7 à 10, le minéral raye le verre.
- Le plan de clivage qu’ils suivent. Certains minéraux se cassent dans certaines directions particulières appelées plans de clivage, qui sont des plans de fragilité. La présence et l’orientation des plans de clivage dépendent de la structure cristalline des minéraux. D’autres minéraux se cassent de façon irrégulière et désordonnée. Ainsi, dans ces cas, nous ne parlons pas de clivage, mais de cassures.
- Le magnétisme. La propriété que possèdent certains minéraux d’attirer un aimant. Pour vérifier le magnétisme d’un minéral, il faut approcher un aimant d’un minéral et vérifier s’il y a attraction ou répulsion entre le minéral et l’aimant.
- L’effervescence, c’est la propriété qu’ont certains minéraux de réagir en présence d’un acide comme l’acide chlorhydrique (HCl). Les carbonates, un type de minéraux basiques, réagissent chimiquement en présence d’acide, car une substance basique réagira toujours avec une substance acide. Ainsi, des bulles de gaz carbonique se forment sur la surface du minéral où une goutte d’acide y a été déposée.
- Leur masse volumique, qui est le rapport entre la masse et le volume d’un minéral. Voici un exemple : un échantillon minéral pesant une masse de 21,60 grammes et qui a un volume de 8,0 centimètres cubes a une masse volumique de 2,7 grammes par centimètre cube, car 21,60 grammes divisés par 8,0 centimètres cubes égalent 2,7 grammes par centimètre cube.
Il ne faut jamais se fier à une seule de ces propriétés pour des résultats valides.
La formation chimique des minéraux
En second lieu, il existe dix façons différentes de formations pour les minéraux:
- La cristallisation magmatique, qui décline en type plutonique, volcanique et pegmatitique.
- La cristallisation magmatique plutonique se déroule entre 10 et 30 km de profondeur, sous des conditions extrêmes. Les roches métamorphiques entrent en fusion partielle, créant un magma visqueux riche qui reste piégé en profondeur. Son refroidissement lent permet une cristallisation. Ce processus crée du granite.
- La cristallisation magmatique volcanique a lieu lorsque le magma en surface d’une éruption volcanique refroidit rapidement. Cela donne des roches à texture fine ou vitreuse. Contrairement à la cristallisation plutonique, elle génère des roches moins cristallisées.
- La cristallisation pegmatitique est un processus géologique profond où des magmas enrichis en eau, fluor et métaux rares se solidifient lentement, formant des roches à cristaux géants. Ces minéraux résultent de fluides peu visqueux facilitant la diffusion ionique et de refroidissements prolongés.
- La précipitation chimique, qui dérive en type évaporationnelle, hydrothermale et de sublimation.
- La précipitation par évaporation est le processus où des solutés se solidifient en cristaux lors de l’évaporation du solvant. Ce mécanisme forme des dépôts minéraux dans les lacs asséchés, les grottes ou les bassins industriels.
- La précipitation chimique thermique est un processus où des minéraux se forment à partir d’eaux géothermales lors de leur refroidissement, évaporation ou dépressurisation en surface. Ces fluides, riches en éléments dissous, déposent des cristaux en perdant leur pouvoir de dissolution.
- La précipitation par sublimation est un passage direct d’un gaz à un solide. Exemple : des cristaux d’iode sublimée. C’est un mécanisme moins courant que l’évaporation, dépendant de conditions thermodynamiques spécifiques, observé en milieux extrêmes ou procédés industriels.
- Le métamorphisme, qui peut être de type de contact, régional et métasomatique.
- Le métamorphisme de contact est l’altération des roches par la chaleur d’un magma en faible profondeur. Les fluides hydrothermaux et le transfert thermique génèrent une auréole métamorphique avec des roches.
- Le métamorphisme régional est la transformation des roches en profondeur sous haute pression et à des températures modérées/élevées lors d’événements tectoniques. Cela génère des roches foliées et des minéraux indicateurs.
- Le métamorphisme métasomatique est la transformation chimique des roches par infiltration de fluides hydrothermaux riches en éléments dissous. Ces liquides, qui circulent dans les fractures, provoquent un échange ionique géant, créant des nouveaux minéraux sans fusion.
- La sédimentation, qui se disperse en type clastique, chimique et biogène.
- La sédimentation clastique est l’accumulation de fragments de roches qui existent déjà transportés par l’eau, le vent ou la glace. Les particules se déposent quelque part, formant des roches sédimentaires après la compaction et la cimentation.
- La sédimentation chimique est un dépôt de minéraux dissous dans l’eau par évaporation, changement de température ou réactions chimiques.
- La sédimentation biogène est l’accumulation de débris organiques. Ces dépôts forment des roches comme le calcaire ou le chert, grâce à la compaction et la diagenèse. Les récifs coralliens en sont un parfait exemple.
- La diagenèse, qui décline en type de compaction et de cimentation.
- La diagenèse de compaction est la transformation de sédiments à cause de la compaction en argile puis en minéral.
- La diagenèse de cimentation est la précipitation de minéraux dans les pores des sédiments, liant les grains entre eux. Provenant de la dissolution des particules ou de substances externes, ces ciments réduisent la quantité de port et renforcent la roche.
- L’activité biologique, qui se sépare en type biominéralisante et bactérienne.
- L’activité biologique de bio minéralisation est la production de minéraux par des organismes vivants grâce à des processus contrôlés génétiquement. Ces structures combinent restes organiques et cristaux inorganiques.
- L’activité biologique bactérienne est la production de minéraux par des bactéries par leur métabolisme.
- L’altération superficielle, qui dérive en type oxydative et hydrolytique.
- L’altération superficielle par oxydation est la dégradation des minéraux au contact de l’oxygène ou lorsqu’ils sont dissous dans l’eau. Les ions métalliques s’oxydent, ce qui fragilise les roches et libère des éléments divers.
- L’altération superficielle hydrolytique est la décomposition des minéraux à cause de l’eau. Les ions remplacent les cations, transformant les minéraux en argiles et libérant des éléments solubles.
- Le processus météoritique extraterrestre, qui représente la formation de minéraux sous contrainte lors de l’impact d’une météorite sur la Terre.
- La synthèse anthropique, qui dérive en type minérale, déchétivale et laboratoire.
- La synthèse minérale anthropique est la production de minéraux par des voies industrielles ou en laboratoire. Ces produits sont dérivés des minéraux naturels.
- La synthèse anthropique des déchets consiste à transformer des déchets en matériau minéral utile.
- La synthèse anthropique en laboratoire est dans le but d’imiter la formation naturelle des minéraux. Vous pouvez voir leurs traits, concevoir des matériaux utiles et comprendre les procès géologiques au lieu d’attendre à ce que la nature prenne cours.
- La transformation structurale, qui se sépare en type polymorphique et pseudomorphe.
- La modification de la structure cristalline sans modifier la composition est nommée transformation polymorphique structurale.
- Une pseudomorphose a lieu lorsqu’un minéral est altéré chimiquement en un autre et qu’il conserve la forme du cristal du minéral original. La structure intérieure est transformée mais son extérieur reste le même.
Il peut même y avoir des hybrides de ces différentes formations.
Finalement, les minéraux sont plus compliqués que nous le pensions, car ils ont de nombreuses manières de se former et présentent une grande variété de caractéristiques. Il y a plus de 8 caractéristiques pour différencier les minéraux. Il y a plus de 10 manières qu’ils puissent se former et chaque manière a d’autres variantes.
Chloé Al Barrack, élève de deuxième secondaire, école d’éducation internationale de Laval.
Sources :
Image : Gemme Citrine Pierre – Photo gratuite sur Pixabay
Gemme Roche Pierre – Photo gratuite sur Pixabay
https://pixabay.com/fr/photos/gemme-am%c3%a9thyste-violet-1576233/
https://pixabay.com/fr/photos/am%c3%a9thyste-cristal-gemme-7434256/
Sites: Les minéraux | Alloprof
CARBONATES – Encyclopédie Universalis
Les roches | Secondaire | Alloprof
Le métamorphisme de contact | Cairn.info
