Cet article s’intéresse à un minéral assez commun : la fluorite ou fluorine, notamment parce que ce minéral présente une cristallisation cubique. Ce type de cristallisation est maintenant étudié dans les nouveaux programmes de 1ère d’enseignement scientifique.
Pour illustrer cet article, l’ensemble des échantillons présentés ont été découverts en Alsace dans le département du Haut-Rhin à Bergheim.
Photo 1/4 : Ensemble d’échantillons de fluorite provenant de Bergheim permettant d’illustrer cet article. Les cristaux sont sur des morceaux de calcaire triasique (voir suite contexte géologique).
Contexte géologique :
Au Nord-ouest de Bergheim, on trouve cette fluorite dans de petits filons qui traversent les calcaires du Muschelkalk supérieur (trias moyen) datant de 237 millions d’années. Ce calcaire est massif, compact, de couleur gris-beige (on peut voir ce calcaire sur les photos : les cristaux sont posés dessus).
La fluorite est un minéral en général filonien, c’est-à-dire qu’il se trouve à l’intérieur d’un filon : remplissage d’une fracture dans une roche.
Dans ces filons, la fluorite peut être associée à du galène et de la barytine.
On peut donc reconstituer simplement la formation de ces cristaux :
– On a eu tout d’abord fracturation de la roche calcaire.
– Puis de l’eau saturée en minéraux dissous a circuler au sein de cette fracture.
– Des changements de température ou de chimie de cette eau chargée en minéraux a provoqué alors le dépôt progressif de différents types de minéraux comme la fluorite.
Caractéristiques de la fluorite, un exemple d’halogénure :
Les halogénures sont des composés d’halogènes.
Dans la classification périodique des éléments, les halogènes sont situés à droite du tableau, il s’agit du Fluor F, du chlore Cl, du brome Br et de l’iode I.
Ces éléments forment des sels, halos en grec.
Exemple d’halogénure : le sel NaCl ou chlorure de sodium, la fluorite CaF2 ou fluorure de calcium.
Certains de ces sels sont des constituants d’évaporites (roches fabriquées par évaporation d’une eau contenant des sels).
La fluorite ou fluorine cristallise en cubes parfois transparents, verdâtres, rosâtres, violacés (comme à Bergheim) et plus rarement incolores ou noirs. Cet extrême variété de couleur parfois présente dans un même échantillon lui vaut le surnom de « cristal arc en ciel ».
Elle a une densité comprise entre 3,1 et 3,6. Sa dureté sur l’échelle de Mohs est de 4, la fluorite raille l’ongle (2,5) mais elle est rayée par le verre (5,5).
Photo 2/4 : Ensemble de petits cubes de fluorite provenant de Bergheim. Taille de l’arrête des cubes : 2 à 5 mm
On peut remarquer sur cette photo à côté des fluorites, des microquartz qui donnent cet aspect brillant à la surface de la roche.
Propriétés et utilisations de la fluorite :
La fluorite est le principal minerai du fluor, souvent exploitée sous le nom de spath fluor, elle est utilisée industriellement, essentiellement comme fondant dans l’industrie métallurgique, c’est-à-dire qu’elle abaisse la température de fusion des métaux.
La fluorite a la propriété d’être thermo-luminescente, il suffit de prendre quelques morceaux et de les faire chauffer à la poêle, une fois mis à l’obscurité, on observe de belles lueurs.
Photo 3/4 : Ensemble de petits cubes de fluorite provenant de Bergheim. Remarquez ici la teinte rose pâle des cristaux.
Origine du système cristallin d’un minéral :
Les minéraux se caractérisent par leur composition chimique et leur organisation cristalline.
L’état cristallin se traduit par le fait que, si les minéraux ne sont pas gênés dans leur croissance par d’autres corps, ils se présentent en cristaux plus ou moins développés, limités par des faces planes. On dit alors que le cristal a sa forme propre ou automorphe.
Pour une même espèce cristalline les angles entre ces faces sont constants. Cette constance reflète la structure intime des cristaux qui est déterminée par l’arrangement des atomes.
On parle alors de maille cristalline élémentaire : il s’agit de la forme du cristal à la plus petite échelle, qui correspond à la liaison d’un certains nombre d’atomes.
Photo 4/4 : Un cube de fluorite avec une taille assez importante : 1 cm de côté.
Les cristaux les plus simples peuvent être décrits par une maille cubique que la géométrie du cube permet de caractériser.
C’est cette organisation atomique en maille cristalline élémentaire de forme géométrique qui explique que l’on trouve des minéraux comme ici à l’échelle macroscopique la fluorite cubique avec des formes géométriques parfaites.
D’autres exemples de minéraux communs à cristallisation cubique :
-La pyrite, sulfure de fer FeS2
-Le sel de table ou halite, chlorure de sodium NaCl
Provenance des minéraux :
Acheter au près de David Walter – Planète Minéraux / Raon l’étape voir page facebook
Publication : Avril 2020
Auteur(s) : Pierre-Jean Riou, professeur de SVT.
Crédits photos : Pierre-Jean Riou
Bibliographie :
–Le guide du géologue amateur Alain Foucault
-Programme officiel d’enseignement scientifique – 2019 -1ère tronc commun
– Minéraux et pierres précieuses François Farges edition Dunod MNHN
-Fluck Pierre. Les gîtes minéraux dans le département du Haut-Rhin. In: Sciences Géologiques. Bulletin, tome 25, n°2-3, 1972.
Trouvé à l’aide du site : https://www.persee.fr/
-Notice de la carte géologique de Colmar
En lien sur Sciences-Nature.fr :
-Pyrite de forme cubique
-Pseudomorphose de sel (forme cubique) et ripple marks dans un grès
Commentaires récents