Minéraux et roches :
Une roche est formée de l’association de cristaux d’un même minéral ou de plusieurs minéraux.
Les minéraux se caractérisent par leur composition chimique et leur organisation cristalline appelé aussi état cristallin.
-La composition chimique est souvent donné sous forme de formule brute. La formule brute est l’écriture la plus compacte décrivant un composé chimique : les différents atomes et leur nombre sont indiqués. Ex : le sel ou halite NaCl (Na = sodium et Cl = chlore). On parle alors de chlorure de sodium. La calcite CaCO3 (Ca=calcium, C=carbone et 03 = 3 atomes d’oxygène).
Une roche est formée de l’association de cristaux d’un même minéral ou de plusieurs minéraux.
Les minéraux se caractérisent par leur composition chimique et leur organisation cristalline appelé aussi état cristallin.
-La composition chimique est souvent donné sous forme de formule brute. La formule brute est l’écriture la plus compacte décrivant un composé chimique : les différents atomes et leur nombre sont indiqués. Ex : le sel ou halite NaCl (Na = sodium et Cl = chlore). On parle alors de chlorure de sodium. La calcite CaCO3 (Ca=calcium, C=carbone et 03 = 3 atomes d’oxygène).
-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 ses formes propres ou automorphe.
Pour une même espèce cristalline les angles entre ces faces sont constants. Cette constante 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 liaisons d’un certains nombre d’atomes.
Ex : Le sel cristallise dans le système cristallin cubique.
Quelques minéraux dans les roches sédimentaires :
Un très beau minéral à observer : la malachite, son nom est issu du terme grec « malakhe » signifiant « mauve », en référence à sa couleur identique aux feuilles de la mauve.
Il s’agit ici d’une malachite aciculaire : elle possède des cristaux allongés et pointus en forme d’aiguille.
Sa formule chimique est : Cu2CO3(OH)2, il s’agit donc d’un carbonate : il contient l’ion carbonate CO32- asssocié à l’ion cuivre Cu 2+, et étant hydraté (OH)2 : il s’agit donc d’un carbonate de cuivre hydraté.
Cet échantillon provient du désert marocain entre Erfoud et Merzouga, on retrouve des gisements de malachite également en France comme dans le Rhône à la mine de Chessy.
Photo de gauche : Ensemble de cubes de pyrite présent dans un calcaire espagnol.
Photo de droite : Zoom sur le plus gros cube de pyrite, il mesure ici environ 1,5 cm de côté. On peut trouver dans le site de Navajun des cubes de plus de 10 cm de côté.
La pyrite est un sulfure de fer de formule chimique FeS2, c’est un minéral abondant.
Son éclat et sa couleur peuvent faire penser à de l’or, d’où son surnom : l’or des fous. Mais c’est un or qui peut rouiller…
Elle se forme surtout dans les sédiments contenant de la matière organique.
La pyrite a un système cristallin cubique.
Sa dureté est de 6,5 sur l’échelle de Mohs, ce qui est légèrement moins que le quartz qui a une dureté de 7 et un peu plus que l’orthose qui a une dureté de 6.
L’utilisation principale de la pyrite est la fabrication d’acide sulfurique.
Photo de gauche : Ensemble de cubes de pyrite présent dans un calcaire espagnol.
Photo de droite : Zoom sur le plus gros cube de pyrite, il mesure ici environ 1,5 cm de côté. On peut trouver dans le site de Navajun des cubes de plus de 10 cm de côté.
La pyrite est un sulfure de fer de formule chimique FeS2, c’est un minéral abondant.
Son éclat et sa couleur peuvent faire penser à de l’or, d’où son surnom : l’or des fous. Mais c’est un or qui peut rouiller…
Elle se forme surtout dans les sédiments contenant de la matière organique.
La pyrite a un système cristallin cubique.
Sa dureté est de 6,5 sur l’échelle de Mohs, ce qui est légèrement moins que le quartz qui a une dureté de 7 et un peu plus que l’orthose qui a une dureté de 6.
L’utilisation principale de la pyrite est la fabrication d’acide sulfurique.
Minéraux présents dans les roches magmatiques :
Basalte a phénocristaux de pyroxènes (noir) et d’olivine (vert-jaune). On parle de basalte porphyrique (avec de grands cristaux).
Photo de gauche : Fragment de Basalte
Photo de droite : Zoom sur la roche à la loupe et observation des pyroxènes et olivines altérées.
Le basalte est une roche magmatique à texture microlithique (partiellement cristallisé). Cette texture se forme par un refroidissement rapide du magma empêchant une cristallisation complète de la roche.
Ce basalte vient du massif du Coiron, en Ardèche il s ‘est formé au miocène il y a environ 7 millions d’années.
Le basalte provient de la fusion partielle du manteau terrestre.
Une enclave de péridotite dans un galet de basalte (lave refroidie).
La péridotite est un morceau du manteau qui n’a pas fondu et qui est remonté jusqu’en surface transporté par le magma.
La composition minérale de la péridotite est : olivine (vert olive), orthopyroxène (vert bouteille) et clinopyroxène (noir).
Activité fumerollienne sur l’île de Vulcano au nord de la Sicile et formation de cristaux de soufre.
Le Vulcano est l’un des volcans « actifs » les plus faciles à visiter en Europe. Il est actuellement en sommeil, sa dernière éruption date de 1890. Mais bien que sans activité magmatique superficielle actuelle, il est le siège d’intenses dégagements fumerolliens, très spectaculaires.
Cette activité fumerollienne provoque le dépôt de soufre : les panaches blancs correspondent à des aérosols de gouttelettes d’eau très enrichies en SO3 (trioxyde de soufre) en train de devenir H2SO4 (acide sulfurique) par hydratation (SO3 + H2O → H2SO4 ).
Les dépôts de soufre peuvent avoir deux origines. Soit il s’agit de vapeur de soufre (abondante si T>300°C) qui se condensent en arrivant en surface où la température est faible, soit il s’agit de l’oxydation incomplète d’H2S par l’oxygène atmosphérique (ou celui présent dans les nappes phréatiques) selon la réaction 2 H2S + O2 → 2 Ssolide + 2 H2O.
On trouve ici le soufre à l’état natif, c’est à dire sous forme pure non combiné à d’autres atomes.
Le granite est une roche magmatique plutonique : elle résulte du refroidissement lent, en profondeur, de grandes masses de magma.
Le granite se caractérise par sa constitution en minéraux : on observe sur la photo de droite en blanc clair les feldspaths, en gris le quartz et les paillettes noirs sont les biotites (micas noir).
Le granite et ses roches associées forment l’essentiel de la croûte continentale de la planète. C’est un matériau résistant très utilisé en construction, dallage, décoration, sculpture…
Photo de gauche : Observation au microscope polarisant en LPNA (Lumière Polarisée Non Analysée) d’une lame de granite, grossissement X40.
On observe très bien au centre de l’image un minéral de biotite, il est de couleur marron clair. Au sein de la biotite, on peut observer 4 petits minéraux de zircons entourés par une auréole noire de désintégration radioactive.
Photo de droite : Zoom sur un zircon en enclave dans le minéral biotite observé en LPNA X400.
On distingue très facilement le fort relief du zircon ainsi que l’auréole noire autour du minéral.
Formation de l’auréole de désintégration radioactive :
Lors de leur cristallisation au sein des magmas, les cristaux de zircons incorporent, entre autres éléments chimiques, une petite proportion d’uranium (radioactif).
La désintégration radioactive de l’uranium est à l’origine d’auréoles noires (souvent appelés halos pléochroïques) affectant la biotite.
La radioactivité altère de l’intérieur la biotite et lui fait perdre sa couleur marron clair en LPNA, celle devient grise noire.
Minéraux présents dans les roches métamorphiques :
Un galet de gneiss. Le gneiss est une roche métamorphique qui a une composition similaire au granite : quartz, micas et feldspaths.
Il se distingue du granite par la présence d’une foliation (structuration en plans distinct). Cette foliation est marquée par l’alternance de lits clairs et de lits sombres. Ici on observe bien en surface du galet cette alternance de lits sombres contenant de très nombreux micas avec les lits clairs constitués principalement de quartz, et feldspaths.
Eclogite à grenats provenant de la vallée d’Aoste (Italie).