Les Minéraux

Question 1

Quelle est la différence entre lien covalent et ionique?

Answer 1

Lien ionique: unis par un transfert d’électron d’un atome à l’autre
Lien covalent : unis par un partage d’électrons

Question 2

Quels sont les deux critères indissociables des minéraux?

Answer 2

• la composition chimique

- la structure atomique

Question 3

Qu’est ce qui contrôle les substitutions dans les minéraux?

Answer 3

La taille et la charge des ions

Question 4

Définir la couleur et l’éclat

Answer 4

Couleur: critère loin d’être absolu. Couleur doit être observée sur une cassure fraîche, car altération superficielle peut modifier la couleur.

Éclat : aspect qu’offrent leurs surfaces lorsqu’elles réfléchissent la lumière. Deux grandes catégories : éclat métallique (brillant comme celui des métaux), éclat non métallique (vitreux, gras, adamantin, résineux ou soyeux)

Question 5

Définir le trait

Answer 5

Trait: couleur de la poudre des minéraux. Se détermine sur la trace laissée lorsqu’on frotte ce détermine sur la trace laissée par un minéral lorsqu’on frotte ce dernier sur une plaque de porcelaine non émaillée

Question 6

Définir la différence entre la dureté et la densité

Answer 6

Dureté : résistance à se laisser rayer. Échelle relative nommé l’échelle de Mohs
Densité : propriété qui peut être mesurée avec une grande précision et elle une constante physique

Question 7

Définir la forme cristalline, le clivage et l’effervescence

Answer 7

Forme cristalline: donne sa valeur esthétique à un minéral. Un minéral donné reproduit toujours les mêmes formes régies par ce système

Clivage: plan de faiblesse dans la structure cristalline. Minéral va se briser facilement le long des plans de clivage

Effervescence : classe des carbonates décomposés chimiquement par les acides. Réaction chimique dégage des bulles de gaz carbonique = effervescence. Se produit sur masse minérale même ou sur poussière à froid ou à chaud

Question 8

Quels sont les éléments chimiques les plus abondants dans la croûte ?

Answer 8

Si et O comptent pour près de 3/4 de l’ensemble des matériaux.
Silicates compose 95% du volume de la croûte.
Noyau interne composé presque uniquement de Fe et Ni.
Lors de formation, éléments légers (O et Si) migré vers ext et éléments plus lourds (Fe et Ni) concentrés au centre

Question 9

Expliquer la structure de base des silicates

Answer 9

Structure de base composée de Si et O.
On relié les centres des O pour former tétraèdre de base. Si occupe centre du tétraèdre et O se trouvent aux sommets. Tétraèdre chargé négativement (-4), pour former structure cristalline, faut que la charge soit neutralisé

Question 10

Expliquer les liens tétraèdre à tétraèdre

Answer 10

2 façons de neutraliser charges: lier ensemble tétraèdres par leurs O ou ajouter des ions positifs comme Fe, Mg ou K.
1er cas: partage de 2 O avec tétraèdres adjacents, chaînes simples, charges pas neutralisées.
Deux chaînes s’unissent par leur O pour former chaînes doubles, structure chargée -6.
Chaînes doubles s’unissent, chaque tétraèdre partage 3 Ou et charge -4. Agencement en forme de feuillets.

Question 11

Expliquer la structure de l’olivine (liaisons tétraèdres isolés par ions métalliques)

Answer 11

Pls tétraèdres peuvent subir par 4 pôles négatifs grâce à ions positifs afin d’assurer l’électroneutralité et cohésion de l’édifice moléculaire. Si 2 ions positifs correspond à Fe et/ou Mg = olivine. Proportion Fe et Mg peut varier.

Question 12

Expliquer la structure des pyroxènes (liaisons de chaînes simples par ions métalliques)

Answer 12

Chaînes simples où chaque tétraèdre partage 2 O avec ses tétraèdres voisins. Liaisons des chaînes assurées par cations en périphérie et au sommet de chaîne, Fe ou Mg (proportion variable). Ions unissent pls chaînes pour former famille des pyroxènes.
Liens assurés par ions métalliques, + faible que liens assurés par partage d’O entre pôles des tétraèdres.
Existence de 2 plans de faiblesse à angle droit. 2 plans de clivages à 90 l’un de l’autre.

Question 13

Expliquer la structure des amphiboles (liaisons de chaînes doubles par ions métalliques)

Answer 13

Unité de base Si-O mais certaine qté d’O remplacé par OH. Ici, chaînes doubles. Positions dispo pour Fe et Mg en périphérie et sommet de double chaîne. Ions unissent pls chaînes pour former amphiboles.
Plans de faiblesse définissent 2 plans de clivage, un à 120 et autre à 60.

Question 14

Expliquer la structure des micas (liaisons de feuillets de tétraèdres par ions métalliques)

Answer 14

Structure de base formée par couches planaires de tétraèdres (feuillets), positions dispo pour Fe et Mg au sommet de couche. 2 types de couches planaires: couche tétraèdrique formée de Si-O reliés entre eux par 3 de leurs sommets et couche octaédrique formée de Fe-Mg et atomes d’O.
Feuillets unis par gros ions comme K pour muscovite.
Micas possèdent plan de clivage très faible, parallèle aux couches.
Micas influencent bcp stabilité des sols et comportement du roc.

Question 15

Expliquer la structure du quartz (liaison de tétraèdres sans intervention d’ions métalliques)

Answer 15

Quartz composé uniquement de tétraèdres Si-O où chacun des 4 ions O partagé avec un O des tétraèdres voisins. Tel arrangement = charpente tridimensionnelle. Pas de plan de faiblesse, donc pas de clivage.

Question 16

Expliquer la structure des feldspaths

Answer 16

Représentent 60% minéraux constituant écorce terrestre. Contrairement au quartz, feldspaths contiennent proportion de tétraèdres Al-O. Feldspaths doit incorporer cations K, Na et Ca pour neutraliser charges des tétraèdres.
Ajout de certains cations provoque plans de faiblesses qui se matérialisent par développ de 2 clivages à 90 l’un de l’autre

Question 17

Quels sont les principaux paramètres qui influencent la stabilité des minéraux ?
Donner d’autres exemples

Answer 17

Température, pression = principaux facteurs qui réglent état de matière.
Autres paramètres: concentration composants, potentiel oxydo-réduction et pH.

Question 18

Explique la suite réactionnelle de Bowen

Answer 18

Ds magma de température 1200 C, minéraux tous en phase liquide. Si magma introduit ds croûte, subit baisse de pression et refroidit progressivement.Minéraux vont cristalliser à température de cristallisation.
Abaissement de température, minéraux dont température de cristallisation + élevée = premier à cristalliser.
1er = olivine. 2e = pyroxène, à ce stade olivine épuisée. Cristallisation amphiboles, puis biotite, bagage en pyroxène épuisé. Suivent quartz, feldspaths potassiques et muscovite. Appelle une suite discontinue. Une seule suite continue = feldspaths plagioclases, pcq seule variable est proportion de Ca par rapport au Na. “Chaud” = plagioclase calcique
“Froid” = plagioclase sodique
**Cette suite de cristallisation se produit seulement lors de cristallisation du magma, s’applique pas lors de cristallisation des minéraux ds roches sédimentaires ou métamorphiques.

Question 19

Distinguer les différents assemblages qui se forment ds chambre magmatique et quand ils se forment.

Answer 19

1er assemblage: olivines
2e assemblage: olivines+pyroxènes
Assemblage 1 et 2 = ultramafique
3e assemblage: assemblages d’olivines, pyroxènes et plagioclases calciques = mafique
4e assemblage: amphiboles, biotites, quartz et plagioclases = intermédiaire
5e assemblage: + froid = felsique

Question 20

Expliquer la séquence évaporifique

Answer 20

Cristaux précipitent à partir d’une solution sursaturée en certains éléments chm selon divers processus (ex: évaporation). Eau de mer contient panoplie d’ions en sol’n. Eau de mer normale a salinité de 35%: eau légèrement sursaturée en CaCO3 (carbonate de calcium). Carbonate précipite naturellement et s’accumule au fond.
Avec poursuite de l’évaporation, augmentation de salinité, sol’n sursaturée en CaSO4 hydraté (gypse) sol’n dite pénésaline.
Augmentation de salinité, précipitation de NaCl, sol’n dite saline.
Dernière phase est chlorure de potassium (KCl), sol’n dite hypersaline.

Question 21

Donner des exemples d’évaporites ds la nature

Answer 21

Précipitation de minéraux se fait ds grandes lagunes en bord de mer, ds des régions où évaporation excède la précipitation. Alimentation en eau de ces lagunes vient de la mer (mer ouverte). Évaporation concentre sol’n et minéraux cristallisés s’accumulent au plancher de la lagune. Le + souvent, oscille entre calcite et gypse.
Séquence évaporitique peut aussi se développ ds lac sans exutoire en plein coeur d’une continent. Accumulation des ions salins ds n’importe quel lac. Si pas de décharge et se situe ds région où taux d’évaporation excède taux de précipitation, eau de + en + saline jusqu’à favoriser précipitation des minéraux de séquence évaporifique.

Question 22

Expliquer la circulation des fluides de la croûte et la formation des géodes et des agates

Answer 22

Fluides circulent ds roches de la croûte terrestre à prof importantes et vitesse de circulation très lente.
Sol’n circulent ds grandes fractures. Peuvent provenir de zones chaudes du manteau et être constituées de l’excès de vapeur d’eau d’un magma. Peut aussi s’agir de l’eau piégée ds bassins sédimentaires. Si sol’n sursaturées en sels ou minéraux, vont les précipiter. Spécimens à grands cristaux ds veines proviennent d’un tel processus, même chose pour or et argent.
Géodes et agates formées par précipitation de minéraux ds cavité de roche.
Si cavités ds formations rocheuses, comme roches volcaniques, quartz va précipiter sur parois de cavité. (à ce stage géode). Poursuite de circulation des fluides, autres couches de minéraux se forment successivement à partir de paroi de la cavité, croissance centripète.

Question 23

Expliquer la formation des cavernes, des stalactites et des stalagmites

Answer 23

Caverne est creusée par processus de dissolution ds terrains calcaires. Calcaires contiennent calcite qui se dissout au contact de l’eau de pluie.
Stalagmites et stalagmites sont composés de calcite, rarement d’aragonite et se forment par précipitation sur murs et planchers de caverne à partir de l’eau qui ruisselle. Eau provient surface par infiltration à travers fractures du calcaire.
Ds roches au-dessus de caverne, pression de CO2 contenu ds sol’n est de pls atm à cause du poids de roche (pression lithostatique) et eau (pression hydrostatique). Pression passe subitement de pls atm à 1 atm, phénomène de dégazage du CO2 par baisse de pression.
Dégazage force rééquilibrage chimique, calcite précipite au toit, sur murs et au plancher de caverne pour forme spéléothèmes.