Minéralogie, Pétrographie, Sédimentologie

Question 1

Minéral

Answer 1

Espèce chimique naturelle ou artificielle se trouvant soit :

1. A l’état cristallin : un cristal est un arrangement tridimensionnel periodique des éléments constitutifs du minéral. Implique la répétition d’un même motif géométrique (maille élémentaire).
   exemple : minéraux silicatées (SiO4) -> tétrahèdre silicatées. Ou Sel NaCl
2. A l’état amorphe : Rare. ex : obsidienne, opale. Elles n’ont pas de structure cristalline et donc aucune organisation.

Question 2

Formation des cristaux

Answer 2

• Associations d’ions isolés
• Dissolution
• Fondue (température et pression)

Question 3

7 systèmes cristallins

Answer 3

• Cubique
• Rhomboédrique
• Hexagonale
• Quadratique
• Orthorhombique
• Monoclinique
• Triclinique

Question 4

Cristal Rhomboédrique

Answer 4

Même distance entre les élément : exemple, Calcite, Dolomite

Question 5

Cristal Cubique

Answer 5

Distance constante entre les élément.

Exemple : Grenat, Pyrite, Halite, Galène

Question 6

Cristal Hexagonale

Answer 6

Organisation en prisme hexagonale.

Exemple : Beryl, Graphite

Question 7

Cristal Quadratique

Answer 7

Prisme, pas très courant.

Exemple : Vesuvianite

Question 8

Cristal Orthorhombique

Answer 8

Exemple: Aragonite, Olivine

Question 9

Cristal Monoclinique

Answer 9

Exemple : Mica et Hornblende

Question 10

Cristal Triclinique

Answer 10

Exemple : Albite, Talc

Question 11

Composition chimique des minéraux

Answer 11

Les éléments chimiques constituant les minéraux donnent la composition chimique. Les différents minéraux sont classés en fonction de leur composition chimique.

Question 12

Classification de DANA 1848

Answer 12

1. Elément natifs
   a. métaux
   b. semi-métaux
   c. métalloïdes/non métaux
2. Silicates
   a. nésosilicate
   b. sorosilicate
   c. cyclosilicate
   d. inosilicates
   e. phyllosilicates
   f. tectosilicates
3. Oxydes
4. Carbonates
5. Sulfures
6. Halogénure
7. Sulfates
8. Phosphate

Question 13

Exemple de métaux

Answer 13

La plupart cristallise dans le système cubique à l’intérieur (exterieur amorphe).
Or ; Argent ; Cuivre ; Fer ; Platine ; Aluminium

Question 14

Exemple de semi-métaux

Answer 14

Bismuth ; Arsenic

Question 15

Exemple de métalloïdes/non métaux

Answer 15

Souffre ; Carbone ; Diamant

Question 16

Silicates

Answer 16

Famille la plus nombreuse des minéraux sur Terre. Base de tetrahèdre avec au centre une silice entourée par des oxygènes. La combinaison de ces tetra et leurs manières de s’assembler les différencies. Les cations dans le minéral permet de les classer.

Question 17

Exemple des nésosilicates [Silicates]

Answer 17

Le préfixe néso- vient du grec, signifiant « île ». Les tétraèdres n’ont aucune liaison entre eux. Un atome au moins les isole et la formule le traduit : le groupe [SiO4] y apparaît.

Famille des grenats, composition chimique de forme X3Y2(SiO4)3

• Pyrope Mg3Al2(SiO4)3 Grenat
• Almandin Fe3Al2(SiO4)3 Grenat
• Spessartine Mn3Al2(SiO4)3 Rouge
• Grossulaire Ca3Al2(SiO4)3 Vert

Famille de l’Olivine : composition chimique simple avec du fer du Mn et de la Si. Le minéral est lié par du fer ou du Mn ou les deux. Toujours vert olive. En général 90% de Mn et 10% de Fe.

Forstérite : Mg2SiO4
Fayalite : Fe2SiO4
Zircon : ZrSiO4

Question 18

Exemple des Sorosilicates [Silicates]

Answer 18

Le préfixe soro- veut dire « amas » en grec. Les tétraèdres SiO4 se lient par deux par un sommet, formant un groupement Si2O7.

(pas très commun). Deux tétrahèdre qui se partagent une silice.
Exemple : goupe de la Epidope (métamorphique) : Ca, Al, Fe

Question 19

Exemple des Cyclosilicate [Silicates]

Answer 19

Cyclo- signifie en grec « anneaux ». Les tétraèdres se réunissent par groupes cycliques, contenant 3, 4 ou 6 tétraèdres, voire plus. Des formules chimiques indiquant [Si3O9], [Si4O12] ou [Si6O18]

Formation d’anneaux, de 3 ou de 6 tétrahèdres qui partagent leur oxygène.
Exemple : Beryl (Berylium surtout), Tourmaline (noire et composition très variable).

Question 20

Exemple des Inosilicates [Silicates]

Answer 20

Le préfixe ino- signifie « fibres » en grec. Les tétraèdres forment des chaînes SiO3.
Formé par des chaînes de silicates, chaîne simple = pyroxène, chaîne double = amphiboles.

Question 21

Exemple des Phyllosilicates [Silicates]

Answer 21

Le préfixe grec phyllo- veut dire « feuille ». Le groupe anionique de cette famille est [Si4O10].

On va avoir des lames de tétrahèdre. Unis entre eux par de gros cations.
Exemple :
- groupe de mica : biotite (Mg et Fe) ; muscovite (K et Al); lépidolite (Li et Rb)
- groupe des argiles

Question 22

Exemple des Tectosilicates [Silicates]

Answer 22

structure tridimensionelle. Le préfixe tecto- vient du grec, « charpente ». Tous les tétraèdres sont reliés entre eux par un oxygène commun et constituent une charpente silicatée. La formule chimique de base est donc SiO2 comme pour le quartz.

Groupe du quartz
Groupe des Feldspaths : varie avec 3 ions différents : Potassium,Sodium,Calcium
- Feldspaths alcalins : riche en potassium/sodium
- Feldspaths plagioclases : riche en calcium/sodium

Question 23

Exemple des Oxydes

Answer 23

Structure métallique + O2-
Exemple :
Hématite Fe2O3
Magnétite FE3O4
Glace H2O

Question 24

Exemple des Carbonates

Answer 24

Calcite : CaCO3
Dolomite : Mg,Ca,CO3
Aragonite : CaCO3
Azurite : carbonate avec Cu2+

Question 25

Exemple des Sulfures

Answer 25

Galène
Pyrite
Marcassite

Question 26

Exemple des halogénures

Answer 26

Halite : NaCL

Sylvine : KCL

Question 27

Exemple des Sulfates

Answer 27

(sels qui se dissolvent)
Anhydrite CaSO4
Thenardite Na2SO4
Gypse CaSO4 2H20
Mirabilite : Na2SO4 10H2O

Question 28

Exemple des Phosphates

Answer 28

Un phosphate est un sel résultant de l’attaque d’une base par de l’acide phosphorique H3PO4.
Exemple : Apatite, Turquoise, Vivianite, Monazite, Autunite, Uranite, Chalcolite).
Le Phosphate peut avoir une teinte brun/clair, une forme arrondie, et une taille de quelques millimètres.

Question 29

Reconnaissance Calcite

Answer 29

Couleur : incolore
Transparence : oui
Clivage : par forcément
Macle : pas forcément
Extinction : pas forcément
Teinte : 3e ordre

Question 30

Clivage

Answer 30

Le clivage est l’aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu’ils sont soumis à un effort mécanique (un choc ou une pression continue). L’existence et l’orientation des plans de clivage dépendent de la symétrie et de la structure cristalline (plans des liaisons les plus faibles du réseau) et sont donc caractéristiques des espèces.

Question 31

Macle

Answer 31

Une macle est une association orientée de plusieurs cristaux identiques, dits individus, reliés par une opération de groupe ponctuel de symétrie.

Question 32

Reconnaissance Oxydes

Answer 32

Couleur : opaque noir/brun
Transparence : Non
Forme : arrondie
Clivage : non
Altération : non

Question 33

Reconnaissance Feldspaths plagioclase - alcalin

Answer 33

Couleur : incolore
Transparence : oui
Forme : allongée/arrondies
Clivage : oui
Altération : oui
Teinte : 1 er ordre
Extinction : non
Macle : oui (code barre)

Question 34

Reconnaissance Muscovite

Answer 34

Famille : Micas
Couleur : incolore
Transparence : translucide
Forme : bâtonnet
Clivage : oui
Teinte : deuxième ordre
Pas d'altération

Question 35

Reconnaissance de la Biotite

Answer 35

Famille : Micas
Couleur : Brun
Transparence : un peu
Forme : en plaques/cristaux allongés
Clivage : non
Altération : oui
Teinte : 2e ordre

LPNA : cristaux allongés, fort pléochroïsme brun sombre à verdâtre, peut-être altéré en vert pâle -> Chlorite.

Question 36

Reconnaissance Quartz

Answer 36

Couleur : Blanc/transparent
Forme xénomorphe
Teinte 1er ordre

Question 37

Classification de Folk

Answer 37

Observation des grains :

• Bioclaste : fragments organiques, fossiles
• Oolithe : structure sphérique (nucléus et Oolithe) au microscope, se forme de façon biochimique et traduit une mer agitée peu profonde et chaude (forme rond). (œuf de poisson)
• Pellets : structure ovoïdes de 40 à 80 µm considérées comme d’origine fécale, tout marrons et assez rare.

2 phase de liaison :

• micrite : matrice calcaire
• sparite : ciment calcaire

On peut fusionner les suffixes avec les préfixes :
genre Oolite + sparite = Oosparite ; Bioclaste + Sparite = Biosparite

Si moitié moitié = Bio-Oosparite. Attention : seulement deux préfixes jamais 3.

Question 38

Classification de Dunham

Answer 38

Liaison en fonction du % et du joint.
(Il peut y avoir des jointif dans des non-jointifs)

Voir tableau

Question 39

Caractéristiques d’une roche détritique

Answer 39

les sédiments et roches détritiques contiennent majoritairement des grains de quartz. Cette situation résulte du fait que le quartz, très résistant à l’altération chimique, est abondant (entre 20 et 60%) dans les granitoïdes, principales roches constitutives de la croûte continentale.

Les feldspaths ont, par rapport au quartz, une abondance d’autant plus faible que l’altération chimique a été plus forte, les cycles sédimentaires plus nombreux et l’énergie du milieu de dépôt plus élevée. On retrouvera moins souvent des Plagioclases plus altérables (Ca)que les alcalins (Na).

Les micas sont également fréquents dans les roches détritiques, notamment la muscovite (mica blanc), qui est très résistante, tandis que la biotite (mica noir) s’altère beaucoup plus facilement en chlorite ou en vermiculite. Les autres minéraux ferro-magnésiens amphiboles, pyroxènes et olivines sont beaucoup plus rares car très facilement altérables.

Question 40

Classification des roches détritiques

Answer 40

En fonction de la granulométrie :

• Rudites : < 2mm
  a. Gros cailloux > 25,6 cm
  b. Graviers et petits cailloux 25,6cm à 4mm
  c. Granules 2 à 4mm
• Arénites 0,063mm(63um) et 2mm
• Conglomérats : roche consolidés par des particules de tailles diverses : Poudingues (arrondis) ou Brèches (anguleux).

Cette classication fondée sur la taille des particules est très largement utilisée pour les roches détritiques, mais elle peut aussi s’appliquer à tous les sédiments présentant une certaine granularité. Ainsi les sédiments et roches constitués de particules carbonatées peuvent être considérés comme des calcirudites, des calcarénites ou encore des calcilutites en fonction de la taille de leurs constituants

Question 41

Comment reconnaître l’argile minéral au microscope ?

Answer 41

Teinte de 2e ordre qui se mélange aux Micas et Feldspaths sur leur surface.