Minéralogie, Pétrographie, Sédimentologie Flashcards
Minéral
Espèce chimique naturelle ou artificielle se trouvant soit :
- 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 - A l’état amorphe : Rare. ex : obsidienne, opale. Elles n’ont pas de structure cristalline et donc aucune organisation.
Formation des cristaux
- Associations d’ions isolés
- Dissolution
- Fondue (température et pression)
7 systèmes cristallins
- Cubique
- Rhomboédrique
- Hexagonale
- Quadratique
- Orthorhombique
- Monoclinique
- Triclinique
Cristal Rhomboédrique
Même distance entre les élément : exemple, Calcite, Dolomite
Cristal Cubique
Distance constante entre les élément.
Exemple : Grenat, Pyrite, Halite, Galène
Cristal Hexagonale
Organisation en prisme hexagonale.
Exemple : Beryl, Graphite
Cristal Quadratique
Prisme, pas très courant.
Exemple : Vesuvianite
Cristal Orthorhombique
Exemple: Aragonite, Olivine
Cristal Monoclinique
Exemple : Mica et Hornblende
Cristal Triclinique
Exemple : Albite, Talc
Composition chimique des minéraux
Les éléments chimiques constituant les minéraux donnent la composition chimique. Les différents minéraux sont classés en fonction de leur composition chimique.
Classification de DANA 1848
- Elément natifs
a. métaux
b. semi-métaux
c. métalloïdes/non métaux - Silicates
a. nésosilicate
b. sorosilicate
c. cyclosilicate
d. inosilicates
e. phyllosilicates
f. tectosilicates - Oxydes
- Carbonates
- Sulfures
- Halogénure
- Sulfates
- Phosphate
Exemple de métaux
La plupart cristallise dans le système cubique à l’intérieur (exterieur amorphe).
Or ; Argent ; Cuivre ; Fer ; Platine ; Aluminium
Exemple de semi-métaux
Bismuth ; Arsenic
Exemple de métalloïdes/non métaux
Souffre ; Carbone ; Diamant
Silicates
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.
Exemple des nésosilicates [Silicates]
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
Exemple des Sorosilicates [Silicates]
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
Exemple des Cyclosilicate [Silicates]
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).
Exemple des Inosilicates [Silicates]
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.
Exemple des Phyllosilicates [Silicates]
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
Exemple des Tectosilicates [Silicates]
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
Exemple des Oxydes
Structure métallique + O2- Exemple : Hématite Fe2O3 Magnétite FE3O4 Glace H2O
Exemple des Carbonates
Calcite : CaCO3
Dolomite : Mg,Ca,CO3
Aragonite : CaCO3
Azurite : carbonate avec Cu2+
Exemple des Sulfures
Galène
Pyrite
Marcassite
Exemple des halogénures
Halite : NaCL
Sylvine : KCL
Exemple des Sulfates
(sels qui se dissolvent) Anhydrite CaSO4 Thenardite Na2SO4 Gypse CaSO4 2H20 Mirabilite : Na2SO4 10H2O
Exemple des Phosphates
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.
Reconnaissance Calcite
Couleur : incolore Transparence : oui Clivage : par forcément Macle : pas forcément Extinction : pas forcément Teinte : 3e ordre
Clivage
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.
Macle
Une macle est une association orientée de plusieurs cristaux identiques, dits individus, reliés par une opération de groupe ponctuel de symétrie.
Reconnaissance Oxydes
Couleur : opaque noir/brun Transparence : Non Forme : arrondie Clivage : non Altération : non
Reconnaissance Feldspaths plagioclase - alcalin
Couleur : incolore Transparence : oui Forme : allongée/arrondies Clivage : oui Altération : oui Teinte : 1 er ordre Extinction : non Macle : oui (code barre)
Reconnaissance Muscovite
Famille : Micas Couleur : incolore Transparence : translucide Forme : bâtonnet Clivage : oui Teinte : deuxième ordre Pas d'altération
Reconnaissance de la Biotite
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.
Reconnaissance Quartz
Couleur : Blanc/transparent
Forme xénomorphe
Teinte 1er ordre
Classification de Folk
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.
Classification de Dunham
Liaison en fonction du % et du joint.
(Il peut y avoir des jointif dans des non-jointifs)
Voir tableau
Caractéristiques d’une roche détritique
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.
Classification des roches détritiques
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 classication 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
Comment reconnaître l’argile minéral au microscope ?
Teinte de 2e ordre qui se mélange aux Micas et Feldspaths sur leur surface.
