Musée des minéraux

La minéralogie est la science qui s’intéresse aux minéraux. leur forme, leur composition chimique et leurs propriétés (chimiques et physiques). Elle s’intéresse aussi aux conditions de leur formation.

Les minéraux sont des substances chimiques que l’on trouve à l’état naturel le plus souvent sous la forme de solides cristallins ou cristaux.
On classe les minéraux selon leur composition chimique: les éléments, les sulfures, les halogénures (chlorures, fluorures...), les oxydes, les hydroxydes, les nitrates, les carbonates, les sulfates, chromates, phosphates, les silicates (les plus nombreux), les minéraux organiques,...

Les éléments simples

Ils ne sont formés que d’un seul type d’atomes qui ont tendance à résister à l’oxydation. On trouve parmi ceux-ci quelques métaux comme l’or, l’argent ou le cuivre.

soufre

Soufre

Soufre natif
Composition chimique théorique: S
Eclat: adamantin (cassure mate)
Densité: 2 à 2,1
Dureté: 1,5 à 2
Système cristallin orthorhombique
Fossa, Vulcano (Italie)

cuivre

Cuivre

Cuivre natif
Composition chimique théorique: Cu
Eclat: métallique
Densité: 8,9
Dureté: 2,5 à 3
Système cristallin cubique

Tous les éléments chimiques sont classés dans la tableau périodique des éléments.
Clique sur le tableau pour en savoir plus !

Les oxydes et hydroxydes

L’oxygène est l’élément chimique le plus représenté dans les minéraux et les roches. Son électronégativité élevée fait de ce “voleur d’électrons” l’oxydant le plus important. Il attire à lui 2 électrons.

quartz

Quartz

Silice, dioxyde de silicium
Composition chimique théorique: SiO2
Variété “cristal de roche”, incolore et transparente.
Eclat: vitreux
Dureté: 2,65
Système cristallin rhomboédrique
Massif du Saint-Gothard (Suisse)

améthiste

Améthiste

La coloration est due aux atomes de fer Fe3+,
titane et manganèse, présents en faible quantité.
Minas Gerais (Brésil)

quartz fumé

Quartz fumé et Granit

Quartz, dioxyde de silicium SiO2
Le granite en dessous contient des cristaux de quartz plus petits,
associés à d’autres cristaux (feldspath et mica)
La coloration est due à la présence d’éléments radioactifs à l’état de traces

quartz rose

Quartz rose

Composition chimique théorique: SiO2
Variété rose translucide.
Cassure conchoïdale (comme le verre)
Eclat: vitreux
Densité: 2,65
Dureté: 7
Système cristallin rhomboédrique

galce

La glace

Eau, monoxyde de dihydrogène
Composition chimique théorique: H2O
Système cristallin hexagonal

Les sulfures

Le soufre se trouve comme l’oxygène dans la 6e colonne du tableau périodique. Son électronégativité est cependant moins élevée. Il attire aussi à lui 2 électrons.

galène

La Galène

Sulfure de plomb PbS dans une gangue de fluorine CaF2
Composition chimique théorique: PbS
Eclat: métallique
Densité: 7,2 à 7,6
Dureté: 2,5 à 3
Système cristallin cubique
Mine des Trappistes, Valais (Suisse)

pyrite

Pyrite et Magnétite

Disulfure et oxyde de fer
Pyrite, éclat doré FeS2
magnétite aiguilles grises Fe3O4
Avec le temps, les échantillons de sulfures ont tendance à s’oxyder.
Le soufre, délogé, se retrouve à l’état élémentaire jaune.

marcassite

Nodule de Marcassite

Sulfure de fer FeS2
Concrétion fibro-radiée
Cet échantillon est fortement altéré
En brun, des oxydes et hydroxydes de fer (limonite)
En jaune, le soufre
Système cristallin orthorhombique

chalcopyrite

Chalcopyrite

Sulfure de cuivre et fer
Composition chimique théorique: CuFeS2
Eclat: métallique
Couleur: laiton avec irisations
Densité: 4,2 à 4,3
Dureté: 3,5 à 4
Système cristallin quadratique

Les carbonates

calcite

La Calcite

Carbonate de calcium
Composition chimique théorique: CaCO 3
Eclat: vitreux
Densité: 2,6 à 2,8
Dureté: 3
Système cristallin rhomboédrique
Les plans de clivage sont bien visibles(Mexique)

malachite

Malachite (vert)

Carbonate et hydroxyde de cuivre
CuCO3 . Cu(OH)2
Minerai de cuivre (Congo)

Les silicates

C’est la famille minérale la plus importante: ils constituent plus de 90 % de la masse de la lithosphère.
L’anion silicate SiO4 -- forme un tétraèdre (une pyramide à base triangulaire). Les atomes d’oxygène occupent les sommets de la pyramide centrée sur l’atome de silicium.

silicates

nesosilicates

Les nésosilicates

Les tétraèdres n’ont pas de sommet commun
Exemples: olivines, grenats,...

sorosilicates

Les sorosilicates

Les tétraèdres ont un sommet commun
Exemples: épidotes,...

cyclosilicates

Les cyclosilicates

Les tétraèdres ont 2 sommets en commun.
Ils forment des anneaux.
Exemples: béryl, tourmaline,...

pyroxene

Les inosilicates (pyroxènes)

Les tétraèdres ont 2 sommets en commun.
Ils forment des chaînes simples.
Exemples: pyroxènes

amphibolles

Les inosilicates amphiboles

Les tétraèdres forment des chaînes doubles.
amphibolles

phyllosilicates

Les phyllosilicates

Les tétraèdres forment des feuillets: minéraux en 2D.
Exemples: mica, talc, chlorite, serpentine,...

tectosilicates

Les tectosilicates

Les tétraèdres partagent tous leurs sommets.
Exemples: quartz, feldspaths,...

Cristallographie

La cristallographie est la science qui étudie les cristaux.
Comme la minéralogie, elle s’intéresse à la composition chimique des espèces minérales mais surtout à l’arrangement spatial des atomes.

orange

Les atomes ont la forme de boules qui occupent l’espace.
Ils peuvent se ranger de différentes manières.

Les oranges sont faciles à ranger. Mais différents arrangements se présentent déjà...

orange orange

Il reste moins de place entre les oranges sur la photo de droite !
On pourrait seulement y glisser une noisette !

orange orange

A gauche: la pomme est tangente à 4 oranges.
A droite: la pomme est tangente à 6 atomes.
Le pourcentage d'espace occupé par les oranges (compacité) est différent.

orange orange