Les minéraux

Un minéral est une substance naturelle inorganique, bien que parfois d’origine organique, qui se distingue d’un autre type de minéral par sa composition chimique. Chaque minéral est un agencement d’atomes selon une symétrie particulière formant ainsi un réseau cristallin donné (une seule sorte de cristaux).

On compte plus de 4000 sortes de minéraux différents. Tout minéral se trouve habituellement à l’état solide, bien qu’il puisse être à l’état liquide s’il est soumis à des températures et à des pressions élevées.
 
Contrairement à une roche, un minéral est une substance pure composée d’éléments identiques. De plus, un minéral n’a qu’une seule couleur dominante, bien que l’on retrouve souvent des impuretés dans les échantillons.

Les propriétés des minéraux

On distingue les minéraux par leurs propriétés, en voici quelques-unes.

Propriétés optiques L’éclat Façon dont la lumière est réfléchie sur le minéral.
 
L’éclat est métallique ou non-métallique.
 
La couleur du minéral Couleur prédominante du minéral (en ne tenant pas compte des impuretés).
 
La transparence et l’opacité Propriété qu’ont les minéraux de transmettre la lumière incidente.
 
Plus un minéral est translucide, plus il absorbe et transmet la lumière, bien que les objets peuvent apparaître flous si l’on observe à travers le minéral.
 
L’indice de réfraction Façon dont la lumière est déviée en pénétrant dans le minéral et en en sortant.
 
La couleur du trait Couleur de la trace laissée par un minéral frotté sur une plaque de porcelaine non émaillée.
 
La couleur du trait peut être incolore, blanche ou colorée.
 
Propriétés chimiques L’effervescence Bouillonnement apparent possible lors d’un dépôt de quelques gouttes d’acide chlorhydrique (HCl) sur le minéral.
 
Ce bouillonnement est dû au dégagement d’un gaz produit par la réaction chimique du minéral et de l’acide. On observe ce phénomène chez les minéraux composés de carbonates.
 
La photoluminescence Possibilité de certains minéraux de transformer l’énergie chimique en lumière.
 
La coloration sous la flamme Réaction qu’ont certains minéraux de réagir à la chaleur d’une flamme en émettant une lumière d’une couleur donnée.
 
La couleur produite est caractéristique de la composition chimique du minéral.
 
La composition chimique Regroupement d’éléments chimiques présenté à l’aide d’une formule chimique.
 
La solubilité dans l’eau Propriété du minéral de se dissoudre ou non dans l’eau.
 
Propriétés physiques La dureté
 
 

Résistance du minéral à se faire rayer.
 
Échelle de Mohs

1 Minéral se défait sous l’ongle
2 Minéral rayable par l’ongle
3 Minéral rayable par un cent
4 Minéral rayable légèrement par un couteau
5 Minéral rayable par un couteau
6 Minéral rayable par une lime
7 Minéral raye une vitre
8 Minéral rayable par du tungstène
9 Minéral rayable par du silicium
10 Minéral rayable par un autre diamant
Le clivage et la cassure Clivage :
propriété de certains minéraux de se briser en formant des surfaces planes et lisses.
 
Cassure :
propriété de certains minéraux de se briser de façon irrégulière dans toutes les directions, sans surface plane.
 
La masse volumique Propriété caractéristique qui représente la quantité de matière (en grammes) d’une unité de volume donnée (en cm3 par exemple).
 
La densité relative Comparaison de la masse volumique d’un minéral à la masse volumique du quartz (qui est d’environ 2,7 g/cm3).
 
Le toucher Effet ressenti lorsqu’on passe sa main sur le minéral (rugueux, doux, etc.).
 
Propriétés magnétiques Le magnétisme Propriété que possèdent certains minéraux d’attirer un aimant.
 
Autres Le réseau cristallin Arrangement géométrique donné selon la façon dont sont disposés les éléments qui composent le minéral.

Les minéraux métalliques et industriels

Les minéraux métalliques sont composés d'éléments métalliques. Ils peuvent être fondus pour obtenir de nouveaux produits. Les minéraux métalliques à l’origine des métaux représentent plus de la moitié de l’ensemble des ressources minérales du Québec.

Caractéristiques:

  • Ils sont généralement associés à des roches ignées.
  • Ils sont généralement dures et brillants ou ont leurs propres lustres.
  • Ils sont ductiles et malléables.

Exemples de minéraux métalliques à partir desquels certains métaux sont extraits.

Minéraux métalliques Métaux extraits Exemples d’utilisation
 
La chalcopyrite
Le cuivre et l’or Tuyaux de plomberie, bijoux, monnaie
L’hématite

 
Le fer
 
Alliages d’acier et de fonte en construction
La magnétite
La sphalérite
Le zinc Galvanisation des aciers (protection contre la rouille)

 

Les minéraux industriels représentent près de 30 % de l’ensemble des roches minérales du Québec. Ces minéraux ne sont pas métalliques et sont extraits de roches dans le but d’en faire un usage industriel.
 
Voici quelques exemples de ces extractions :

Matériaux industriels
 
Minéraux industriels Exemples d’utilisation
La serpentinite
 
L’amiante (chrysotile)
Isolation (navette spatiale, combinaison de pompier, maison, etc.)
Le marbre Le graphite
Crayon à mine, composite d’alliage pour les sports (raquettes, bâtons, skis, etc.)
La quartzite Le quartz
Épuration des eaux, décoration

Les pierres précieuses

Il n’existe que quatre sortes de pierres précieuses dans le monde. Toutefois, lorsqu’on visite une bijouterie ou une boutique où l’on vend des minéraux de collection, il semble en exister une infinité.

Cependant, pour mériter le titre de pierre précieuse, un minéral doit posséder les caractéristiques suivantes :

  • Sur une échelle de 1 à 10, on estime la dureté d’une pierre précieuse entre 7,5 et 10;
  • Un seul cristal se trouve dans la pierre précieuse;
  • Doit être esthétiquement beau par sa couleur et être rare.

 
On pèse les pierres précieuses en carats. Un carat équivaut à 200 mg de minéral.
 
Voici un tableau qui résume les principales propriétés des quatre pierres précieuses qui existent dans le monde.

Nom de la pierre précieuse Couleur Dureté
(selon l’échelle de Mohs)
Composition chimique Utilisations
Diamant

 
Transparent 10 Carbone (C) Joaillerie, scalpels d’ophtalmologie, électrodes
Saphir
 
Bleu 9 Oxyde d’aluminium (Al2O3) Joaillerie
Rubis
Rouge 9 Oxyde d’aluminium (Al2O3) Joaillerie, horlogerie, lasers
Émeraude
Vert 7,5 Silicate d’aluminium et de béryllium
(Be3Al2(Si6O18))
Joaillerie

 
Comme on peut le constater, l’or, le grenat, la topaze, le quartz, l’améthyste et le turquoise ne sont pas des pierres précieuses. En fait, l’or est un métal et les métaux, comme l’or et l’argent, ne sont pas des pierres précieuses. Pour ce qui est des autres pierres, elles appartiennent à la catégorie des pierres semi-précieuses.
 
Pour être considéré comme une pierre semi-précieuse, le minéral doit être assez dur et gros, être transparent et d’une belle teinte, et finalement, être relativement rare ou...à la mode.
 
Voici une liste de pierres semi-précieuses :

La topaze

L’améthyste

Le quartz

L’opale

La tourmaline

Le jade

La turquoise

 

 

Impacts de la transformation des minéraux

Les engrais minéraux

 

Avec le développement des sciences, l'Homme a observé que certains éléments de la nature aidaient à la croissance des plantes. Cependant, à grande échelle, ces minéraux peuvent causer des ravages lorsqu'ils sont répandus sous forme d'engrais en grande quantité sur les terres agricoles. Or, les plantes ne sont pas capables d'absorber tout ces engrais. L'excédant est lessivé par les eaux de pluie qui les transportent vers les cours d'eau et les lacs. Cela crée une bioaccumulation et à court terme une eutrophisation des cours d'eau.

Les mines abandonnées

Lorsque l'exploitation d'une mine est terminée, certaines compagnies quittent en laissant la mine ouverte. Les scientifiques ont remarqué que ces mines sont une source potentielle de contamination. En effet, l'eau qui tombe dans ces puits réagit avec les minéraux, car il est un excellent solvant. Par infiltration, cette eau se déplace dans des rivières souterraines jusqu'à atteindre une nappe phréatique. Cette accumulation de minéraux amène à long terme une contamination de cette nappe. Résultat, les populations environnantes ne peuvent plus utiliser cette nappe, car elle est impropre à la consommation.

Les exercices

Les références

Classification des minéraux selon la famille chimique

Clé d’identification des minéraux


  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse