Encyclopédie Minéralogie Volume I

Plusieurs milliers de minéraux différents existent sur terre,
chacun possédant une composition, une structure cristalline et des propriétés qui lui sont uniques.
Des propriétés particulières comme la dureté, la couleur ou l'éclat font de certains minéraux une matière convoitée par les joailliers:
ce sont les pierres précieuses et les pierres fines.
Il existe plus de 4000 minéraux connus, qui sont classés principalement d'après des critères chimiques et cristallographiques.
Leur composition chimique permet de les grouper en neuf familles principales.

I. Les Éléments

Certains minéraux ne contiennent qu'un seul type d'atome : on les appelle pour cette raison minéraux élémentaires.

Cette famille comprend surtout des métaux : le cuivre, l'or, l'argent, le platine, le fer, l'antimoine, le bismuth, l'arsenic, le mercure.

Aujourd'hui, hormis l'or, les métaux natifs sont supplantés par leurs formes composées, beaucoup plus courantes (les oxydes et les sulfures),

qui sont devenues leurs principaux minerais. Les éléments natifs comprennent aussi des non-minéraux, comme le souffre et le carbone.

II. Les Sulfures

Ils comprennent les sulfures, séléniures, tellurures, arséniures et antimoniures des métaux suivants :

Ag, Cu, Zn, Pb, Fe, Co, Ni, Mo, W, Sn, Hg, As, Sb, Bi.

Les sulfosels, dont la minéralogie est très complexe, ont une formule générale du type AmBnXp :

A = Cu, Ag, Pb, Sn ; B = As, Sb, Bi, Sn ; X = S.

Cette classe (près de 450 espèces) est très importante économiquement car elle renferme, surtout avec les sulfures,

les espèces qui constituent les minerais de base pour tous les métaux autres que le fer, le manganèse, le zinc, le tungstène,

l’or, l’argent et les métaux légers.

Sulfures et sulfosels ont un éclat généralement métallique :

pyrite FeS2 , galène PbS, stibine Sb2S3, molybdénite MoS2, argentite Ag2S, chalcocite Cu2S, pyrrhotite (ou pyrrhotine) Fe1-xS, bornite Cu5FeS4,

chalcopyrite CuFeS2, mispickel (ou arsénopyrite) FeAsS, tétraédrite Cu3SbS3, bournonite CuPbSbS3, etc. ;

rarement submétallique : blende (ou sphalérite) ZnS, covellite CuS, cinabre HgS, proustite Ag3AsS3, pyrargyrite Ag3SbS3, etc. ;

exceptionnellement résineux : réalgar AsS, orpiment As2S3, etc. Ils ont souvent une forte densité.

On les exploite généralement dans des gisements où ils ont été concentrés par des processus hydrothermaux ou sédimentaires.

III. Les Halogénures

La classe des halogénures comprend 160 espèces environ.

Les chlorures et les fluorures sont de loin les plus abondants, ils sont généralement vitreux, souvent peu colorés, de dureté et densité faibles.

Les fluorures, comme la fluorine (ou fluorite) CaF2 et la cryolite Na3AlF6,

sont essentiellement d’origine profonde, alors que les chlorures, comme la halite NaCl et la sylvite KCl,

se trouvent surtout dans des dépôts sédimentaires (évaporites).

On rencontre aussi des chlorures, bromures et iodures de cuivre, d’argent (cérargyrite AgCl) dans les zones d’oxydation de certains gîtes.

IV. Les Oxydes et Hydroxydes

Parmi les quelque 250 espèces on trouve surtout des composés ioniques.

Cette classe comprend des oxydes multiples, qui, chimiquement, devraient être considérés comme des sels :

spinelles , niobates, tantalates, certains titanates, uranates et antimoniates.

Les oxydes de silicium (silice) sont, d’autre part, souvent rangés aux côtés des silicates.

Les oxydes simples et multiples appartiennent généralement aux domaines du magmatisme, du métamorphisme et de la sédimentation marine :

hématite (ou oligiste) Fe2O3, corindon Al2O3, ilménite (Fe, Mg) TiO3, pérovskite CaTiO3, cuprite Cu2O, zincite ZnO,

spinelle MgAl2O4 magnétite Fe2+Fe3+2 O4, chromite FeCr2O4, columbite FeNb2O6, tantalite FeTa2O6, chrysobéryl BeAl2O4,

bétafite U(Nb2Ti)O9, brookite, anatase et rutile TiO2, cassitérite SnO2,

polianite et pyrolusite MnO2, quartz SiO2, uraninite UO2, thorianite ThO2, etc.

La majeure partie des hydroxydes se trouve dans les zones d’oxydation des gîtes métalliques et dans les roches altérées :

gibbsite Al(OH)3, boehmite et diaspore AlO(OH), brucite Mg(OH)2, goethite FeO(OH),

manganite MnO(OH), psilomélane (Ba, Mn...)3 (OH)6.Mn8O16, opale SiO2.nH2O, etc.

Oxydes et hydroxydes sont les principaux minerais de fer, chrome, manganèse, uranium, étain, aluminium, niobium, tantale. 

V. Les Nitrates, Carbonates, Borates

Les carbonates (110 espèces environ )ont souvent un aspect pierreux. Ils sont incolores ou peu colorés,

à l’exception de ceux du cuivre, du cobalt, du manganèse et de l’uranium.

Les carbonates hydratés [azurite Cu3 (OH)2 (CO3)2, malachite Cu2(OH)2 CO3, hydrozincite Zn5(OH)6(CO3)2]

sont essentiellement liés au cycle exogène ;

les carbonates anhydres, surtout sédimentaires [calcite et aragonite CaCO3, magnésite MgCO3, dolomite MgCa(CO3)2 ,

rhodocrosite MnCO3, smithsonite ZnCO3, sidérite FeCO3 , witherite BaCO3, strontianite SrCO3,

cérusite PbCO3], peuvent cependant se rencontrer dans des gisements en liaison avec des roches éruptives.

Les nitrates sont rares (8 espèces) ;

ils sont isostructuraux avec les carbonates et généralement solubles dans l’eau.

Les plus importants sont le salpêtre KNO3, en cristaux acidulaires,

en croûtes, en efflorescences incolores à grises, et surtout la nitronatrite NaNO3,

en masses grenues, incolores à blanches ; cette dernière est un minerai encore important.

Ces nitrates résultent de l’évaporation d’eaux circulant dans les sols de régions très arides.

Les borates (une centaine d’espèces) ont une structure formée de groupes [BO3] ou de tétraèdres [BO4].

Les borates anhydres qui se rencontrent dans des roches pegmatitiques ou

de métamorphisme de contact sont rares à la relative exception des minéraux de la série:

ludwigite (Mg, Fe2+)2Fe3+(O2 BO3) – vonsenite (Fe2+, Mg)Fe3+(O2BO3) ;

orthorhombique, cristallisée en lames ou prismes mal formés, en agrégats microcristallins à éclat vitreux ;

couleur noire avec reflets verdâtres, avec magnétite et grenats dans des gîtes de contacts.

Les borates hydratés, d’éclat vitreux, incolores à blanc, ont une faible dureté et sont peu denses.

Les principaux activement exploités (1 million de tonnes d’équivalent B2O3, États-Unis, U.R.S.S., Turquie, Argentine) sont :

la kernite Na2B4O7.4 H2O, en masses incolores,

clivables, à structure fibreuse, l’ulexite NaCaB5O9.8 H2O, en masses blanches noduleuses, formées de cristaux capillaires ;

le borax Na2B4O7.10 H2O, en cristaux monocliniques, prismatiques, en masses compactes ;

la colémanite Ca2B6O11.5 H2O, en cristaux monocliniques lenticulaires, riches en faces, incolores à blancs.

Les borates hydratés se trouvent dans des bassins d’évaporation d’eau ayant lixivié des roches volcaniques.