Geodumonde

 
Un minerai (du latin minera, mine) est une roche contenant des minéraux utiles en proportion suffisamment intéressante pour justifier l'exploitation, et nécessitant une transformation pour être utilisés par l'industrie. Par extension, le terme « minerai » peut également désigner directement les minéraux exploités.
La plupart des minerais métallifères sont :

♦  des oxydes (bauxite) ;
♦  des sulfures (galène, sphalérite) ;
♦  des carbonates (malachite, sidérite) ;
♦  des silicates (garniérite).
 
La civilisation industrielle utilise des quantités importantes de minéraux et métaux lourds. Par suite d'une demande croissante en métaux et autres ressources minérales, les minerais sont exploités à des teneurs de plus en plus faibles et dans des conditions d'extraction de plus en plus coûteuses (par exemple les puits profonds d'extraction du charbon, ou les sables bitumineux pour le pétrole) voire destructrices de l'environnement. Le risque d'épuisement de ces ressources naturelles est en particulier lié au gaspillage de ces mêmes ressources, souvent dispersées après usage, plutôt que d'être recyclées.
De plus, dans de nombreuses applications, l'absence de récupération est associée à une pollution diffuse de l'environnement par des produits très toxiques. Les perspectives mondiales indiquent que pour de nombreux éléments (tels que l'argent, le fluor, l'étain, le zinc et le nickel), les réserves actuelles ne permettront que de couvrir deux à trois décennies d'exploitation. Il est cependant permis de penser   que la durée des réserves disponibles serait prolongée par la mise en place systématique du recyclage.
 
 
                                                                 Source Wikipédia
 


 

 
                                  Or natif en partie enfermé dans du quartz
 
Un élément natif est un minéral composé d'un seul élément chimique, naturellement présent dans la croûte terrestre ou dans d'autres environnements naturels (météorites, notamment). Les éléments natifs constituent, avec les carbures, nitrures, phosphures et siliciures, la première classe des systèmes de classification des minéraux de Dana ou de Strunz.
Les éléments natifs comprennent environ 108 espèces et variétés, réparties en trois sous-classes :

1. les métaux (argent, cuivre, or, platine) ;
2. les semi-métaux (antimoine, arsenic, bismuth, tellure) ;
3. les non-métaux (diamant, graphite, soufre).
 
La plupart des éléments natifs sont rares ou très rares, à l'exception de quelques métaux natifs, qui ont joué un rôle important dans la naissance des civilisations. Le fer natif est d'origine météoritique.
 
Extraction et récupération des éléments natifs

Exemples

Or
 
L'or est le plus connu des métaux natifs. L'or extrait des mines apparaît la plupart du temps sous forme de pépites, de veines ou de filaments, tous solides. C'est le plus souvent de l'or natif qui est emprisonné dans une matrice de pierre ou de fins grains d'or mélangés à des sédiments ou liés à de la pierre.

Platine
 
Le platine extrait des mines colombiennes et russes l'est sous forme de pépites ou de petits grains dans des dépôts placer. Il est le plus souvent trouvé sous forme d'alliage avec du fer, de l'iridium, de l'osmium ou du palladium.

Cuivre
 
Une ancienne civilisation nord-américaine a profité de dépôts de cuivre pour fabriquer des armes, des outils et des objets décoratifs. Elle était établi près du lac Supérieur, où elle avait découvert différents dépôts de cuivre natif. Elle a extrait du cuivre entre -6000 et -3000. Le cuivre était plus utile que l'or, car il est plus solide à l'état solide que l'or et relativement facile à façonner, au contraire du fer météorique.

Fer-nickel
 
Il y a très peu d'endroits sur Terre où se trouve du fer natif seul. La majeure partie du fer natif sur Terre est du fer météorique (provenant de météorites). Ces météorites se sont formées voici plusieurs millions ou centaines de milions d'années, sont demeurées presque intactes dans le vide interplanétaire et sont tombées sur Terre. Les météorites métalliques sont principalement composées d'alliages de fer-nickel :taénite (qui contient beaucoup de nickel) et kamacite (qui contient peu de nickel). On trouve aussi du fer natif d'origine terrestre dans des contextes extrêmement réducteurs, notamment là où du magma a envahi un gisement de charbon ou de lignite comme à Uivfaq sur l'île Disko (Groënland) ou à Bühl près de Cassel (Land de Hesse, Allemagne).
 
Autres
 
Les autres métaux natifs sont présents sur Terre en très petites quantités ou seulement dans certaines curiosités géologiques précises. Par exemple, le cadmium métallique a été découvert en deux endroits seulement (entre autres, dans un bassin où passe la rivière Vilyuy en Sibérie).
 
                    Platine natif

 
                                                                  Source Wikipédia
 

 

     La minéralogie est la science qui étudie les minéraux.
Un minéral est une substance formée naturellement, généralement inorganique, exceptionnellement organique. Un minéral donné est caractérisé par une formule chimique et une structure cristalline, c'est-à-dire respectivement par la nature des atomes qui le composent et leur agencement dans l'espace. La minéralogie concentre les diverses approches d'étude des minéraux sur ces bases théoriques.
 
Propriétés des minéraux
 
Plusieurs propriétés et méthodes permettent de caractériser un minéral. Pour étudier un minéral donné, le minéralogiste exploitera, entre autres :

♠ sa structure cristalline à l'état solide (le plus souvent étudiée à l'aide de la diffraction des             rayons X) ;
♠ sa composition chimique (souvent analysée à la microsonde électronique) ;
♠ ses propriétés mécaniques : densité ou masse volumique, dureté, clivage, cassure, fracture,         toucher ;
♠ ses propriétés optiques : couleur, trace, éclat, transparence, indice de réfraction, analyse               interférentielle à l'aide de rayons X ;
♠ les liaisons entre les atomes, qui peuvent être notamment : covalentes, ioniques, métalliques,       de van der Waals ;
♠ ses propriétés chimiques : photoluminescence, réactivité avec les acides, coloration sous la           flamme ;
♠ sa phase (solide, liquide ou gazeuse) ;
♠ sa solubilité (dans l'eau et dans les acides) ;
♠ ses propriétés électriques et thermiques.

Nomenclature des minéraux

La nomenclature moderne s'impose dans le courant du xixe siècle, dans laquelle le nom trouve son origine dans plusieurs raisons :

♠ une propriété caractéristique (exemple la magnétite) ;
♠ le nom de l'élément chimique dominant (exemple la calcite) ;
♠ le nom d'un savant (exemple la dolomite, dédiée à Déodat de Dolomieu) ;
♠ sa couleur (exemple l'azurite) ;
♠ une localité (exemple l'autunite a été découverte près d'Autun, Saône-et-Loire).
 
Aujourd'hui, il existe un organisme international visant à normaliser la définition des espèces minérales : l'Association internationale de minéralogie (IMA).
 
Prospection

Des minéraux sont susceptibles d'être découverts dans les sources suivantes :

♠ les mines et les carrières, qui sont les terrains de prédilection pour la recherche des                       minéraux ;
♠ les météorites, qui tombent par milliers sur Terre chaque jour ;
♠ en laboratoire et grâce à l'informatique, les chercheurs trouvent des combinaisons théoriques    de minéraux composites, qui constituent actuellement l'essentiel des découvertes.
 
Les huit éléments qui constituent à eux seuls près de 90 % de la texture de la croûte terrestre s'associent pour former les minéraux. Les minéraux silicatés et la silice prédominent dans la plupart des roches communes, excepté le calcaire.
 
L'échelle de dureté

L'échelle de dureté de Mohs fut inventée en 1812 par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs afin de mesurer la dureté des minéraux. Le numéro 1 étant le moins dur et le numéro 10 le plus dur.

1. Le talc
2. Le gypse
2,2. L'ongle
3. La calcite
4. La fluorine
5. L'apatite
6. L'orthose
7. Le quartz
8. La topaze
9. Le corindon
10. Le diamant

Sciences connexes

La minéralogie travaille en collaboration avec d'autres sciences :

♠ la prospection, qui consiste à rechercher sur le terrain les minéraux ;
♠ la géochimie, qui étudie les éléments chimiques constitutifs de l'écorce terrestre ;
♠ la pétrographie, qui étudie les roches (dont les minéraux sont les constituants) ;
♠ la géologie, qui consiste à étudier les modes de gisement et les conditions de formation des         minéraux ;
♠ la minéralogie descriptive, qui étudie le minéral lui-même ;
♠ la microminéralogie, qui fait partie de la minéralogie descriptive et donc qui étudie les               minéraux de taille millimétrique ;
♠ la cristallographie, qui étudie la structure des cristaux ;
♠ les techniques instrumentales de la chimie, pour déterminer la formule chimique d'un               minéral ;
♠ les techniques instrumentales de la physique, pour étudier un certain nombre de propriétés     du minerai, avec :
    -  la diffraction de rayons X, pour déterminer la disposition des atomes constitutifs du                     minéral, à savoir, la maille, le motif et le réseau cristallin,
    -  la microscopie en lumière polarisée, pour déterminer la nature exacte du minerai,
    -  la goniométrie, pour mesurer les angles que font entre elles les diverses faces du cristal et          permettre son identification,
    -  la mesure des propriétés électriques, magnétiques, optiques et fluorescentes pour aller         plus loin dans la différenciation des minerais ;
♠ la science des matériaux, qui étudie structure et propriétés de composés d'intérêt                           technologique qui très souvent sont des phases minérales ;
♠ l'informatique, qui permet de produire les programmes facilitant l'étude et la mise au point      de combinaisons théoriques de nouveaux minéraux.

Exemples de minéraux

Voici une liste non exhaustive de minéraux communs :

Sulfures

♣  Arsénopyrite : FeAsS
♣  Bornite (Érubescite) Cu5FeS4
♣  Chalcopyrite : CuFeS2
♣  Chalcocite : Cu2S
♣  Cinabre : HgS
♣  Énargite Cu3AsS4
♣  Galène : PbS
♣  Molybdénite : MoS2
♣  Orpiment : As2S3
♣  Pyrite : FeS2
♣  Pyrrhotite : FeS
♣  Réalgar : AsS
♣  Sphalérite : ZnS
♣  Stibine : Sb2S3
 
Oxydes et hydroxydes
 
♣  Corindon : Al2O3
♣  Hématite : Fe2O3
♣  Ilménite : FeTiO3
♣  Magnétite : Fe3O4
♣  Pléonaste : MgAl2O4
♣  Rutile : TiO2
♣  Spinelle : MgAl2O4
 
Les oxydes de la forme XY2O4 sont regroupés sous l'appellation « spinelles » où souvent (mais pas toujours) X est un métal 2+ et Y un métal 3+ (hématite, pléonaste par exemple). Un contre-exemple est l'ulvospinelle, TiFe2O4 : ici le titane a nombre d'oxydation 4+, le fer 2+.

Halogénures

♣  Fluorine : CaF2
♣  Halite : NaCl 

Carbonates
 
♣  Aragonite : CaCO3 (orthorhombique)
♣  Calcite : CaCO3 (rhomboédrique)
♣  Dolomite : CaMg(CO3)2
♣  Magnésite : MgCO3
♣  Rhodochrosite : MnCO3
♣  Sidérose : FeCO3

Sulfates
 
♣  Anhydrite : CaSO4
♣  Barytine : BaSO4
♣  Gypse : CaSO4,2H2O 

Silicates

Nésosilicates
 
♦  Andalousite : Al2SiO5 (orthorhombique)
♦  Fayalite : Fe2SiO4
♦  Forstérite : Mg2SiO4
♦  Disthène : Al2SiO5 (triclinique)
♦  Sillimanite : Al2SiO5 (orthorhombique) 

Inosilicates
 
♦  Aegirine: NaFe3+Si2O6
♦  Diopside : CaMgSi2O6
♦  Enstatite : Mg2Si2O6
♦  Hédenbergite : CaFeSi2O6
♦  Spodumène : LiAlSi2O6
♦  Trémolite : Ca2Mg5Si8O2(OH)2

Phyllosilicates
 
♦  Chrysotile : Mg3Si2O5(OH)4
♦  Kaolinite : Al2Si2O5(OH)4
♦  Muscovite : KAl3Si3O10(OH)2
♦  Phlogopite : KMg3AlSi3O10(OH)2
♦  Pyrophyllite : Al2Si4O10(OH)2
♦  Talc : Mg3Si4O10(OH)2

Tectosilicates
 
♦  Albite : NaAlSi3O8
♦  Anorthite : CaAl2Si2O8
♦  Microcline : KAlSi3O8 (triclinique)
♦  Orthose (orthoclase) : KAlSi3O8 (monoclinique)
♦  Quartz : SiO2 (trigonal à basse tempéraure ; hexagonal à haute température)
♦  Sodalite : aluminosilicate de sodium chloré (cubique)

 
                                                                  Source Wikipédia