Geodumonde

  Faille normale en bordure de Þingvellir (Islande)
 
En géologie, une faille est une structure tectonique consistant en un plan ou une zone de
rupture le long duquel deux blocs rocheux se déplacent l'un par rapport à l'autre.
 
 Ce plan divise un volume rocheux en deux compartiments qui ont glissé  l'un par  rapport à l'autre dans un contexte de déformation fragile. Ce  déplacement et  la déformation cisaillante sont dus aux forces exercées par  les contraintes tectoniques, qui résultent de la tectonique des plaques ou à  la  force gravitaire (instabilité gravitaire). La valeur du déplacement est  le rejet  de faille.
 
 Le langage touristique emploie souvent à tort le mot faille pour désigner  des diaclases, fissures sans décalage des compartiments. La fracture est un  terme plus général désignant toute cassure avec ou sans rejet, de terrains,  de  roches, voire de minéraux.
 
 Les failles existent depuis l'échelle microscopique (millimétrique) jusqu'à  celle des plaques tectoniques (plusieurs centaines de kilomètres). Les  grandes failles se trouvent aux limites de plaques et aussi au sein des zones  déformées intra-plaques.
 
Les failles actives sont responsables de la majorité des tremblements de terre. Ceux-ci sont dus au glissement rapide (quelques secondes à quelques dizaines de secondes) sur le plan de faille lors du brusque relâchement des contraintes accumulées de façon élastique pendant une longue période inter-sismique.
 
Les failles conjuguées résultent d'une même contrainte. Elles peuvent être synthétiques ayant le même sens qu'une autre faille plus importante servant de référence, ou antithétiques ayant un sens opposé à une autre faille plus importante servant de référence.
 
                                                        Faille décrochante de San Andreas (dextre).
 
 
 

                                                                    Source Wikipédia
  

 
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
 


 

 

     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
 

 

Structure interne de la Terre :
1. Croûte continentale
2. Croûte océanique
3. Manteau supérieur (ou Asthénosphère)
4. Manteau inférieur (ou Mésosphère)
5. Noyau externe
6. Noyau interne (ou graine)
A. Discontinuité de Mohorovičić
B. Discontinuité de Gutenberg
C. Discontinuité de Lehmann
 
La structure interne de la Terre est répartie en plusieurs enveloppes successives, dont les principales sont la croûte terrestre, le manteau et le noyau, ces enveloppes pouvant être elles mêmes ensuite décomposées. Ces couches sont délimitées par des discontinuités. La sismologie a notamment permis de déterminer l'état de la matière à des profondeurs inatteignables.
Cette constitution se comprend en remontant à la formation de la Terre par accrétion météorites, les différentes couches s'étant alors mises en place sous l'influence de divers paramètres, comme la masse volumique de ses constituants.
 
Modèle actuel

Structure principale

                                                                           Structure détaillée.

Croûte terrestre
 
La croûte continentale (1) est solide, essentiellement granitique et surmontée par endroits de roches sédimentaires. Elle est plus épaisse que la croûte océanique (de 30 km à 100 km sous les massifs montagneux). La croûte terrestre représente environ 1,5 % du volume de la Terre solide, 4,4 ‰ de la masse terrestre et 6,5 ‰ de la masse silicatée de la Terre (la Terre sans le noyau métallique). Elle était anciennement appelée SIAL (silicium + aluminium).
La croûte océanique (2) est solide et essentiellement composée de roches basaltiques. Relativement fine (environ 5 km). Elle est également appelée SIMA (silicium + magnésium).
 
Chaleur interne

Sur la figure ci-contre, les températures sont données en degrés Celsius à titre indicatif. Ne pouvant être mesurées directement mais uniquement déduites, elles sont approximatives (plus on s'enfonce et plus la marge d'erreur est grande). La chaleur interne de la Terre est produite par la radioactivité naturelle des roches par désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium.
 
        Dimensions respectives des différentes couches et températures approximatives qui y règnent.
 
Au xxie : la recherche des détails inconnus

Au xxie, la chaleur interne de la Terre (à partir de 2 900 km de profondeur, là où la pression commence à dépasser 1 million d'atmosphères, soit 100 Gigapascals), intrigue toujours les chercheurs, car elle joue au moins deux rôles majeurs, d'une part en entretenant ou modifiant les mouvements convectifs du manteau, qui explique la tectonique des plaques et la dérive des continents, et d'autre part en entretenant le champ magnétique terrestre.
 
En 2013, des résultats convergents et expliquant les écarts antérieurs, selon lesquels la température du noyau évoluerait de 3 800 °C à 5 500 °C selon la profondeur.
 
 
                                                                     Source Wikipédia
 

 

 
Les roches (du latin populaire rocca) sont des matériaux naturels généralement solides et formés, essentiellement ou en totalité, par un assemblage de minéraux, comportant parfois des fossiles (notamment dans les roches sédimentaires), du verre résultant du refroidissement rapide d'un liquide (volcanisme, friction) ou des agrégats d'autres roches. Les roches peuvent être formées d'une seule espèce minérale (roches monominérales) ou de plusieurs (roches polyminérales) :

▪  la calcite peut faire partie des calcaires et des marbres purs ;
▪  le quartz n'est qu'un composant des quartzites, des gneiss et granites, des basalte                        L'ensemble présente une certaine homogénéité statistique.
La classification des roches reste complexe, car elle est basée sur un grand nombre de critères.
La roche présente une grande diversité d'aspects décrits comme suit :
▪ souvent dure et cohérente : elle est dénommée pierre (marbre, granite), caillou, galet... ;
▪ friable ou inconsistante à l'image de la craie et du talc pressés sous les doigts ;
▪ plastique comme l'argile humidifiée ;
▪ meuble à l'exemple du sable qui coule dans le sablier ;
▪ à la limite liquide — huile — ou gazeuse.
▪ ou perméable comme le calcaire
▪ ou imperméable comme l'argile
 
La science de la description et de l'analyse des roches se nomme la pétrographie (du grec petra, « pierre », et graphê, « description »). La pétrologie (du grec petra et logos, « étude ») quant à elle, étudie les mécanismes de formation et de transformation des roches. La discipline scientifique associée à l'étude des mouvements et déformations des roches s'appelle la mécanique des roches.
 

 Roche granitique
 
Un bloc de roche constitue un rocher. Ces mots ne sont pas synonymes.
 
Classification

Par origine
 
1 — Érosion, transport, diagenèse
2 — Fusion
3 — Pression température
4 — Refroidissement

Les roches sont classées selon leur composition, leur origine ou la modalité de leur formation ; d'abord en trois grandes catégories :

▪ les roches magmatiques (aussi qualifiées d'ignées ou d'éruptives) formées par la solidification   de magmas :
    -  les roches volcaniques ou extrusives ou effusives, refroidies brutalement en surface après                une éruption volcanique, hémicristallines ;
    -  les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur, lentement et sans          dégazage dans la chambre magmatique, dites holocristallines ;
    -  les roches filoniennes ou hypoabyssales (hypabyssales), intermédiaires entre les roches                      extrusives et intrusives, et ayant subi un dégazage partiel... ;
▪ les roches sédimentaires, formées à la surface de la Terre ou dans les mers par l'accumulation      en couches de matériaux sous l'action d'agents exogènes, comme le vent, l'eau ou                          les squelettes externes de petits organismes aquatiques;
▪ les roches métamorphiques ou cristallophylliennes formées par la recristallisation (et                        généralement la déformation) de roches sédimentaires ou magmatiques. Cela se produit sous    l'action de la température et de la pression qui croissent avec la profondeur dans la croûte          terrestre ou au contact d'autres roches et la lave.

Selon leurs propriétés

Dureté

On peut également classer les roches en trois types, selon leurs propriétés :

▪ les roches meubles comme le sable ou l'argile ;
▪ les roches friables comme la craie ;
▪ les roches cohérentes telles que le granite.
 
Les roches présentent une dureté qui varie énormément. Le talc et le gypse présentent un indice très faible et s'érodent très facilement. Le corindon et le diamant, quant à eux font partie des roches les plus dures.
 
                                         Cristal de diamant jaune en forme d'octaèdre
 
Texture

L'homogénéité des roches varie en fonction des minéraux. on en distingue quatre types de textures :

▪ grenue (granite) ;
▪ porphyroïde ;
▪ microgrenue (batholite) ;
▪ vitreuse (basalte).

Dilatation

Les roches peuvent plus ou moins se dilater.
 
Utilisation

Les roches servent dans de nombreuses utilisations, notamment :

▪ la laine de roche, excellent isolant thermique et acoustique, à base de roche volcanique ;
▪ les pierres à bâtir (pierres de taille et moellons) ;
▪ les granulats ;
▪ les sculptures et ornements ;
▪ l'extraction de minerais ;
▪ le sel gemme.   

 
                                                                    Source Wikipédia