Les minéraux -

Les minéraux - L'uranium -

L'industrie de l'uranium est la dernière née des industries minières, tant en France que dans le monde.
Le développement de cette activité date des lendemains de la seconde guerre mondiale, avec notamment comme événement "stratégique" d'importance la création le 18 octobre 1945, par le Général De Gaulle, du Commissariat à l'Energie Atomique (CEA).
Cette industrie dont le développement sera particulièrement rapide verra son apogée dans les années 80 pour s'éteindre progressivement avec les dernières années du siècle. A Jouac, en Haute-Vienne, la dernière mine d'uranium française fermera ses portes au mois de mai 2001.

HISTOIRE
La découverte de l'uranium et des minéraux uranifères n'est pourtant pas récente puisque c'est le 24 septembre 1789 que le chimiste prussien Klaproth découvre ce nouveau métal, le baptisant du nom de la 7ème planète du système solaire, Uranus, découverte quelques années plus tôt.
Un siècle plus tard, en 1896, le physicien français Henri Becquerel découvre la radioactivité naturelle. Cette découverte peut être considérée comme le point de départ de l'industrie des minerais radioactifs. Dans un premier temps les chercheurs, chimistes et physiciens du monde entier vont se lancer dans l'étude du phénomène de la radioactivité, de ses origines et de ses applications possibles. Les découvertes et les événements vont alors se succéder à un rythme effréné :

1898, découverte par Pierre et Marie Curie du radium et du polonium.

1898, Rutherford découvre les rayonnements alpha et béta.

1900, le Français Paul Villard met en évidence le rayonnement gamma.

1901, premières tentatives d'utilisation du radium à des fins thérapeutiques par Henri Becquerel et Pierre Curie.

1903, Rutherford et Soddy établissent la loi de décroissance de la radioactivité.

1911, découverte du noyau de l'atome par Rutherford.

1934, découverte de la radioactivité artificielle par Irène et Frédéric Joliot-Curie.

1942, premier réacteur nucléaire mis en route à Chicago par E. Fermi.

1945, explosions nucléaires d'Hiroshima et Nagasaki.

Avant la création du CEA, la minéralogie de l'uranium en France était réduite à trois espèces nettement identifiées : l'autunite, découverte par De Champeaux en 1800 à Saint-Symphorien-de-Marmagne (Saône-et-Loire), la chalcolite découverte en 1852 par Boisse près d'Entraygues (Aveyron) et la pechblende découverte par Demarty vers 1927 à Saint-Rémy-sur-Durolles (Puy-de-Dôme).
Dès le début du siècle la mise en évidence des applications thérapeutiques du radium provoque une première aventure industrielle et minière et de nombreux prospecteurs partent à la recherche des minéraux radioactifs, sources de radium.
L'uranium n'intéresse pas encore les mineurs, son utilisation est limitée à la coloration des verres, céramiques ou porcelaine, à la chimie analytique et aux alliages à forte densité.
En 1905, Hippolyte Marlot entreprend les premiers travaux miniers sur le gisement des Riaux près de Saint-Symphorien-de-Marmagne où fut découvert l'autunite.
En 1925, Victor Lassalle découvre la chalcolite dans la mine du Crôt Blanc près de Grury (Saône-et-Loire).
En 1927, Monsieur Thave découvre le gisement de Lachaux (Puy-de-Dôme).
Ces gisements auront une première vie éphémère mais seront tous repris après 1945 pendant la ruée vers l'uranium.
Entre 1900 et 1939, 7500 tonnes d'uranium extraites fourniront environ 900 g de radium.

LA RUÉE VERS L'URANIUM
1945, la bombe atomique, la fin de la guerre, le monde est partagé en deux, la guerre froide, les incertitudes du lendemain, la crainte d'un affrontement Est-Ouest, autant de raisons pour le gouvernement français d'acquérir le pouvoir nucléaire à des fins militaires mais aussi civiles pour la production d'électricité. L'exploitation des minerais radioactifs devient alors le monopole du Commissariat à l'Energie Atomique. Des équipes de prospecteurs sont formées et lancées à travers le territoire métropolitain mais aussi Outremer.
Dans un premier temps, les prospecteurs du CEA sont formés au Muséum d'Histoire Naturelle de Paris puis, à partir de 1956, à Razès (Haute-Vienne) où s'installe le centre de formation des prospecteurs, le CIPRA, qui fonctionnera jusqu'en 1987.
Tous les indices connus font l'objet d'études approfondies, dès 1946 Lachaux, Saint-Symphorien et Grury. En 1947, le Limousin est au programme sur la foi d'un indice de chalcolite découvert dans la pegmatite d'une carrière située à Chabannes près de Saint-Sylvestre (Haute-Vienne).
Pendant ce temps, la mine de radium de Shinkolobwe (Katanga) est réouverte pour l'uranium en 1945 et c'est l'uranium de ce gisement qui alimentera Zoé, première pile atomique française mise en route en décembre 1948, au fort de Chatillon, près de Paris.
Le 25 novembre 1948, la pechblende massive est découverte à La Crouzille (Haute-Vienne). Les travaux miniers débutent aussitôt, le puits Henriette est foncé et les premières tonnes de pechblende françaises sont extraites et expédiées sous escorte à l'usine du Bouchet (Essonne). Le premier gisement de pechblende massive est en exploitation, un minerai extraordinairement riche (31,2 % de teneur moyenne en U pour la colonne Henriette !). Ce gisement, historique dans l'histoire de l'uranium français, sera exploité jusqu'en juillet 1957 fournissant au total 148 tonnes d'uranium métal qui alimenteront les premières piles atomiques françaises (à l'exception de Zoé).
Pendant ce temps l'exploration du gisement de Saint-Symphorien est abandonnée en 1949 tandis que se développent les travaux d'exploitation à Lachaux et Grury. La prospection intensifiée en Limousin abouti dès 1951 à la découverte des principaux gisements de la région (Les Sagnes, Margnac, Fanay, Brugeaud,...) qui feront de la Division Minière de la Crouzille le plus important district uranifère français.
En 1951/52, les équipes de prospecteurs mettent en évidence d'importants gisements dans la région des Herbiers, l'Ecarpière, la Chapelle Largeaud (Vendée). La Division Minière de Vendée est créée en 1954.
En 1954, le gisement des Bois-Noirs (Forez) est découvert. Cette même année le CEA incite les compagnies privées à rechercher l'uranium leur garantissant achat et traitement de leurs minerais.
En 1957, les premiers indices du gisement de Lodève (Hérault) sont découverts. Ils aboutiront à la création de la Division Minière de l'Hérault en 1981.
Tandis que les mines du Limousin, de Vendée, du Morvan et du Forez entrent dans leur phase d'exploitation, une première petite usine de concentration chimique des minerais est mise en route à Gueugnon (Saône-et-Loire) en 1955. Les usines de l'Ecarpière (Division de Vendée), de Bessines (Division de La Crouzille) et du Forez entreront en service en 1957, 1958 et 1960.
Parallèlement à l'aventure métropolitaine, les prospecteurs du CEA s'activent aussi Outre Mer et à l'étranger :
Dès 1954 à Madagascar, au Gabon où le gisement de Mounana près de Franceville est découvert en 1956 et mis en exploitation en 1958.
Au Niger, la mine d'Arlit est exploitée à partir de 1968.
Des prospections sont également menées au Canada et aboutissent en 1968 à la découverte, entre autres, du fameux gisement de Cluff Lake.

LES GISEMENTS
Les minerais d'uranium français sont généralement de faible teneur : de 1 à 4 kg d'uranium par tonne, selon les gisements. Leur exploitation se fait en mine à ciel ouvert pour la partie superficielle et par travaux miniers souterrains pour la partie profonde.
L'essentiel des ressources uranifères françaises se trouve dans des gisements associés à des granites : Vendée, Forez, Limousin. Les zones minéralisées se présentent sous forme de filons, de "stockwerks" ou de colonnes. Les minerais primaires (minerais noir) sont essentiellement composés de pechblende, d'uraninite et de coffinite. Les minéraux secondaires sont des produits d'altération des minerais primaires, ils se rencontrent dans la partie superficielle des gisements et constituent rarement à eux seuls des gisements exploitables (le gisement de Margnac est une exception remarquable).
Il existe aussi quelques gisements d'origine sédimentaire. Ces ressources se situent dans le Permien (Lodève, Cérilly) ou le Tertiaire Inférieur (Saint-Pierre, Coutras). L'uranium est en général lié à la matière organique, il peut se présenter sous forme minéralogique exprimée de pechblende ou de coffinite ou au contraire intimement lié à la matière organique ou aux argiles.

GEOGRAPHIE DE L'URANIUM EN FRANCE
En 1965, les grands districts miniers sont en place, les ressources globales (exploité compris) sont estimées à 38 600 tonnes d'U.
La part du lion revient au CEA qui possèdent plus de 25 000 tonnes d'U soit 65% des réserves métropolitaines sur trois divisions minières :

Division de Vendée : les gisements de l'Ecarpière, de la Commanderie, du Chardon et de la Chapelle-Largeau sont en exploitation et les minerais sont traités dans une usine située à l'Ecarpière

Division de la Crouzille : Cette division dont le siège est à Razès (Haute-Vienne) comprend quatre principaux centre de production : Margnac, le Brugeaud, Fanay-les Sagnes et le Fraisse, Bellezane sera mis en exploitation plus tard en 1975. Une usine de traitement du minerai est installée à Bessines.

Division du Forez/Grury : La mine des Bois Noirs-Limouzat près de Saint-Priest-la-Prugne (Loire) et celle de Grury (Saône et Loire) constituent les deux sièges d'extraction principaux. L'usine des Bois Noirs à pris le relais de l'usine de Gueugnon en 1961 pour le traitement des minerais de cette division.

Les exploitants privés se répartissent les 35 % des réserves restantes sur trois principaux secteurs :

Bretagne : gisements de la région du Bonote près de Pontivy (Morbihan) exploités jusqu'en 1983 par la SIMURA (Société Industrielle et Minière de l'Uranium).

Lozère : Gisements des Pierres Plantées et du Cellier exploités par la CFMU (Compagnie Française des Minerais d'Uranium) jusqu'en 1989.

Saint-Pierre du Cantal : gisement exploité de 1955 à 1982 par la SCUMRA (Société Centrale de l'Uranium et des Minerais Radioactifs) produisant environ un millier de tonnes d'U.

PROSPERITE ET RECESSION
Le développement des exploitations et la production évolueront au fil des événements politiques et économiques. Les mines d'uranium subiront une première récession dans les années 60 en raison d'une surproduction et du retard pris dans les programmes d'installation des centrales nucléaires.
Cette surproduction provoque une baisse des prix.
En 1973 le premier "choc pétrolier" relance la prospection et la production, les prix de l'uranium sont en hausse, les gisements sont exploités au maximum. De nouveaux gisements sont découverts et mis en exploitation à Bertholène (Aveyron), dans l'Allier près de Cérilly, en Creuse (Gouzon, Hyverneresse), en Corrèze (mine de La Besse).
En 1974 est découvert le gisement de Coutras (Gironde). Malgré des réserves très importantes (supérieures à 10 000 tonnes d'U), ce gisement ne sera pas exploité en raison de la trop faible teneur du minerai (1 ").
En 1976, le CEA cède à sa filiale COGEMA (Compagnie générale des Matières Nucléaires) l'exploitation de ses mines métropolitaines.
Le gisement du Bernardan, découvert en 1970 par la Compagnie Minière Dong-Trieu entre en exploitation en 1979.
En 1981, les gisements de Mas d'Alary, Mas Laveyre et Rabejac près de Lodève (Hérault) sont mis en exploitation par COGEMA. Une usine de traitement des minerais est construite sur place. Cette même année, la Division Minière du Forez est fermée en raison de l'épuisement du gisement des Bois Noirs.
Le 29 mars 1979, l'accident de la centrale nucléaire de Three-Mile Island aux Etats-Unis provoque un ralentissement général des programmes de construction de centrales nucléaires. L'offre sur le marché devient plus importante que la demande et les prix chutent à nouveau. Face à la crise, les progrès techniques en matière de traitement des minerais, l'amélioration des méthodes d'exploitation et les restructurations permettent à l'industrie minière française de faire face jusque vers 1988 date à laquelle, la fermeture des principales exploitations fut programmée.
1988 est une année record avec 3420 tonnes d'uranium produites, soit 5,6 % de la production mondiale estimée à 61 000 tonnes.
A partir de cette date les fermetures de sièges miniers vont se succéder, la Vendée en 1988, Grury en 1990, La Crouzille en 1995 et Lodève en 1997.
Les autres gisements des compagnies privées subiront le même sort tandis que l'approvisionnement de la France en uranium sera désormais assuré par les mines d'Australie, du Niger, du Gabon et du Canada.
En 1994, les besoins annuels de la France étaient de 8 900 tonnes d'uranium.

SITUATION EN 2001
Début 2001, pour quelques mois seulement ne reste plus qu'une seule mine d'uranium en activité en France, celle de la Société des Mines de Jouac (SMJ) du groupe COGEMA qui exploite le gisement du Bernardan. L'extraction du minerai se fit de 1978 à 1987 en mine à ciel ouvert et se poursuit aujourd'hui à plus de 400 mètres de profondeur par travaux miniers souterrains. La bonne teneur du minerai (6 kg d'uranium/tonne) explique le maintien en activité de cette dernière mine d'uranium française.
Le traitement du minerai est effectué dans une usine située à proximité de la mine, elle produit un concentré de diuranate de magnésie (yellow cake)d'une teneur moyenne en uranium de 750 kg par tonne . La capacité annuelle de production est de 500 tonnes d'uranium métal.
Près de 8000 tonnes d'uranium auront été produites à ce jour à l'usine de Jouac. Le maintien de l'activité minière est prévu jusqu'au 31 mai date à laquelle il n'y aura alors plus de mines d'uranium en France. En effet, la mise en exploitation du gisement de Coutras (10 000 t d'U dans un minerai à 1 ") n'est pas d'actualité, il n'est pas économiquement exploitable tout comme ceux plus petits de Cérilly et d'Ygrande dans l'Allier.
Pendant un demi siècle, les mines d'uranium françaises ont extrait 52,5 millions de tonnes de minerais et produit 74 600 tonnes d'uranium ce qui représente 3,9% de la production mondiale estimée à 1,92 millions de tonnes dont 1,17 dans les pays du monde à économie de marché.

Les minéraux - Achroique -

Achroique

du grec khromos (couleur) et a privatif (sans).

Statut : L'achroïte est une variété de tourmaline incolore, plus précisément d'elbaïte.

Certaines tourmalines offrent des variétés colorées, gemmes, attractives, qui ont reçu des noms distincts ; ces appellations commerciales ne sont pas reconnues par l'I.M.A., ce sont l'indigolite bleue, la rubellite rose à rouge, la verdélite verte, l'achroïte incolore… (On cherchera à elbaïte les données plus générales qui ne figureraient pas ici).

Couleur : L'absence de couleur est engendrée par la présence d'ions Mn²⁺ ou Mg²⁺ sur certains sites octaédriques de la structure moléculaire.

Critèresde détermination : se dissout dans l'acide fluorhydrique.

Morphologie des cristaux : Cristaux aux faces bien développées, allongés et striés selon le sens de l'allongement, les sections sont triangulaires et les terminaisons pyramidales.

Conditions de formation et/ou de gisement : On la rencontre dans les pegmatites à sodium et lithium (= pegmatites sodolithiques).

Utilisations : L'achroïte est un minéral rare que l'on utilise en joaillerie, où elle est très prisée.

Les minéraux - Acanthite -

Acanthite

Du grec acantha (épine) pour l'acanthite, argentite venant du latin argentum = argent

Statut : Minéral agréé par l'I.M.A., l'acanthite est un sulfure qui contient près de 87% d'argent. Ce minéral résulte souvent de la transformation d'argentite (paramorphose), métastable en dessous de 179°C, dont il va épouser les formes : arborescence, cristaux cubo-octaédriques.

NB : L'argentite (cubique), considérée par certains comme dimorphe - stable au-dessus de 179°C - de l'acanthite, n'est pas un minéral approuvé par l'IMA… Argyrose est un nom désuet pour ces polymorphes d'Ag₂S

Propriétés optiques et autres : C'est un minéral qui va rapidement se ternir au contact de l'air, perdant rapidement ses reflets métalliques. Maléable. Sectile. Flexible.

Couleur : noire ; gris de plomb sur les cassures fraîches.

Éclat du minéral : métallique

Trace : noire brillante

Critèresde détermination : L'absence de bon clivage permet de la distinguer de la galène et des autres minéraux ayant la même couleur… C'est un minéral sectile, des copeaux souples peuvent être détachés à l'aide d'un couteau. Soluble dans l'acide nitrique et l'ammoniaque. Fond au chalumeau en donnant une bille d'argent.

Morphologiedes cristaux : Cubo-octaédriques. Les cristaux aux faces développées sont rares, souvent paramorphoses d'argentite.

Macles : Les cubes peuvent être maclés par interpénétration sur {111}

Morphologie des agrégats : arborescents.

Conditions de formation et/ou de gisement : On rencontre l'acanthite dans les filons hydrothermaux de plomb, zinc, argent, et or; souvent associée à d'autres sulfures d'argent, pyrargyrite, proustite, et au soufre natif.

Utilisations : Sous certaines conditions, minerai d'argent important.

Échantillons de collection : De beaux échantillons ont été trouvés à Rayas, Guanajuato, Mexique ; Chañarcillo, Chili ; Freiberg, Schneeberg, Saxe, Allemagne ; Jachymov, République Tchèque ; Kongsberg, Norvège ; Monte Narba, Italie ; … En France, Sainte-Marie-aux-Mines, Haut-Rhin ; Les Challanches, Isère ; Fontsante, Var ; …

Cubes et octaèdres atteignant jusqu'à 8cm, peuvent être associés à d'autres sulfures et minéraux d'argent (pyrite, galène, sphalérite, tétraédrite, pyrargyrite, polybasite).

Les minéraux - Actinote -

Actinolite, variété byssolite, Knappenwand, Autriche.

Actinolite

du grec aktis rayon d'une roue, pour la forme des agrégats radiés de cristaux et lithos pierre.

Terme courant du groupe des amphiboles calciques, elle forme une série avec la trémolite et la ferro-actinolite. Elle se présente sous forme de cristaux très allongés pouvant atteindre 15 cm, d’agrégats fibro-radiés et fibreux (d’où le nom qui dérive du grec ancien), ou en masses.

Sa couleur est le plus souvent vert bouteille avec différentes nuances allant du gris clair verdâtre au vert foncé. C’est un produit du métamorphisme régional de faible et moyen degrés, du métamorphisme de contact de roches basiques et ultramafiques et de dolomies. Le terme industriel ""amiante"" recouvre en partie certaines variétés asbestiformes.

Statut : Actinote est un terme désuet encore utilisé pour désigner l'actinolite (nom préconisé par l'I.M.A.). Dans la série isomorphique qui va de la trémolite magnésifère à la rare ferroactinolite, l'actinolite représente le terme intermédiaire. Parmis les variété d'actinolite on trouve:

La byssolite, variété d'actinolite à fibres capillaires, ressemblant à des touffes d'herbes dressées, et dont le nom signifie proprement " barbe de pierre ".La néphrite, variété compacte à structure cryptocristalline fibreuse. Selon les occurences les " jades " sont constitués de néphrite ou de jadéite.La smaragdite, variété de couleur vert émeraude (d'où son nom, qui vient du grec smaragdos qui signifie émeraude).

Propriétés optiques et autres : D'opaque à transparent.

Couleur : vert à gris, vert noirâtre, noir, gris vert, vert grisâtre, blanc.

Éclat du minéral : soyeux à vitreux, mat.

Trace : blanche.

Critères de détermination : Insoluble dans les acides. Fond difficilement en donnant un verre gris-vert.

Morphologie des cristaux : cristaux prismatiques, cristaux aciculaires.

Macles : commune par accolement sur {100}

Morphologiedes agrégats : Aciculaires, radiés, columnaires, fibreux, asbestiforme, en masses grenues, lamellaires, capilaires, microcristallins compacts.

Conditions de formation et/ou de gisement : roches peu métamorphiques, zone de métamorphisme de contact dans les calcaires et dolomies (skarns, cipolins) et les roches ultrabasiques. On la trouve en cristaux capillaires dans les fentes alpines, associée à l'albite et l'épidote.

Échantillons de collection : Parmi les nombreuses localités connues, les plus fameuses sont, le Zillertal en Autriche ; Zermatt en Suisse ; Arendal en Norvège.

Ninnenne

Les minéraux - Propriétés -

Echelle de Mohs

Les minéraux possèdent des propriétés physiques qui permettent de les distinguer entre eux et qui deviennent des critères d'identification. Ces critères sont précieux, tant pour le spécialiste, que pour le collectionneur amateur. Ce qui attire d'abord l'oeil, c'est bien sûr la couleur et la forme cristalline des minéraux, mais il y a bien d'autres propriétés. Plusieurs de ces propriétés peuvent être observées sans l'aide d'instruments et sont d'une grande utilité pratique.

Couleur

Il y a une grande variété de couleurs chez les minéraux, mais c'est là un critère qui est loin d'être absolu. Des spécimens de couleurs différentes peuvent représenter le même minéral, comme le quartz qui présente plusieurs variétés selon la couleur qui va de l'incolore limpide (cristal de roche), au blanc laiteux, au violet (améthyste), au rouge (jaspe), au noir enfumé, au bleu, etc., alors que des spécimens qui ont tous la même couleur peuvent représenter des minéraux tout à fait différents, comme ces minéraux à l'éclat métallique qui ont tous la couleur de l'or: la pyrite qu'on appelle l'or des fous, la chalcopyrite qui est un minerais duquel on extrait le cuivre, ... et l'or. Il faut noter que la couleur doit être observée sur une cassure fraîche, car l'altération superficielle peut modifier la couleur, particulièrement chez les minéraux à éclat métallique.

Éclat

L'éclat des minéraux, c'est l'aspect qu'offre leur surface lorsqu'elle réfléchit la lumière. On distingue deux grandes catégories: l'éclat métallique, brillant comme celui des métaux, et l'éclat non métallique que l'on décrit par des termes comme vitreux (comme le verre), gras (comme si la surface était enduite d'huile ou de graisse), adamantin (qui réfléchit la lumière comme le diamant), résineux (comme la résine), soyeux (comme la soie), etc.

Trait

Une propriété qui a trait à la couleur, mais qui est un peu plus fiable et dont le test est facile à réaliser, c'est le trait. Il s'agit en fait de la couleur de la poudre des minéraux. Cette propriété se détermine sur la trace laissée par le minéral lorsqu'on frotte ce dernier sur une plaque de porcelaine non émaillée (en autant que la dureté de la plaque est supérieure à celle du minéral - voir dureté). Par exemple, l'hématite, un minéral dont on extrait le fer, possède une couleur noire en cassure fraîche mais un trait brun rougeâtre sur la plaque de porcelaine. La pyrite, de couleur jaune or, laisse un trait noir.

Dureté

La dureté d'un minéral correspond à sa résistance à se laisser rayer. Elle est variable d'un minéral à l'autre. Certains minéraux sont très durs, comme le diamant, d'autre plutôt tendres, comme le talc, un des principaux constituants de la fameuse "pierre de savon". Les minéralogistes ont une échelle relative de dureté qui utilise dix minéraux communs, classés du plus tendre au plus dur, de 1 à 10. Cette échelle a été construite par le minéralogiste autrichien Friedrich Mohs et se nomme par conséquent l'échelle de Mohs.

Sur cette échelle, on a quelques points de repères. Des minéraux comme le talc et le gypse sont si tendres qu'ils sont rayés par l'ongle. Pas étonnant qu'on utilise le talc dans les poudres pour la peau. La calcite est rayée par une pièce de cuivre de un cent, alors qu'une lame de canif, en acier, saura rayer tous les minéraux de dureté inférieure à 5, mais ne pourra rayer les feldspath et le quartz. Un morceau de corindon, très dur, un minéral qu'on utilise dans les abrasifs, pourra rayer le quartz, mais sera rayé par un diamant.

Densité

La densité des minéraux est une propriété mesurable; elle est une constante physique qui caractérise un minéral donné. Beaucoup de minéraux ont une densité qui se situe autour de 2,7 gr/cm3, soit 2,7 fois plus lourd qu'un volume égal d'eau. Mais certains ont une densité relativement faible, comme le sel qui a une densité de 2,1; d'autres se situent à l'autre extrême, comme la galène (sulfure de plomb) avec une densité de 7,5 et l'or dont la densité est de 19,3.

Forme cristalline

La forme cristalline est souvent ce qui donne la valeur esthétique d'un minéral. Chaque minéral cristallise dans un système donné, ce qu'on appelle un système cristallin. Un minéral donné reproduira toujours les mêmes formes régies par ce système. Par exemple, la halite cristallise dans le système cubique. La calcite cristallise dans le système rhomboédrique, un système où les trois axes sont de longueur égale et où les angles entre les axes sont identiques, mais différents de 90°. Le quartz commun cristallise dans le système hexagonal; on aura des cristaux à six côtés, et, dans les formes pyramidales, on aura une pyramide à six faces à chaque extrémité.

Clivage

Le clivage est une propriété très importante des minéraux. Il correspond à des plans de faiblesse dans la structure cristalline. Puisqu'il s'agit de plans de faiblesse, un minéral va donc se briser facilement le long des plans de clivage, alors qu'il ne se brisera jamais selon ses faces cristallines. Ainsi, si on frappe (un bon coup de marteau!) un cristal de pyroxène ou d'amphibole (voir les silicates au point 2.1.4), on obtiendra toujours les mêmes angles entre les faces des morceaux, quelle que soit la dimension de ces derniers. Par exemple, la calcite possède un clivage rhomboédrique, avec des plans à 75° et 105°. Par contre, si on brise un cristal de quartz qui est un minéral sans clivage, on obtient des fragments avec des cassures très irrégulières (comme si on brisait un tesson de bouteille). Les micas se débitent en feuilles grâce à leur clivage selon un plan unique.

Effervescence

Les minéraux de la classe des carbonates sont décomposés chimiquement par les acides (acides chlorhydrique, muriatique, acétique); cette réaction chimique dégage des bulles de gaz carbonique, un phénomène qu'on qualifie d'effervescence (un bouillonnement). Selon les minéraux carbonatés, cette effervescence se produit, sur la masse minérale même ou sur la poussière, à froid ou à chaud. Un excellent moyen de vérifier l'authenticité des bijoux de rhodochrosite ou de malachite!

Propriétés optiques

Les propriétés optiques constituent un élément diagnostique fondamental dans l'identification d'un minéral. Mais la détermination de ces propriétés relève plutôt du spécialiste. En géologie, les moyens techniques permettent d'amincir des tranches de minéraux collées sur des lamelles de verre si minces (30 micromètres) qu'elles deviennent tout à fait transparentes. On peut alors étudier ces minéraux aux microscope, comme font les biologistes avec des tissus ou des microorganismes. Chaque groupe de minéraux possède ses propriétés optiques, c'est à dire qu'ils transmettent différemment la lumière et qu'ils produisent des couleurs caractéristiques lorsqu'ils sont observés en lumière polarisée, ce qui, en bout de ligne, permet de les identifier.

Les minéraux - Classification -

On dénombre plus de 3000 espèces de minéraux. De nombreuses classifications existent mais la plus courante est basée sur la composition chimique.

les éléments natifs

Antimoine - Arsenic - Diamant - Or - Graphite - Cuivre - Platine - Mercure - Soufre - Argent - Tellure - Bismuth -

Cette classe réunit environ 80 minéraux constitués par un ou plusieurs éléments natifs à l'état de mélange (alliage). La plupart de ces éléments sont rares. On distingue les métaux natifs (or, argent, cuivre,...), qui possèdent un fort éclat métallique et une densité élevée; ils sont malléables et ne présentent pas de clivages. Les semi-métaux (Bi, Sb, As, Te,...), dont l'éclat est variable (métallique à submétallique) et la densité élevée; ils sont plus ou moins malléables et présentent des clivages. Les métalloïdes (carbone, soufre), qui sont fragiles, peu denses et présentent de nombreuses formes, comme par exemple le carbone, dont les polymorphes les plus connus sont le graphite et le diamant.

les sulfure et sulfosels

Acanthite - Antimonite - Argentite - Arsénopyrite - Orpiment - Berthiérite - Galène - Bornite - Boulangérite - Bournonite - Chloanthite - Covelline - Cubanite - Enargite - Freibergite - Gersdorffite - Jamesonite - Jordanite - Cobaltite - Chalcosine - Chalcopyrite - Linnéite - Lollingite - Pyrrhotine - Marcassite - Millérite - Molybdénite - Nickéline - Patronite - Pentlandite - Petzite - Polybasite - Proustite - Pyrargyrite - Pyrite - Réalgar - Safflorite - Matildite - Scwazite - Sperrylite - Skuttérudite - Stannine - Stéphanite - Stibiopalladinite - Sylvanite - Tennantite -Tétraédrite - Bismuthine - Wurtzite - Sphalérite - Cinabre -

Cette classe comprend quelque 350 minéraux, répartis en deux sous-classes. La première, la sous-classe des sulfures, regroupe les arséniures, les antimoniures, les tellurures,... Au sein de cette sous-classe, les cations associés peuvent être les métaux suivants : Fe, Pb, Zn, Cu, Sb, Bi, Ag, As, Co, Ni, Mo, Mn, Ti, V, W et Sn. La seconde, la sous-classe des sulfosels, regroupe des minéraux dans lesquels le soufre se lie, dans le groupement anionique, à un ou plusieurs semi-métaux tels que : As, Sb, Ge, Bi. Les métaux associés en tant que cations, quant à eux, peuvent être : Ag, Cu, Pb, Sn, Bi, Fe, Sb, Ti. Les minéraux de cette classe sont généralement tendres et fragiles, exception faite de la pyrite et de la sperrylite. Ils sont aussi parfois sectiles.

les halogénures

Atacamite - Carnallite - Chlorargyrite - Fluorite - Halite - Calomel - Cryolite - Salmiac - Sylvine -

Quelque 130 minéraux appartiennent à cette classe. Les anions sont représentés par les éléments halogènes : F, Cl, Br, et I. Les chlorures (Cl) et les fluorures (F) sont les composés les plus fréquents de cette classe; exemple, la halite, la fluorine. Les propriétés physiques communes à ces halogénures sont leur fragilité, leur dureté et leur densité faibles; ces minéraux sont souvent solubles dans l'eau.

les oxydes et hydroxydes

Alumogel - Anastase - Arsénolite - Asbolane - Bismite - Bixbyite - Boehmite - Brannérite - Braunite - Brookite - Chromite - Chrysobéril - Coésite - Columbite - Coronadite - Cristobalite - Cuprite - Diaspore - Franklinite - Gahnite - Gibbsite - Goethite - Hématite - Hausmannite - Hétérogénite - Hollandite - Ilménite - Cassitérite - Corindon - Cryptomélane -Lépidocrocite - Magnétite - Manganite - Molybdite - Niobite - Opale - Pechblende - Pérowzskite - Psilomélane - Pyrochlore - Pyrolusite - Quartz - Rutile - Sassoline - Senarmontite - Spinelle - Stishovite - Tantalite - Ténorite - Thorianite - Tridymite - Uraninite - Valentinite - Wolframite - Zincite -

Dans cette classe, qui regroupe quelque 320 minéraux, l'oxygène (O) ou l'ion hydroxyl (OH^-) occupe la position de l'anion. On distingue trois sous-classes :

- celle des oxydes simples, comme la cassitérite (SnO₂).

- celle des oxydes multiples, comme la chromite (FeCr₂O₄).

- celle des hydroxydes, où le groupement (OH^-) occupe la position de l'anion.

A quelques exceptions près, les oxydes simples et multiples sont des minéraux durs et relativement denses; à l'opposé, les hydroxydes présentent fréquemment une faible dureté.

les nitrates, carbonates et borates

Ankérite - Aragonite - Aurichalcite - Boracite - Azurite - Bismuthite - Borax - Calcite - Cérusite - Colémanite - Dolomite - Gaylussite - Hambergite - Hydrozincite - Kernite - Kurnakovite - Leadhillite - Magnésite - Malachite - Nitronatrite - Phosgénite - Rhodochrosite - Salpêtre - Sidérite - Sinhalite - Smithsonite - Soda - Strontianite - Ulexite - Withérite -

Environ 200 espèces minérales sont regroupées dans cette classe que l'on subdivise principalement en 2 sous-classes : les carbonates et les borates. La première est riche de près de 100 espèces dont 3 sont particulièrement bien représentées : la Calcite, l'Aragonite, et la Dolomite. Le groupement anionique est ici constitué par (CO₃^--). Les carbonates ont une faible dureté, ils sont fragiles et se clivent, en général, facilement. Ils entrent pour la plupart en effervescence avec les acides (dégagement de dioxyde de carbone). La seconde sous-classe est constituée de quelque 100 minéraux où (BO₃^--) et parfois (BO₄^4-) constituent le regroupement anionique. Ses représentants ont en majorité un éclat vitreux; ils sont incolores à blancs et de faibles dureté et densité. Les borates les plus connus sont les borates hydratés, tel le borax; ils sont de conservation délicate car ils subissent très facilement des variations d'hydratation en dehors de leurs conditions naturelles de gisement. Ainsi, à l'air, le borax se transforme presque immédiatement en tincalconite.

les sulfates, chromates, molybdates et tungstates

Alunite - Anglésite - Anhydrite - Barytine - Brochantite - Chalcanthite - Célestine - Epsomite - Gypse - Halotrichite - Jarosite - Kainite - Kiesérite - Crocoite - Linarite - Polyhalite - Powellite - Scheelite - Picromérite - Thénardite - Wulfénite -

Quelque 230 espèces sont réunies dans la 6 ème classe. Elles possèdent un radical anionique de type (XO4^--) avec X = S (sulfates) ou Cr (chromates) ou Mo (molybdates) ou W (tungstates), chaque radical déterminant une sous-classe. La première sous-classe des sulfates est la plus riche en minéraux (200 espèces) parmi lesquelles on distingue les sulfates anhydres tels que ceux appartenant au groupe de la barytine et les sulfates hydratés comme la chalcantite. A l'exception des composés de cuivre, les sulfates ont généralement peu de couleur et tous sont fragiles et tendres. Les autres sous-classes : chromates, molybdates, tungstates; comptent au total une trentaine d'espèces minérales, en général rares. Leurs représentants sont pour la plupart fragiles et de faible dureté.

les phosphates, arséniates et vanadates

Adamite - Amblygonite - Annabergite - Apatite - Autunite - Béryllonite - Brasilianite - Cacoxène - Carnotite - Descloizite - Erythrine - Lazulite - Mimétésite - Monazite - Mottramite - Olivénite - Pharmacolite - Purpurite - Pyromorphite - Scholzite - Strengite - Torbernite - Turquoise - Uranocircite - Vanadinite - Variscite - Vivianite - Wardite - Wavellite -

Cette classe regroupe environ 250 espèces, dont beaucoup sont très rares et ne se présentent qu'en petits cristaux, parfois uniquement visibles sous une loupe binoculaire. On distingue trois sous-classes :

-celle des phosphates, où le radical anionique est (PO₄^--); ces minéraux sont le plus souvent très colorés et forment parfois de grands cristaux.

-celle des arséniates, où le radical anionique est (AsO₄^--); ses représentants les plus connus sont l'adamite, la mimétite et l'érythrite.

-celle des vanadates, où le groupement anionique est (VO₄^--); à l'exception de la vanadinite, les autres espèces de cette sous-classe sont très rares.

les silicates

Aegirine - Actinote - Allanite - Analcime - Andalousite - Anthophyllite - Apophyllite - Arfvedsonite - Augite - Axinite - Bénitoide - Bertrandite - Béryl - Bronzite - Cancrinite - Chabasite - Chamosite - Chlorite - Chrysocolle - Cordiérite - Danburite - Daphnite - Datolite - Delessite - Diopside - Dioptase - Dumortiérite - Enstatite - Epidote - Euclase - Fassaite - Fayalite - feldspaths - Forstérite - Garniérite - Glaucophane - Micas - Grenats - Gyrolite - harmotome - Hauyine - Hédenbergite - Hémimorphite - Heulandite - Hornblende - Hypersthène - Illite - Ilvaite - Jadéite - Kaliophilite - Kaolinite - Clinochlore - Kornérupine - Cyanite - Lapis lazuli - Laumontite - Leucite - Mélilite - Mésolite - Milarite - Montmorillonite - Natrolite - Néphéline - Neptunite - Noséane - Okénite - Olivine - Omphacite - Pectolithe - Pennine - Pétalite - Phénacite - Phillipsite - Piémontite - Préhnite - Pyrophyllite - Ripidolite - Rhodonite - Riébeckite - Sépiolite - Serpentine - Sillimanite - Skapolite - Scolécite - Sodalite - Spodumène - Staurotide - Stilbite - Talc -Thomsonite - Thorite - Thuringite - Titanite - Topaze - Trémolite - Tourmaline - Uranotile - Vésuvianite - Willemite - Wollastonite - Zoisite - Zircon -

La classe des silicates est la plus importante par le nombre de ses représentants (près du tiers de l'ensemble des minéraux). Les diverses espèces sont caractérisées par la présence de groupements tétraèdriques (SiO₄^4-) constitués d'un atome de silicium au centre et de quatre atomes d'oxygènes aux sommets du tétraèdre. Ces groupements s'associent entre eux par un ou plusieurs de leurs sommets ou par l'intermédiaire des cations Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Ca²⁺, Na⁺, K⁺, ...; la trame silicatée forme la structure de base de tous les silicates. En fonction de l'agencement des tétraèdres, 6 sous-classes ont été définies. Dans la description des espèces, l'appartenance de chaque minéral à l'une des différentes sous-classe se retrouve en indice du numéro de la classe, les lettres N, S, C, I, P et T désignant respectivement les nésosilicates, les sorosilicates, les cyclosilicates, les inosilicates, les phylosilicates et les tectosilicates.

Nésosilicates	tétraèdres isolés [SiO₄]^4-	Forstérite Fayalite Andalousite Sillimanite Staurotide Grenats ...
Sorosilicates	tétraèdres groupés par deux [Si₂O₇]^6-	Epidotes Lawsonite Pumpellyite ...
Cyclosilicates	tétraèdres en anneaux de 3, 5, 6 ou plus	Cordiérite Tourmaline Béryl ...
Inosilicates	tétraèdres en chaînes	Pyroxènes Amphiboles Hornblendes Glaucophane Riébeckite ...
Phyllosilicates	tétraèdres en couches avec intervention de Mg, Fe, K	Micas Chlorites Ar

Ninnenne

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