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Les minéraux
et les roches
N’golo Togola

Plan de la présentation
Les minéraux
•
Définition
•
Aperçu général
•
Caractéristiques des minéraux
Composition chimique
Dureté
Structure cristalline vs système cristallin
•
Classification des minéraux
Les roches
•
Définition
•
Classification des roches
•
Cycle des roches

Les minéraux

Définition d’un minéral
Un minéral est une substance inorganique solide qui se présente
sous forme d’un cristal ou d’un solide cristallin
...


Structure cristalline du quartz
Cristaux de quartz

Aperçu général
Il existe plus de 4000 variétés de minéraux dans la nature, mais
seulement une douzaine de minéraux sont les plus abondants
La majorité des minéraux qui constituent la croûte terrestre
sont composés uniquement de huit (8) éléments chimiques :
Oxygène (O) : 46,5 %
Silicium (Si) : 28 %
82,5 % de la croûte terrestre
Aluminium (Al) : 8 %
Fer (Fe) : 5 %
Calcium (Ca) : 3,5 %
Sodium (Na) : 3 %
Potassium (K) : 2,5 %
Magnésium (Mg) : 2 %

Caractéristiques des minéraux
Un minéral est caractérisé par ses propriétés physiques et chimiques
...


Propriétés physiques des minéraux
•

•
•
•
•

Forme cristalline (système cristallin)
La forme géométrique des cristaux est définie par leur structure
cristalline : minéraux dans la nature sous forme de polyèdres
Dureté
Résistance du minéral à se laisser rayer
Couleur
En général, les minéraux présentent une grande diversité de couleur
Ténacité
Résistance au choc : minéraux fragiles, minéraux friables
...
Cette réaction produit
un gaz carbonique

Composition chimique
Un minéral est défini par sa composition chimique et sa structure
cristalline
...

Exemples : - Amazonite (KAlSi3O8)
- Chalcopyrite (CuFeS2)

Amazonite

Chalcopyrite

Structure cristalline
La structure cristalline (structure d'un cristal) d’un minéral correspond à
l'arrangement des atomes dans le cristal selon un espacement et une
symétrie bien définis
...


carbone

Structure cristalline du graphite

Cristal de graphite

» » » La structure cristalline définie la forme géométrique d’un cristal
...


Cristaux automorphes de pyrite

Cristaux automorphes de grenat

Structure cristalline
Dans la nature, les cristaux (minéraux) se forment dans des conditions
qui ne permettent pas toujours un développement parfait de leur forme
cristalline
...
Par conséquent ils ne
présentent pas de formes
géométriques bien définies :
ils sont dits xénomorphes
...

Exemples : cristaux amorphes de quartz

Quartz amorphe dans une
obsidienne

Quartz amorphe dans une opale

Dureté des minéraux
La dureté d’un minéral est déterminée par sa résistance à se faire rayer
...


Plan

centre

axe

Système cristallin
Il existe sept systèmes cristallins de base

La croissance des
cristaux se fait
suivant des lois de
géométrie simple
caractérisées par
sept systèmes

Système cubique (isométrique)
La forme primitive du minéral est un cube : un prisme droit à 6 faces égales

Na

6 faces carrées

Cl
Na : Sodium
Cl : Chlore

Structure cristalline du sel (NaCl)

Cristaux de sel

Système quadratique (trétragonal)
La forme primitive du minéral est un prisme droit à base carrée
S
Cu

Fe

4 faces rectangulaires égales
2 bases carrées
S : soufre
Cu : Cuivre
Fe : Fer

Structure cristalline de la
chalcopyrite (CuFeS2)
Cristaux de la chalcopyrite

Système orthorombique (rhombique)
La forme primitive du minéral est un prisme droit à base rectangulaire
...


C : Graphite

C
6 faces latérales rectangulaires
2 bases hexagonales

Structure cristalline du graphite (C)

Cristaux de béryl

Système rhomboédrique
La forme primitive du minéral est le rhomboèdre : un prisme oblique dont
les six (6) faces sont des losanges égaux
...


http://www
...
com/download/modeles_de_systemes_cristallins
...

Bipyramide et prisme
bipyramidale dans le système
cristallin quadratique

Système cristallin
Autres formes cristallines
Ce sont les contraintes
(spatiales, température,…),
lors de la croissance d’un
cristal qui seront à l’origine
du développement d’une face
plane à l’emplacement d’une
arête ou d’un sommet du
cristal
...


Classification des minéraux
La classification des minéraux correspond à une répartition des
espèces minérales basées notamment sur la composition chimique
des minéraux
...
Les éléments natifs ont un grand rôle économique
...

Exemples : pyrite (FeS2), chalcopyrite (CuFeS2), galène (PbS)

Pyrite

Chalcopyrite

Classification des minéraux
Classe III : Halogénures
Les halogénures (chlorures (Cl-) et fluorures (F-)) sont des minéraux
formés d’un ou plusieurs métaux ou métalloïdes combinés à l’élément
chlore ou fluor
...

Exemple : magnétite (Fe3O4), corindon (Al2O3), rutile (TiO2)

Magnétite

Corindon

Classification des minéraux
Classe V : hydroxydes
Les hydroxydes (OH-) sont des minéraux constitués d’une combinaison
d’eau et d’oxydes métalliques
...

Exemples : gypse (CaSO4 2H2O), barytine (BaSO4)
On inclut dans cette classe les chromates (CrO4)2-, les molybdates (MO4)2et les tungstates (WO4)3-

Gypse

Barytine

Classification des minéraux
Classe VI : Carbonates
Les carbonates (CO3)2- sont des minéraux constitués d’une combinaison
de carbone et d’oxygène avec un ou plusieurs métaux ou métalloïdes
...

Exemples : apatite (Ca5(PO4)3(OH,Cl,F)), monazite ((Ce,La,Y,Th)PO4)
On inclut également dans cette classe les arséniates (AsO4)3et les vanadates (VO4)3-
...

Les silicates représentent 90 % en poids de l'écorce terrestre
...

Les roches sont constituées de minéraux tandis que les minéraux sont
constitués d'éléments chimiques
...

Exemple : Granite
- Quartz (QZ)
- Plagioclase (FK)
- Feldspath potassique (FK)
- Biotite (BO)
- Hornblende (HB)

PG
HB

FK

QZ
Granite

Définition de roche
Une roche peut être monominérale, c’est-à-dire formée d’un seul minéral
Exemple : marbre  calcite
quartzite  quartz

Marbre

Quartzite

Classification des roches
Il existe trois grandes catégories de roche :
• Roches magmatiques (roches ignées)
• Roches sédimentaires
• Roches métamorphiques

Roches magmatiques
Les roches magmatiques (ou roches ignées) comprennent les roches
intrusives et les roches extrusives
...

Exemples : granite, gabbro

Granite

Roches magmatiques
Roches extrusives ou volcaniques
Les roches extrusives ou
roches volcaniques sont issues d’un
magma qui refroidit rapidement à
la surface de la croûte terrestre
...

Exemples : basalte, rhyolite, andésite
Basalte

Roches sédimentaires
Les roches sédimentaires proviennent de l'accumulation de sédiments
(boue, sable, gravier) qui se déposent en couches dans un bassin de
sédimentation
...

Ce sont des roches qui résultent de la compaction et de la
cimentation de boues, de sables, de graviers ou de fossiles
...

Exemples : argilite, grès, conglomérat

Argilite

Grès

Conglomérat

Roches sédimentaires

Couches ou strates de roches sédimentaires détritiques

Roches sédimentaires
Les roches sédimentaires chimiques et biochimiques : roches qui
résultent de la précipitation d’une solution chimique ou de l’accumulation
de débris de squelette d’organisme (fossiles) et de la transformation
de matière végétale
...

Les roches métamorphiques peuvent
se former également au contact de roches
plutoniques et de roches sédimentaires

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