Que sont les minéraux?

Dans le domaine de la géologie, vous entendrez souvent une variété de termes, y compris le mot «minéral». Que sont exactement les minéraux? Il s'agit de toute substance répondant à ces quatre qualités spécifiques:

1. Les minéraux sont naturels: ces substances qui se forment sans aucune aide humaine.
2. Les minéraux sont solides: ils ne tombent pas, ne fondent pas et ne s'évaporent pas.
3. Les minéraux sont inorganiques: ce ne sont pas des composés du carbone comme ceux que l'on trouve dans les êtres vivants.
4. Les minéraux sont cristallins: ils ont une recette et une disposition distinctes d'atomes.

Malgré cela, cependant, il existe encore quelques exceptions à ces critères.

Minéraux non naturels

Jusqu'aux années 1990, les minéralogistes pouvaient proposer des noms pour les composés chimiques qui se sont formés lors de la dégradation des substances artificielles… des choses trouvées dans des endroits comme les fosses à boues industrielles et les voitures rouillées. Cette faille est maintenant fermée, mais il y a des minéraux dans les livres qui ne sont pas vraiment naturels.

Minéraux mous

Traditionnellement et officiellement, le mercure natif est considéré comme un minéral, même si le métal est liquide à température ambiante. À environ -40 ° C, cependant, il se solidifie et forme des cristaux comme les autres métaux. Il y a donc des parties de l'Antarctique où le mercure est inévitablement un minéral.

Pour un exemple moins extrême, considérons le minéral ikaite, un carbonate de calcium hydraté qui se forme uniquement dans l'eau froide. Il se dégrade en calcite et en eau au-dessus de 8 ° C. Il est important dans les régions polaires, le plancher océanique et d'autres endroits froids, mais vous ne pouvez pas l'apporter au laboratoire sauf dans un congélateur.

La glace est un minéral, même s'il ne figure pas dans le guide du champ minéral. Lorsque la glace s'accumule dans des corps suffisamment grands, elle s'écoule à l'état solide - c'est ce que sont les glaciers. Et le sel (halite) se comporte de la même manière, montant sous terre dans de larges dômes et se déversant parfois dans les glaciers salés. En effet, tous les minéraux et les roches dont ils font partie se déforment lentement avec suffisamment de chaleur et de pression. C'est ce qui rend la tectonique des plaques possible. Donc, dans un sens, aucun minerai n'est vraiment solide sauf peut-être des diamants.

D'autres minéraux qui ne sont pas assez solides sont plutôt flexibles. Les minéraux de mica sont l'exemple le plus connu, mais la molybdénite en est un autre. Ses flocons métalliques peuvent être froissés comme du papier aluminium. Le chrysotile minéral d'amiante est assez filandreux pour tisser en tissu.

Minéraux organiques

La règle selon laquelle les minéraux doivent être inorganiques peut être la plus stricte. Les substances qui composent le charbon, par exemple, sont différents types de composés d'hydrocarbures dérivés des parois cellulaires, du bois, du pollen, etc. Ils sont appelés macéraux au lieu de minéraux. Si le charbon est pressé assez fort pendant assez longtemps, le carbone perd tous ses autres éléments et devient du graphite. Même s'il est d'origine organique, le graphite est un véritable minéral avec des atomes de carbone disposés en feuilles. De même, les diamants sont des atomes de carbone disposés dans un cadre rigide. Après environ quatre milliards d'années de vie sur Terre, il est sûr de dire que tous les diamants et le graphite du monde sont d'origine organique même s'ils ne sont pas à proprement parler organiques.

Minéraux amorphes

Quelques choses manquent de cristallinité, aussi difficiles que nous essayons. De nombreux minéraux forment des cristaux trop petits pour être vus au microscope. Mais même ceux-ci peuvent se révéler cristallins à l'échelle nanométrique en utilisant la technique de la diffraction des rayons X sur poudre, cependant, parce que les rayons X sont un type de lumière à ondes ultra courtes qui peut imager des choses extrêmement petites.

Le fait d'avoir une forme cristalline signifie que la substance a une formule chimique. Il peut être aussi simple que l'halite (NaCl) ou complexe comme l'épidote (Ca₂Al₂(Fe³⁺, Al) (SiO₄)(Si₂O_sept) O (OH)), mais si vous étiez réduit à la taille d'un atome, vous pourriez dire quel minéral vous voyez par sa composition moléculaire et son arrangement.

Quelques substances échouent au test aux rayons X. Ce sont vraiment des verres ou des colloïdes, avec une structure entièrement aléatoire à l'échelle atomique. Ils sont amorphes, latin scientifique pour «sans forme». Ceux-ci obtiennent le nom honorifique minéraloïde. Les minéraloïdes sont un petit club d'environ huit membres, et cela étire les choses en incluant certaines substances organiques (en violation des critères 3 et 4).