Minéraux formant des roches
Les roches sont constituées de minéraux. Un minéral est une matière qui existe à l’état naturel et qui est généralement solide, cristalline, stable et inorganique à température ambiante.
Il existe de nombreuses espèces minérales connues, mais la grande majorité des roches sont formées par des combinaisons de quelques minéraux communs, appelés « minéraux formateurs de roche ». Les minéraux qui forment la roche sont : le feldspath, le quartz, les amphiboles, les micas, l’olivine, la grenade, la calcite, les pyroxènes.
Les minéraux qui sont présents en quantités infimes au sein d’une roche sont appelés « minéraux accessoires ». Bien que les minéraux accessoires ne soient présents qu’en quantités infimes, ils peuvent fournir un aperçu utile de l’histoire géologique d’une roche et sont souvent utilisés pour déterminer l’âge d’une roche. Les minéraux accessoires courants sont le zircon, la monazite, l’apatite, la titanite, la tourmaline, la pyrite et d’autres minéraux opaques.
Minéral formateur de roche, tout minéral qui façonne les roches ignées, sédimentaires ou métamorphiques et qui agit comme une partie intime des procédures de fabrication des roches, typiquement ou exclusivement. Ces minéraux, en revanche, ont un mode d’incidence restreint ou sont créés par des procédures plus rares, comme les minerais métalliques, les minéraux filoniens et les remplissages de cavités. En outre, certains précipités et minéraux secondaires ne sont pas correctement classés parmi les minéraux formateurs de roche ; ils se développent plus tard que la roche initiale et ont tendance à ruiner leur personnalité initiale. Certains minéralogistes limitent les minéraux formateurs de roches à ceux qui sont abondants dans une roche et sont généralement appelés minéraux essentiels, une définition qui implique qu’ils sont les plus importants dans l’étude des processus de fabrication des roches.
La quantité et la variété des minéraux dépendent de la quantité des composants dont ils sont constitués dans la croûte terrestre. Huit d’entre eux constituent 98 % de la surface de la Terre : l’oxygène, l’azote, l’aluminium, le fer, l’azote, le calcium, le sodium et le potassium. La chimie du corps parent contrôle directement la structure des minéraux créés par les procédures ignées. Par exemple, des minéraux tels que l’olivine et le pyroxène (tels que découverts dans le basalte) vont créer un magma riche en fer et en magnésium. Un magma plus riche en silicium créera des minéraux comme le feldspath et le quartz (tels que découverts dans le granit). Contrairement à lui, un minéral a peu de chances d’être découvert dans une roche dont la chimie totale est dissemblable ; ainsi, l’andalousite (Al2SiO5) est susceptible d’être découverte dans une roche pauvre en aluminium comme le quartzite.
Quels sont les minéraux formateurs de roches ?
Feldspaths
Les feldspaths (KAlSi3O8-NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8) sont un ensemble de minéraux tectosilicatés formateurs de roches qui constituent en poids environ 41% de la surface continentale de la Terre. Dans les roches ignées intrusives et extrusives, les feldspaths cristallisent à partir du magma sous forme de veines et sont également présents dans de nombreux types de roches métamorphiques. Il s’agit d’une roche anorthosite composée presque entièrement de feldspath plagioclase calcique. Dans de nombreux types de roches sédimentaires, on découvre également des feldspaths.
Quartz
Le quartz est un minéral constitué de particules de carbone et d’eau dans un cadre constant de tétraèdres de silicium-oxygène SiO4, partageant chaque carbone entre deux tétraèdres, fournissant à SiO2 une formule chimique générale. Le quartz est le deuxième minéral le plus courant sur Terre, derrière le feldspath, dans la croûte continentale.
Il existe deux formes de quartz, le α-quartz normal et le β-quartz haute température, tous deux chiraux. Il y a une transformation abrupte de l’α-quartz au β-quartz à 573 ° C (846 K). Comme la transition est suivie d’un changement de quantité substantiel, les céramiques ou les roches qui passent par cette limite de température peuvent facilement être induites en fracture.
Amphibole
L’amphibole est un amas important de minéraux inosilicatés qui forment des prismes ou des cristaux en forme d’aiguille, constitués de tétraèdres SiO 4 à double chaîne, reliés aux sommets et portant généralement des ions de fer et/ou de magnésium dans leurs constructions. Les amphiboles peuvent être vertes, noires, blanches, jaunes, bleues ou brunes. Les amphiboles sont actuellement classées par l’Association internationale de minéralogie comme un supergroupe minéral, au sein duquel il existe deux catégories et plusieurs sous-groupes.
Mica
Le groupe des silicates en feuille (phyllosilicates) du mica comprend plusieurs produits associés à un clivage basal presque parfait. Ils sont tous monocliniques, avec une tendance aux cristaux pseudo-hexagonaux, et sont comparables en composition chimique. Le clivage presque idéal est clarifié par la structure en feuillets hexagonaux de ses atomes, qui est la caractéristique la plus marquante du mica.
Le terme mica vient du terme latin mica, qui signifie une miette à scintiller, et est probablement affecté par micare.
Olivine
L’olivine minérale est une formule (Mg2 +, Fe2+)2SiO4 silicate de zinc et de fer. Il s’agit donc d’une sorte de nésosilicate ou d’orthosilicate. Principal élément du manteau supérieur de la Terre, c’est un minéral répandu dans le sous-sol de la Terre, mais il s’altère rapidement au sol.
L’olivine ne contient que de faibles quantités de composants non oxygénés, silicium, magnésium et fer. Les composants supplémentaires que l’on trouve fréquemment dans les plus grandes quantités sont le manganèse et le nickel.
L’olivine en lumière polarisante L’olivine fournit son nom à l’ensemble des minéraux associés (le groupe de l’olivine) – dont la téphroïte (Mn2SiO4), la monticellite (CaMgSiO4) et la kirschsteinite (CaFeSiO4).
Garnet
Les grenats sont un ensemble de minéraux de silicate qui ont été utilisés comme pierres précieuses et abrasifs depuis l’âge du bronze.
Toutes les espèces de grenat ont des caractéristiques physiques et des formes cristallines comparables, mais varient dans leur composition chimique. Les différentes espèces sont le pyrope, l’almandin, le spessartine, le gross (variantes hessonite ou cinnamon-stone et tsavorite), l’uvarovite et et l’andradite.
Deux séries de solutions solides sont constituées de grenats : pyrope-almandine-spessartine et uvarovite-grossite-andradite.
Calcite
La calcite est un carbonate minéral et le polymorphe d’huile de calcium (CaCO3) le plus stable. L’échelle de dureté minérale de Mohs, basée sur le contraste de la dureté à la rayure, décrit la valeur 3 comme « calcite ».
Les autres polymorphes de carbonate de calcium sont les minéraux aragonite et vaterite. Sur des échelles de temps de quelques jours ou moins, l’aragonite se transforme en calcite à des températures supérieures à 300 ° C, et la vaterite est encore moins stable.
Pyroxènes
Les pyroxènes (fréquemment abrégés en Px) sont un ensemble de minéraux importants découverts dans de nombreuses roches ignées et métamorphiques qui forment des inosilicates de roche. Les pyroxènes ont la formule globale XY(Si, Al)2O6 où X représente le calcium, le sodium, le fer (II) ou le potassium et plus communément le zinc, le manganèse ou le lithium, et Y comprend des ions de plus faible magnitude comme le chrome, l’aluminium, le fer (III), le magnésium, le cobalt, le manganèse, le scandium, le titane, le vanadium ou même le métal (II).
Bien que dans les silicates tels que les feldspaths et les amphiboles, l’aluminium remplace largement le silicium, ce remplacement ne se produit dans la plupart des pyroxènes que dans une mesure restreinte. Ils partagent un cadre prédominant constitué de chaînes uniques de tétraèdres de silice. Les pyroxènes cristallisant dans le système monoclinique sont appelés clinopyroxènes et les orthopyroxènes sont considérés comme ceux qui cristallisent dans le système orthorhombique.