<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/REC-html40/loose.dtd">
<html><body><p>Un <strong>minéral</strong> est une substance naturelle inorganique, bien que parfois d’origine organique, qui se distingue d’un autre type de minéral par sa composition chimique. Chaque minéral est un agencement d’<a href="/fr/eleves/bv/sciences/l-atome-la-molecule-l-element-le-compose-et-s1103">atomes</a> selon une symétrie particulière formant ainsi un réseau cristallin donné (une seule sorte de cristaux).</p>
</body></html>
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<html><body><p>On compte plus de 4000 sortes de minéraux différents. Tout minéral se trouve habituellement à l’état solide, bien qu’il puisse être à l’état liquide s’il est soumis à des températures et à des pressions élevées.</p>
<p>Contrairement à une <a href="/fr/eleves/bv/sciences/les-roches-s1331">roche</a>, un minéral est une <a href="/fr/eleves/bv/sciences/l-atome-la-molecule-l-element-le-compose-et-s1103#la-substance-pure">substance pure</a> composée d’éléments identiques. Il est ainsi possible d'<a href="/fr/eleves/bv/sciences/les-techniques-d-identification-des-mineraux-s1615">identifier les minéraux</a> puisqu'ils possèdent des propriétés qui leur sont propres. De plus, un minéral n’a qu’une seule couleur dominante, bien que l’on retrouve souvent des impuretés dans les échantillons.</p>
</body></html>
Il ne faut pas confondre minéral et minerai. Un minerai est une roche extraite de la lithosphère qui contient une quantité de minéral suffisamment grande pour en justifier l'exploitation. Lorsqu'on trouve des minerais, des mines sont construites pour exploiter le filon à sa capacité maximale.
L'éclat
L'éclat d'un minéral représente la façon par laquelle la lumière est réfléchie sur le minéral.
L'éclat peut être métallique (s'il possède une surface très réfléchissante ou très brillante), sub-métallique (si la surface est plus ou moins réfléchissante) ou non-métallique (si la surface n'est pas réfléchissante).
Pour vérifier l'éclat d'un minéral, il faut mettre l'échantillon sous une source de lumière et observer le reflet du minéral.
L'or présente un éclat métallique, alors que le quartz a un éclat non-métallique de type vitreux.
La couleur du minéral
La couleur du minéral est la couleur prédominante du minéral en ne tenant pas compte des impuretés.
Pour vérifier la couleur du minéral, il est préférable (dans la mesure du possible) de casser le minéral pour noter les couleurs observables sur la casse.
La couleur d'un minéral ne permet pas toujours d'identifier un minéral. En effet, on définit la couleur de deux façons:
- Minéral idiochromatique : la couleur est invariable et caractéristique, elle sert donc à l'identification du minéral
- Minéral allochromatique : la couleur est variable et dépend des impuretés retrouvées dans le minéral
La malachite (à gauche) est un exemple de minéral idiochromatique alors que la fluorite (à droite) est un minéral allochromatique.
La transparence et l'opacité
La transparence est la propriété qu’ont les minéraux de transmettre la lumière incidente.
Plus un minéral est translucide, plus il absorbe et transmet la lumière, bien que les objets peuvent apparaître flous si l’on observe à travers le minéral.
Pour observer la transparence d'un minéral, il faut observer un objet au travers d'un minéral et déterminer à quel point l'objet à regarder est flou ou non.
Le spath d'Islande (une variété de la calcite) est transparent, alors que l'apatite est opaque.
L'indice de réfraction
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<html><body><p><span>L'<strong><a href="/fr/eleves/bv/sciences/la-deviation-des-ondes-lumineuses-s1143#refraction">indice de réfraction</a></strong> est la façon dont la lumière est déviée en pénétrant dans le minéral et en en sortant.</span></p>
</body></html>
Le spath d'Islande, une forme de calcite, est un minéral qui a la particularité de causer une double réfraction. La lumière est déviée de deux façons en traversant ce minéral. On voit donc l'image en double.
Kim Christensen, Shutterstock.com
La couleur du trait
La couleur du trait est la couleur de la trace laissée par un minéral frotté sur une plaque de porcelaine non émaillée.
Pour déterminer la couleur du trait, il faut frotter le minéral sur une plaque de porcelaine non émaillée et noter la couleur observée.
La pyrite (à gauche) produit un trait de couleur brun-noir alors que la rhodochrosite produit un trait blanc.
La réaction à l'acide
L'effervescence est la capacité d'un minéral à réagir en présence d'un acide en produisant des bulles (de gaz).
Ces bulles sont dues au dégagement d’un gaz produit par la réaction chimique du minéral et de l’acide. On observe ce phénomène chez les minéraux composés de carbonates.
Pour vérifier si le minéral est effervescent, il suffit de déposer une ou deux gouttes d'acide chlorhydrique sur le minéral et d'observer si des bulles apparaissent.
La calcite produit de l'effervescence lorsqu'on dépose de l'acide sur sa surface.
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<html><body><div>
<p>Il existe d’autres propriétés chimiques pouvant être testées en laboratoire.</p>
<ul>
<li>La <a href="/fr/eleves/bv/physique/la-luminescence-p1053">photoluminescence</a> est la capacité de certains minéraux de transformer l’énergie chimique en lumière.</li>
<li>La coloration sous la flamme est la réaction qu’ont certains minéraux de réagir à la chaleur d’une flamme en émettant une lumière d’une couleur donnée. La couleur produite est caractéristique de la composition chimique du minéral.</li>
<li>La composition chimique permet de déterminer le regroupement d’éléments chimiques présenté à l’aide d’une formule chimique.</li>
<li>La <a href="/fr/eleves/bv/sciences/la-solubilite-s1018">solubilité</a> dans l’eau est la propriété du minéral de se dissoudre ou non dans l’eau.</li>
</ul>
</div>
</body></html>
La dureté
La dureté est la résistance du minéral à se faire rayer.
Certains minéraux peuvent être plus mous, alors que d'autres sont beaucoup plus durs. Pour vérifier la dureté, il faut tenter de rayer un minéral avec un ongle, un clou et une lime d'acier (ou un couteau) et déterminer quels objets peuvent rayer le minéral.
Pour classer leurs minéraux selon leur dureté, on utilise l'échelle de Mohs.
| Dureté | Test de dureté | Minéral | |
|---|---|---|---|
| 1 | Minéral se défait sous l’ongle |
Talc
|
 |
| 2 | Minéral rayable par l’ongle | Gypse Source |
 |
| 3 | Minéral rayable par un cent | Calcite Source |
 |
| 4 | Minéral rayable légèrement par un couteau | Fluorine Source |
 |
| 5 | Minéral rayable par un couteau | Apatite Source |
 |
| 6 | Minéral rayable par une lime | Feldspath Source |
 |
| 7 | Minéral raye une vitre | Quartz Source |
 |
| 8 | Minéral rayable par du tungstène | Topaze Source |
 |
| 9 | Minéral rayable par du silicium | Corindon Source |
 |
| 10 | Minéral rayable par un autre diamant | Diamant Source |
 |
Le clivage et la cassure
Le clivage est la propriété de certains minéraux de se briser en formant des surfaces planes et lisses.
La cassure est la propriété de certains minéraux de se briser de façon irrégulière dans toutes les directions, sans surface plane.
Pour étudier le clivage, il faut soumettre un minéral à un choc et analyser la brisure dans la structure cristalline.
La fluorine présente un clivage caractéristique.
La masse volumique
La masse volumique est la propriété caractéristique qui représente le rapport entre la quantité de matière d'un minéral et son volume.
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<html><body><p>Pour déterminer la <a href="/fr/eleves/bv/sciences/la-masse-volumique-s1017">masse volumique</a>, il faut prendre la <a href="/fr/eleves/bv/sciences/la-masse-et-le-poids-s1004">masse</a> du minéral et ensuite déterminer le <a href="/fr/eleves/bv/sciences/le-volume-s1005">volume</a> du minéral par déplacement d'eau.</p>
</body></html>
La masse volumique de l'or est 19,3 g/ml, alors que la masse volumique de la fluorine est 3,2 g/ml.
Le magnétisme
Le magnétisme est la propriété que possèdent certains minéraux d’attirer un aimant.
Pour vérifier le magnétisme d'un minéral, il faut approcher un aimant d'un minéral et vérifier s'il y a attraction ou répulsion entre le minéral et l'aimant.
La magnétite possède des propriétés magnétiques, alors que le talc ne possède aucune propriété magnétique.
D'autres propriétés physiques peuvent être utilisées pour déterminer l'identité d'un minéral.
La densité relative est la comparaison de la masse volumique d’un minéral à la masse volumique du quartz (qui est d’environ 2,7 g/ml).
Le toucher est l'effet ressenti lorsqu’on passe sa main sur le minéral (rugueux, doux, etc.)
Les minéraux métalliques sont composés d'éléments métalliques. Ils peuvent être fondus pour obtenir de nouveaux produits. Les minéraux métalliques à l’origine des métaux représentent plus de la moitié de l’ensemble des ressources minérales du Québec.
Les minéraux métalliques possèdent certaines caractéristiques:
- Ils sont généralement associés à des roches ignées.
- Ils sont généralement durs et brillants ou ont leurs propres lustres.
- Ils sont ductiles et malléables.
Voici des minéraux métalliques à partir desquels certains métaux sont extraits.
| Minéraux métalliques | Métaux extraits | Exemples d’utilisation |
|
La chalcopyrite |
Le cuivre et l’or | Tuyaux de plomberie, bijoux, monnaie |
|
L’hématite |
Le fer | Alliages d’acier et de fonte en construction |
|
La magnétite |
||
|
La sphalérite |
Le zinc | Galvanisation des aciers (protection contre la rouille) |
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<html><body><p>Les <strong>minéraux industriels</strong> représentent près de 30 % de l’ensemble des roches minérales du Québec. Ces minéraux ne sont pas métalliques et sont extraits de <a href="/fr/eleves/bv/sciences/les-roches-s1331">roches</a> dans le but d’en faire un usage industriel.</p>
</body></html>
| Matériaux industriels | Minéraux industriels | Exemples d'utilisation |
| La serpentinite |
L'amiante (chrysotile) |
Isolation (navette spatiale, combinaison de pompier, maison, etc.) |
| Le marbre |
Le graphite |
Crayon à mine, composite d'alliage pour les sports (raquettes, bâtons, skis, etc.) |
| Le quartzite |
Le quartz |
Épuration des eaux, décoration |
Il n’existe que quatre sortes de pierres précieuses dans le monde. Toutefois, lorsqu’on visite une bijouterie ou une boutique où l’on vend des minéraux de collection, il semble en exister une infinité.
Cependant, pour mériter le titre de pierre précieuse, un minéral doit posséder les caractéristiques suivantes :
- Selon l'échelle de Mohs, la dureté d’une pierre précieuse doit se situer entre 7,5 et 10;
- Un seul cristal se trouve dans la pierre précieuse;
- La pierre précieuse doit être esthétiquement belle par sa couleur et elle doit être rare.
On pèse les pierres précieuses en carats. Un carat équivaut à 200 mg de minéral.
Voici un tableau qui résume les principales propriétés des quatre pierres précieuses qui existent dans le monde.
| Nom de la pierre précieuse | Couleur | Dureté (selon l’échelle de Mohs) |
Composition chimique | Utilisations |
|
Diamant |
Transparent | 10 | Carbone |(C)| | Joaillerie, scalpels d’ophtalmologie, électrodes |
|
Saphir |
Bleu | 9 | Oxyde d’aluminium |(Al_{2}O_{3})| | Joaillerie |
|
Rubis |
Rouge | 9 | Oxyde d’aluminium |(Al_{2}O_{3})| | Joaillerie, horlogerie, lasers |
|
Émeraude |
Vert | 7,5 | Silicate d’aluminium et de béryllium |(Be_{3}Al_{2}(Si_{6}O_{18}))| | Joaillerie |
Comme on peut le constater, l’or, le grenat, la topaze, le quartz, l’améthyste et le turquoise ne sont pas des pierres précieuses. En fait, l’or est un métal. Les métaux, comme l’or et l’argent, ne sont pas des pierres précieuses. Pour ce qui est des autres pierres, elles appartiennent à la catégorie des pierres semi-précieuses.
Pour être considéré comme une pierre semi-précieuse, le minéral doit être assez dur et gros, être transparent et d’une belle teinte, et finalement, être relativement rare ou...à la mode.
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<html><body><p>Avec le développement des sciences, l'Homme a observé que certains éléments de la nature aidaient à la croissance des plantes. Cependant, à grande échelle, ces minéraux peuvent causer des ravages lorsqu'ils sont répandus sous forme d'engrais en grande quantité sur les terres agricoles. Or, les plantes ne sont pas capables d'absorber tous ces engrais. L'excédent est lessivé par les eaux de pluie qui les transportent vers les cours d'eau et les lacs. Cela crée une <a href="/fr/eleves/bv/sciences/la-bioaccumulation-la-bioamplification-et-la-bioc-s1202">bioaccumulation</a> et à court terme une <a href="/fr/eleves/bv/sciences/l-eutrophisation-d-un-plan-d-eau-s1345">eutrophisation</a> des cours d'eau.</p>
<p> </p>
</body></html>
Lorsque l'exploitation d'une mine est terminée, certaines compagnies quittent en laissant la mine ouverte. Les scientifiques ont remarqué que ces mines sont une source potentielle de contamination. En effet, l'eau qui tombe dans ces puits réagit avec les minéraux, car il est un excellent solvant. Par infiltration, cette eau se déplace dans des rivières souterraines jusqu'à atteindre une nappe phréatique. Cette accumulation de minéraux amène à long terme une contamination de cette nappe. Résultat, les populations environnantes ne peuvent plus utiliser cette nappe, car elle est impropre à la consommation.
Il faut également considérer que pour la construction des mines et l'exploitation minière, de grandes quantités d'eau sont utilisées. Ces eaux, en contact avec les minéraux, peuvent être impropres à la consommation.
D'autres impacts environnementaux majeurs de l'exploitation ou de la transformation des minéraux peuvent également survenir.
- Il peut y avoir, à moyen ou à long terme, épuisement des ressources, puisque ces minéraux ne sont pas des ressources renouvelables;
- De grandes surfaces boisées peuvent être détruites lorsque des mines sont construites, puisque des routes doivent être construites pour accéder aux mines et que des usines sont construites à proximité. De plus, le passage de la machinerie lourde sur le sol compacte le sol;
- Des gaz à effet de serre (GES) sont émis par l'utilisation de la machinerie dans les mines. De plus, la machinerie lourde génère également de la pollution sonore;
- La faune devra se déplacer sur d'autres territoires, chassée par les humains exploitant les ressources minières.