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Minéraux et minéralogie. Qu'est-ce qu'un minéral ? Classification des minéraux par origine Classification des minéraux et leurs propriétés physiques

Bien que la composition chimique serve de base à la classification des minéraux depuis le milieu du XIXe siècle, les minéralogistes n'ont pas toujours partagé une opinion commune sur l'ordre des minéraux qu'ils contiennent. Selon une méthode de construction d'une classification, les minéraux étaient regroupés selon le même métal ou cation principal.

Dans ce cas, les minéraux de fer tombaient dans un groupe, les minéraux de plomb dans un autre, les minéraux de zinc dans un troisième, etc. Cependant, à mesure que la science se développait, il s'est avéré que les minéraux contenant le même non-métal (anion ou groupe anionique) ont des propriétés similaires et sont beaucoup plus similaires les uns aux autres que les minéraux contenant un métal commun.

De plus, les minéraux ayant un anion commun se trouvent dans le même contexte géologique et sont d’origine similaire. En conséquence, dans la taxonomie moderne les minéraux sont regroupés en classes en fonction de leur anion commun ou groupe anionique.

La seule exception concerne les éléments natifs, qui apparaissent seuls dans la nature, sans former de composés avec d’autres éléments.

Les minéraux sont classés selon leur composition chimique et leur structure cristalline dans les groupes suivants :

éléments natifs ;
les sulfures et les sulfosels ;
composés halogènes (halogénures);
des oxydes;
sels d'oxygène (carbonates, sulfates, tungstates, phosphates, silicates).

La classification actuellement acceptée des minéraux est basée sur leur composition chimique et leur structure. Une grande attention est également accordée à la genèse (du grec « genèse » - origine), qui permet de comprendre les schémas de répartition des minéraux dans la croûte terrestre.

Éléments natifs

La croûte terrestre ne contient pas plus de 0,1 % (en masse) d'éléments natifs (83 minéraux). Leur extraction est associée à des difficultés importantes et nombre d'entre eux sont donc particulièrement appréciés et, étant des normes de travail humain, sont utilisés dans les réserves d'or des pays comme garantie de la monnaie nationale dans le commerce international. Génétiquement lié aux processus de cristallisation du magma (Pt, diamant, graphite), hydrothermaux (Au) et sédimentaires (S). Le fer natif est souvent d’origine cosmique.

Les métaux natifs se caractérisent par une ductilité, un éclat métallique, une malléabilité, une conductivité thermique et électrique extrêmement élevés, causés par les liaisons métalliques dans le réseau cristallin.

Des densités élevées sont également caractéristiques. Ils contiennent les minéraux les plus lourds : la nevyanskite (jusqu'à 21,5 g/cm3) et la syssertskite (jusqu'à 22,5 g/cm3).

Outre les métaux natifs (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Hg), il existe également des métalloïdes natifs (As, Sb, Bi) et des non-métaux (S, Se, Te, C) .

Le fer météorique est parfois observé sous forme de cubes réguliers (fer hexaédrique) et d'octaèdres (fer octaédrique). Habituellement sous la forme de masses fondues de forme non arrondie avec des dépressions caractéristiques en forme de doigt à la surface. Le « fer Pallas » contient des inclusions d'olivine (MgFeSiO 4).

Sulfures

La croûte terrestre ne contient pas plus de 0,15 % (en masse) de minéraux de ce groupe (230 minéraux). D'un point de vue chimique, ces composés sont des sels d'acide sulfurique d'hydrogène. Il existe à la fois des sulfures de composition strictement stoechiométrique (FeS 2, CuFeS 2, etc.) et des composés dont la teneur en soufre varie dans certaines limites (polysulfures, par exemple FeS x, où x = 1,0,1 - 1,14).

Les réseaux cristallins ioniques sont caractéristiques. La plupart des sulfures sont lourds, mous et brillants. Ils ont une conductivité électrique élevée. Dans la plupart des cas, d'origine hydrothermale, parfois issus de la cristallisation du magma sulfuré. Lors de l'altération dans la zone d'oxydation, les sulfures se transforment d'abord en sulfates, puis en oxydes, hydroxydes et carbonates.

Les sulfures représentent la base du minerai de la métallurgie non ferreuse et constituent la matière première pour la production d'acide sulfurique. Étant donné que le soufre rend l'acier cassant, la présence de sulfures dans les minerais de fer réduit leur qualité. Avant la fusion dans les hauts fourneaux, les minerais de fer pulvérisés sont soumis à une agglomération dans des usines de frittage. Lors du frittage, il est possible d'éliminer jusqu'à 99 % du soufre sulfuré du minerai.

Composés halogénures

La croûte terrestre contient environ 0,5 % (en masse) de composés halogènes, d'origine hydrothermale ou sédimentaire. La fluorine se trouve souvent dans les veines de pegmatite. D'un point de vue chimique, ces minéraux sont des sels d'acides : HF, HI, HBr, HCI. Caractéristiques : éclat vitreux, faible densité, solubilité dans l'eau. Les composés halogénures ont des réseaux ioniques.

La métallurgie utilise de grandes quantités de fluorine pour liquéfier les scories. Les composés halogénures sont largement utilisés en chimie, en agriculture (engrais) et dans l'industrie alimentaire.

Oxydes

La croûte terrestre contient jusqu'à 17 % (en masse) d'oxydes. Les plus courants sont le quartz (12,6 %), les oxydes et hydroxydes de fer (3,9 %), les oxydes et hydroxydes d'AI, Mn, Ti, Cr. Rappelons ici que l'essentiel des minerais de fer et de manganèse sont d'origine sédimentaire. Les minéraux du groupe des oxydes constituent la base du minerai de la métallurgie ferreuse. Les minéraux les plus importants des minerais de fer et de manganèse : hématite (Fe 2 O 3), magnétite (Fe 3 O 4), minerai de fer brun (Fe 2 O 3 . H 2 O), pyrolusite (MnO 2), braunite (Mn 2 O 3), hausmannite (Mn 3 O 4), psilomélane (MnO 2 . MnO . n H 2 O), manganite (MnO 2 . Mn(OH)2.

Les réseaux cristallins d'oxydes sont caractérisés par des liaisons ioniques. Les oxydes de Fe, Mn, Cr, Ti ont un éclat semi-métallique et une couleur foncée. Ces minéraux sont opaques. Une propriété caractéristique de la magnétite (Fe3O4) et de l'ilménite (FeO. TiO2) est leur magnétisme.

Carbonates, sulfates, tungstates, phosphates

Les carbonates, qui représentent environ 1,7 % de la croûte terrestre, sont des minéraux sédimentaires ou hydrothermaux. D'un point de vue chimique, ce sont des sels d'acide carbonique - H2CO3. Les carbonates ont des réseaux cristallins ioniques ; caractérisé par de faibles densités, un éclat vitreux, une couleur claire (sauf pour les carbonates de cuivre), une dureté de 3 à 5, une réaction avec du HCl dilué. Les carbonates sont largement utilisés dans l'industrie sidérurgique comme fondant et comme matière première pour la production de réfractaires et de chaux.

La croûte terrestre contient 0,1 % (en masse) de sulfates, qui sont principalement d'origine chimique sédimentaire et sont des sels de l'acide sulfurique H2SO4. Ce sont généralement des minéraux doux, légers et légers. Extérieurement, ils ressemblent aux carbonates, mais ne réagissent pas avec HCl. Les sulfates sont utilisés dans les industries chimiques et de la construction. Ils constituent une impureté extrêmement nocive dans les minerais de fer, car lors de l'agglomération, il n'est possible d'éliminer pas plus de 60 à 70 % de sulfate de soufre dans la phase gazeuse.

Les minéraux sont des composés chimiques naturels qui possèdent certaines propriétés physiques, une certaine forme et sont caractérisés par des conditions spécifiques de formation ou de genèse.

Exemple : soufre - un élément natif, largement utilisé en agriculture, halite-NaCl - sel gemme - utilisé dans l'industrie alimentaire, quartz - SiO 2, cristal de roche - un type de quartz, mica (muscovite - clair, biotite - noir) - un type de quartz et etc.

Les minéraux se forment dans divers environnements physico-chimiques et thermodynamiques. Mais chaque minéral spécifique ne se forme qu'à une certaine température, pression, concentration de la substance minérale, et il n'est donc stable que dans certaines conditions, proches de celles dans lesquelles il s'est formé. Dans un autre environnement, les minéraux sont progressivement détruits, dégénérés, formant des variétés voire des formations minérales complètement nouvelles, stables dans de nouvelles conditions.

Il existe 2 000 minéraux connus, avec plus de 4 000 variétés. Mais parmi ce nombre considérable, peu de minéraux sont répandus dans la nature. Ces minéraux, au nombre d'une cinquantaine seulement, font partie des roches les plus importantes connues de la science ; beaucoup d'entre eux se trouvent dans le sol et affectent ses propriétés physico-chimiques et sa fertilité. Ces minéraux sont appelés minéraux du squelette du sol. Parmi les 64 minéraux formant des roches, nous devrions en connaître au moins 20 à 22, à savoir ceux qui font partie des roches sédimentaires meubles, c'est-à-dire dans la composition de l'argile, du sable, etc. Mais il faut connaître d'autres minéraux, puisque des arbres (forêts) poussent sur eux (montagnes).

La plupart des minéraux sont solides (quartz, feldspath, etc.), mais il existe des minéraux liquides (mercure, eau, pétrole) et gazeux (dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène, etc.). Selon les conditions d'origine, tous les minéraux sont divisés en trois groupes: igné, sédimentaire et métamorphique.

La formation de minéraux ignés se produit à des températures élevées et généralement à haute pression. À la suite de la fusion de roches dans de petites poches isolées à différentes profondeurs, du magma se forme - une masse fondue pâteuse de composition complexe de silicates, contenant divers gaz, de la vapeur d'eau et des solutions aqueuses chaudes.

L'origine sédimentaire des minéraux, dans le schéma le plus général, ressemble à ceci : altération > transport > dépôt (formation de sédiments) > diagenèse (formation de roches). Les minéraux, roches et minéraux ainsi formés sont appelés sédimentaires. La sédimentation (sédimentation) se produit dans les parties superficielles de la croûte terrestre (à la fois dans les mers et sur terre) et à la surface elle-même à basse température et pression proche de l'atmosphérique, sous l'influence d'agents physiques et chimiques de l'atmosphère, de l'hydrosphère, la croûte terrestre et l'activité vitale des organismes. Les précipitations peuvent être origine clastique, chimique et biologique.

Un processus physique et chimique complexe de changement, de dégénérescence et de recristallisation de minéraux et de roches prêts à l'emploi tout en maintenant leur état solide sans fusion notable appelé métamorphisme. Les processus de métamorphisme se produisent à des profondeurs où règnent des températures et des pressions élevées (de 100 à 200 à 800 ° C) (jusqu'à 152 103 kPa) - calcite, calcaire - en marbre.

Les formes d'apparition des minéraux dans la nature sont différentes. On y trouve des dépôts, des efflorescences, des ajouts de cristaux, squameux (talc), denses (calcédoine), terreux (kaolin, ocre), feuillus (mica), aciculaires, prismatiques (gypse, hornblende), etc.

Classification des minéraux. La classification la plus objective des minéraux est la classification chimique cristalline, qui prend en compte la composition chimique et la structure (cristalline, amorphe) des minéraux.

Les éléments suivants se démarquent : sept (7) classes minéraux : - natifs ; - les sulfures (composés soufrés) ; - les composés halogénures (halogénures) ; - les oxydes et hydroxydes ; - les sels d'acides oxygénés ; - les silicates ; - les composés hydrocarbonés.

je classe – éléments natifs. Cette classe comprend les éléments chimiques que l’on trouve à l’état libre dans la nature. Ce sont des minéraux constitués d'un seul élément (or, argent, diamant, cuivre, platine, etc.). Il existe 90 minéraux connus de cette classe ; ils représentent environ 0,1 % de la masse de la croûte terrestre. Ils n’ont aucune importance en termes de formation de roches, mais ils ont une énorme importance nationale et économique.

Classe II – sulfures– les dérivés de l'hydrogène sulfuré H 2 S ou, plus rarement, les hydrogènes polysulfurés. Environ 200 minéraux sont connus, constituant 0,15 à 0,25 % de la masse de la croûte terrestre, soit environ 10 % de tous les minéraux. Les sulfures sont des minéraux non rocheux, mais ce sont des minerais de nombreux métaux importants : cuivre, argent, zinc, plomb, etc., ce qui leur confère une très grande importance dans l’économie du pays.

Les minéraux de la zone d'altération sont instables : ils sont détruits et transformés en divers composés oxygénés. Les minéraux les plus courants dans ce groupe sont :

Pyrite – FeS2(pyrite de soufre, pyrite de fer) - est le principal type de matière première pour la production de H 2 SO 4, chalcopyrite CuFeS 2(pyrite de cuivre) est le principal minerai de cuivre ; dans la zone d'altération, il s'oxyde facilement, formant des sulfures de Cu et de Fe, largement utilisés en agriculture, cinabre – HgS- le seul minerai permettant d'obtenir du mercure.

Ш Classe – composés halogénures (halogénures). Les minéraux de cette classe (~ 120 espèces) sont des sels d'acides chlorhydrique (chlorures) et fluorhydrique (fluorures). Les chlorures sont largement distribués dans la nature. Les chlorures sont d'origine sédimentaire, formés à la suite de dépôts à partir de bassins hydrographiques (sels de sodium et de potassium).

Les halogénures peuvent être anhydres ou hydratés. Ceux-ci incluent des minéraux aussi importants dans la vie des humains et des plantes que halite(sel gemme) - NaCI, sylvaine– KCI (jaune et bleu), carnalite– MgCl 2 KCl 6H 2 O (rouge). Les halogénures sont présents avec les sels de potassium dans les gisements de sel et sont utilisés pour la production d'engrais potassiques. De plus, ils sont largement utilisés dans les conserveries, les industries chimiques et la pêche.

IVe classe – les oxydes, composés de divers éléments avec l'oxygène. Ils sont très courants dans la nature et jouent un rôle important dans la formation de la croûte terrestre. Le plus commun quartz– SiO2 opale– (SiO 2 nH 2 O), corindon(Al 2 O 3), hématite (minerai de fer rouge) – Fe 2 O 3, magnétite– Fe 3 O 4, etc.

Classe V – Sels d'acides oxygénés– H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 CO 3, silex, etc. Ils sont d'une grande importance dans la formation des sols et la fabrication des engrais.

Par exemple - sels HNO 3 ont toujours été considérés comme le type d'engrais le plus important (NH 4 NO 3, Ca(NO 3) 2, etc.), sels d'acide carbonique et sulfurique– CaCO 3, CaSO 4 2H 2 O sont utilisés pour améliorer les propriétés physiques et chimiques du sol et améliorer la croissance des plantes. Dans le même temps, la soude (Na 2 CO 3) est l'un des sels d'oxygène les plus toxiques (nocifs) pour les plantes du sud du pays.

Les principaux minéraux de cette classe sont les suivants :

UN) sulfates– les sels d'acide sulfurique. Gypse -CaSO 4 2H 2 O, mirabilite - (Na 2 SO 4 10H 2 O) - pour la production de soude, en médecine - comme laxatif.

b) carbonates– les sels d'acide carbonique. Calcite - CaCO 3, magnésite - MgCO 3, dolomite - CaCO 3 MgCO 3, sidérite - longeron de fer (FeCO 3) - blanc jaunâtre, pour la production de Fe, soude - Na 2 CO 3 10H 2 O.

V) phosphates– les sels d'acide phosphorique.

– apatite-Ca 5 (PO 4) 3 F, chlore-apatite Ca 5 (PO 4) 3 C1 – pour la production de H 3 PO 4, superphosphate, phosphorites - Ca 3 (PO 4) 2, vivianite - Fe 3 ( PO 4 ) 2 8H 2 O – blanc - l'engrais phosphoré devient bleu dans l'air, sidérite - FeCO 3.

VIe classe – classe de silicate- les minéraux des acides silicique et aluminosilicique. Ce groupe comprend un grand nombre de minéraux présents dans la nature. Les silicates représentent 75 % de la croûte terrestre, et si vous ajoutez 12 % de silice libre, le rôle prépondérant de ces minéraux dans la géochimie sera clair. Dans les processus de formation du sol, les silicates constituent l'une des parties les plus importantes du PPC, c'est-à-dire la partie la plus active du sol, dont dépendent ses propriétés physiques, chimiques, biologiques et agronomiques.

Les silicates simples comprennent les minéraux suivants :

-olivine[(MgFe) 2 SiO 4 ] - couleur foncée ou jaune verdâtre, pierre précieuse, brique réfractaire.

- hornblende– dans la zone magmatique, c’est le minéral rocheux des granites, des diorites, des syénites et d’autres roches connues. Il a une composition chimique complexe et variable, de couleur brune avec diverses nuances. Lorsqu'il est altéré, il produit des hydroxydes métalliques - des carbonates et des minéraux argileux.

– les feldspaths– représentent environ 50 % de la masse de la croûte terrestre. On les trouve dans les roches ignées, ainsi que dans les schistes et les grès. Lorsqu'ils sont altérés, les feldspaths forment des sels de dioxyde de carbone, des minéraux argileux et de l'acide silicique. Les représentants les plus importants des feldspaths comprennent : l'orthose - différentes couleurs, l'albite, - l’un des minéraux les plus répandus dans la croûte terrestre, participant à la structure des roches sédimentaires et métamorphiques. Il se présente sous la forme d'agrégats cristallins et cryptocristallins de densités variables, dans des vides sous forme de diverses formes frittées, de cristaux et de leurs intercroissances. La couleur est variée - de l'incolore et du blanc, parfois au noir ; (les cristaux de calcite transparents incolores et biréfringents sont appelés longerons d'Islande) ; réagit violemment (« bout ») avec l’acide chlorhydrique. L'application est variée : dans la construction, dans les industries métallurgiques et chimiques, comme pierre ornementale, le longeron d'Islande - en optique.

Dolomie CaMg[CO 3 ] 2- un minéral commun qui forme des agrégats cristallins et terreux. Elle diffère de la calcite par une dureté et une densité légèrement supérieures et, surtout, par sa réaction avec l'acide chlorhydrique, qui ne se produit qu'avec la poudre de dolomite. Utilisé dans la métallurgie et la construction.

Minéraux de la classe des sulfates se déposent dans des réservoirs de surface, formés lors de l'oxydation des sulfures et du soufre dans les zones d'altération, et sont moins communément associés à l'activité volcanique.

Anhydrite Californie- forme des amas denses et finement cristallins. La couleur est blanche, souvent avec une teinte bleue ou grise ; lustre en verre nacré; transparent, souvent translucide ; le décolleté est parfait dans un sens et moyen dans deux. Utilisé pour la production de ciment et pour l'artisanat.

Le minéral sulfate le plus courant est le gypse. Ca2H2O, trouvé sous forme d'agrégats cristallins fins et terreux, de cristaux individuels et de leurs intercroissances. Généralement blanc, parfois peint de couleurs claires ; lustre de verre, nacré, soyeux ; transparent ou translucide; Le clivage dans un sens est très parfait, dans l'autre il est moyen. Utilisé dans la construction, l'industrie chimique, la médecine, etc.

Classe de phosphate . Le minéral le plus courant est l'apatite Ca 5 [PO 4 ] 3 (F, OH, Cl)(la teneur en fluor, chlore et groupe hydroxyle varie). Il se présente sous forme d’agrégats cristallins et de cristaux individuels. La couleur est incolore, souvent vert pâle et bleu verdâtre. L'origine est ignée. Largement utilisé dans les industries des engrais et des produits chimiques.

Classe de silicate . Les minéraux de cette classe sont répandus dans la croûte terrestre (plus de 78 %). Ils se forment principalement dans des conditions endogènes et sont associés à diverses manifestations de magmatisme et de processus métamorphiques. Seuls quelques-uns d’entre eux surviennent dans des conditions exogènes. De nombreux minéraux de cette classe sont des roches ignées et métamorphiques formant des roches, moins souvent des roches sédimentaires.

Les silicates se caractérisent par une composition chimique et une structure interne complexes. Les minéraux contenant des ions aluminium sont appelés aluminosilicates.

La structure interne des silicates et des aluminosilicates détermine en grande partie leurs propriétés : les minéraux à structure insulaire, caractérisés par un tassement dense d'ions, forment souvent des cristaux isométriques, ont une dureté, une densité et un clivage imparfaits élevés. Les minéraux aux structures linéairement allongées (chaîne et ruban) forment des cristaux prismatiques avec un clivage bien défini dans deux directions le long de l'axe long de la structure. Les minéraux à structure en couches forment des cristaux tabulaires au clivage très parfait, parallèles aux « couches » de la structure.

Silicates insulaires. Olivine, ou péridot, ( Mg, Fe) 2 , forstérite (incolore) MG2 et fayalite (noire) Fé 2. On le trouve généralement sous forme d’agrégats granulaires ou de grains individuels incrustés dans les roches.

Couleur jaune-vert, olive à noir. Les variétés contenant peu de fer sont utilisées pour fabriquer des briques réfractaires ; le péridot (variété jaune-vert) est une pierre précieuse.

Silicates et aluminosilicates à chaîne et à ruban. Les minéraux du groupe pyroxène ont une structure en chaîne et le groupe amphibole a une structure en ruban. Les minéraux du groupe des amphiboles sont caractérisés par des cristaux hexagonaux à longues colonnes, en forme d'aiguilles ou fibreux.

Augite (Ca,Na) (Mg,Fe 2+,AlFe 3+) [(Si,Al) 2 O 6 ] trouvé dans les agrégats cristallins. Couleur noir verdâtre et noir; éclat du verre.

L’un des minéraux les plus courants du groupe des amphiboles est la hornblende. (Ca,Na) 2 (Mg,Fe 2+) 4(Al,Fe 3+) (OH) 2 [(Si,Al) 4 O 11 ] 2. Ses propriétés sont proches de l'augite, différant par la forme des cristaux et la position relative des plans de clivage, ainsi que par une densité légèrement inférieure.

Les silicates en feuillets (en couches) et les aluminosilicates comprennent un grand nombre de minéraux, dont beaucoup sont des roches sédimentaires ignées, métamorphiques et argileuses formant des roches. Ils présentent un clivage très parfait dans une direction, parallèle aux « feuillets » de la structure cristalline, et une faible dureté.

Les minéraux les plus courants de ce groupe structural sont les micas, dont les grains se trouvent dans de nombreuses roches ignées et métamorphiques ; dans les veines, les cristaux de mica individuels atteignent plusieurs mètres carrés de section transversale. Origine ignée, hydrothermale, métamorphique.

Biotite K(Mg,Fe) 3 (OH,F) 2. Couleur noire, brune, parfois verdâtre ; éclat vitreux, parfois nacré ; comme tous les micas, les feuilles séparées le long du clivage sont élastiques.

Moscovite 3KAl2 (OH)2 dans de nombreuses propriétés, il est proche de la biotite, mais a une couleur presque incolore avec une teinte rose clair ou grise et est transparent en feuilles minces. Il est utilisé dans l'industrie électrique, la technologie radio, la fabrication d'instruments, pour la production de matériaux de construction résistants au feu, de peintures, de lubrifiants, etc.

Talc Mg3(OH)2 forme des agrégats cristallins, moins souvent de gros cristaux individuels et leurs intercroissances. Couleur blanc, vert clair ; l'éclat est vitreux, nacré, mat en agrégats denses à grains fins ; folioles séparées par un clivage, souples, inélastiques (grasses au toucher). Largement utilisé comme matériau ignifuge, dans la fabrication d'isolants, en parfumerie, etc.

Serpentine (bobine) Mg6(OH)8 se présente généralement sous la forme de variétés cryptocristallines denses. La variété à fibres fines est appelée chryso-amiante. La couleur est vert clair, jaune-vert à noir, souvent tachetée, dans le chryso-amiante elle est dorée, les fibres individuelles sont blanches ; L'éclat est vitreux, gras, en chryso-amiante il est soyeux. Le chryso-amiante est utilisé pour fabriquer des matériaux ignifuges et calorifuges.

À silicates de feuilles fait référence à un certain nombre de minéraux d'origine sédimentaire, formés lors de l'altération de roches à prédominance ignée et métamorphique. Ils constituent l'essentiel des roches argileuses. Parmi ces minéraux, le plus répandu est la kaolinite Al 4 (OH) 8, qui forme des agrégats terreux. Couleur blanche; les granulats ont un éclat mat ; fracture terreuse; (semble gras au toucher) ; absorbe facilement l'humidité, lorsqu'il est mouillé, il devient plastique. Utilisé dans la production de céramique, la construction, l'industrie du papier, etc.

Depuis aluminosilicates de charpente Regardons les minéraux du groupe des feldspaths.

Les minéraux du groupe des feldspaths sont répandus dans la croûte terrestre et en représentent environ 50 %. Ce sont les matériaux formant de nombreuses roches ignées et métamorphiques. De gros cristaux se forment dans les fissures. Tous les feldspaths sont caractérisés par un clivage parfait ou moyen dans deux directions. Selon leur composition chimique, les feldspaths sont divisés en deux sous-groupes : 1) les feldspaths potassiques (calinés ou alcalins) ; 2) feldspaths calco-sodiques (calcium-sodium), ou plagioclases, représentant une série isomorphe continue Na et Ca.

Du premier sous-groupe, l'orthose est le plus courant K[A1Si3O8]. Les couleurs vont de l'incolore, du blanc, du gris clair à diverses nuances de rose et de rouge-jaune ; clivage dans deux directions. Un minéral de même composition, mais cristallisant différemment, est appelé microcline. En termes de caractéristiques externes, le microcline ne se distingue pas de l'orthose, et seule sa variété vert bleuâtre - l'amazonite - se distingue facilement en couleur des autres feldspaths.

Les feldspaths potassiques (notamment le microcline) issus des veines de pegmatite sont utilisés dans les industries de la céramique et du verre.

Le sous-groupe des plagioclases comprend des minéraux représentant une série isomorphe Parmi les plagioclases, selon la quantité d'oxyde de silicium, on distingue les minéraux acides, intermédiaires et basiques (tableau 1).

Les plagioclases ont des propriétés similaires les uns aux autres et ne sont généralement pas séparés macroscopiquement. L'exception est la Labradorite, dans laquelle des teintes bleues et vertes - irisations - sont clairement visibles sur un fond gris.

Les plagioclases diffèrent peu macroscopiquement des feldspaths potassiques. Parfois, ils se distinguent par leur couleur : les plagioclases sont majoritairement blancs, gris, gris verdâtre, les feldspaths potassiques sont blancs, gris clair, roses et jaunes dans diverses nuances. Il existe également une différence d’angle entre les plans de clivage.

Tableau 1

Tableau des minéraux de la série isomorphe des plagioclases

Les minéraux sont classés selon leur composition chimique et leur structure cristalline dans les groupes suivants :

1) éléments natifs ;

2) sulfures et sulfosels ;

3) composés halogènes (halogénures) ;

4) oxydes ;

5) sels d'oxygène (carbonates, sulfates, tungstates, phosphates, silicates).

Ci-dessous, nous examinerons les minéraux de ces groupes, inclus dans le programme de cours de minéralogie destiné aux étudiants des facultés métallurgiques des établissements d'enseignement supérieur.

Éléments natifs

Des densités élevées sont également caractéristiques. Ils contiennent les minéraux les plus lourds : la nevyanskite (jusqu'à 21,5 g/cm3) et la syssertskite (jusqu'à 22,5 g/cm3).

Outre les métaux natifs (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Hg), il existe également des métalloïdes natifs (As, Sb, Bi) et des non-métaux (S, Se, Te, C) .

Or, Au. Nom de lat. "Sol" - le signe du soleil chez les alchimistes. Absolument propre, soi-disant. L'or « spongieux » est rare. Il forme une série continue de solutions solides avec l'argent (la kustelite contient jusqu'à 20 % d'Au ; l'électrum - plus de 20 % d'Au), à partir de laquelle l'or devient blanc, ainsi qu'avec le cuivre (le cuproauride contient jusqu'à 20 % de Cu), le mélange ce qui donne à l'or une teinte rougeâtre. La bismuthaurite contient jusqu'à 4 % de Bi ; porpécite - jusqu'à 11 % de Pd et jusqu'à 4 % d'Ag.

Une pépite d'or pesant plus de 70 kg. Au Musée de Harvard (Histoire Naturelle). Photo : Olivier Chafik

Les cristaux d'or (octaèdres, dodécaèdres et cubes) sont rares. Caractérisé par des grains de forme irrégulière incrustés dans le quartz. Les gisements d'or primaires sont formés par le mouvement des eaux thermales à travers les fissures et les pores du quartz. Précipite souvent des solutions avec les sulfures. Lorsque les gisements rocheux sont altérés, l'eau transporte des grains d'or dans les ruisseaux et les rivières, au fond desquels se forment des placers d'or, extraits par des dragues.

Polixènes, Pt. Nom du grec. "poly" - beaucoup, "xenos" - extraterrestre (c'est-à-dire la présence de nombreuses impuretés dans le Pt). Dans la technologie et dans la vie quotidienne, on l'appelle platine (de l'espagnol « plata » - argent), c'est-à-dire semblable à l'argent, "argent". Contient jusqu'à 30 % de Fe, qui donne le magnétisme minéral (jusqu'à 14 % de Cu ; jusqu'à 7 % de Pd, jusqu'à 7 % d'Ir ; jusqu'à 4 % de Ro, jusqu'à 6 % de Ni).

Le Pt cristallise sous forme de grains fins dans les magmas ultramafiques. Caractéristiques : couleur gris acier, éclat métallique, haute densité. Il ne se dissout que dans l'eau régale chauffée, ce qui permet de distinguer le Pt de l'argent similaire. Exceptionnellement plastique : jusqu'à 500 km de fil peuvent être fabriqués à partir de 1 g. La présence d'iridium dans le Pt augmente sa dureté jusqu'à 7. Il est utilisé comme catalyseur en chimie, pour la fabrication de creusets chimiques, de thermocouples.

Fer, Fe. Le fer natif peut être tellurique (c'est-à-dire terrestre) et météoritique (c'est-à-dire cosmique). La fonte native (fer tellurique) est formée par l'interaction du magma ferrugineux avec le charbon, le graphite ou lors des incendies souterrains de veines de charbon en contact avec le minerai de fer. Le fer météorique (ferrite) contient généralement des inclusions de troilite (FeS), de monsonite SiC et de cohénite (Fe3C). Dans la grande majorité des cas, il contient beaucoup de Ni (jusqu'à 48 %), qui est inégalement réparti dans les météorites, se concentrant en bandes se croisant en fines sections formant un angle les unes par rapport aux autres. Cette alternance de rayures claires et sombres (structure de Widmanstätt) est caractéristique du fer météoritique et se révèle particulièrement bien lors de la gravure de coupes avec une solution alcoolique faible de HN03. Le fer météorique est parfois observé sous forme de cubes réguliers (fer hexaédrique) et d'octaèdres (fer octaédrique). Habituellement sous la forme de masses fondues de forme non arrondie avec des dépressions caractéristiques en forme de doigt à la surface. Le « fer pallasien » contient des inclusions d’olivine (MgFeSiO4). La mésosidérite contient des inclusions de fer dans une masse de silicates. Les deux dernières variétés de fer météoritique appartiennent aux météorites dites pierreuses-ferreuses.

Soufre, S. Caractérisé par l'éclat du diamant, la couleur jaune, la fragilité; brûle avec une flamme bleue, répandant une odeur de dioxyde de soufre. Formé lors de l'altération du gypse CaS04. 2 H2O et sulfures avec la participation de microbes, ainsi que lors de l'oxydation du sulfure d'hydrogène libéré par les volcans : H2S + O2 = 2H2O + S. Utilisé pour la préparation de poudre à canon, pour la vulcanisation du caoutchouc, en médecine et en chimie.

Dépôts : o. Sicile (Italie), Asie centrale (Shor-Su) et dans la région de la Volga (région de Tver).

Graphite, S. Nom du grec. "grapho" - écrire ; Cela fait référence à la capacité du graphite à laisser une ligne noire sur le papier. Il se forme lors de la cristallisation du magma à haute température et basse pression, ainsi que lors de la cokéfaction naturelle des charbons au contact du magma.

Variétés : graphite cryptocristallin et shungite amorphe. Le graphite est gras au toucher et écrit sur le papier. Elle diffère de la molybdénite similaire par sa couleur plus noire et moins de brillance.

Utilisé pour la fabrication d'électrodes et de blocs réfractaires, blocs de graphite pour réacteurs nucléaires.

Dépôts : o. Ceylan, o. Madagascar, Australie.

Almaz, S. Nom du grec. "adamas" - irrésistible (c'est-à-dire l'extraordinaire dureté du diamant). Cristallise à partir de magma ultrabasique sous forme d'octaèdres à des pressions supérieures à 10 GPa. et des températures d'environ 2000 °C. Le diamant cristallise probablement d'abord à partir du magma à de grandes profondeurs, après quoi il est transporté par le magma liquide jusqu'à la surface à travers les évents de volcans géants. Les restes de ces cheminées volcaniques (diatrèmes), remplis de magma ultrabasique, altérés pendant 140 à 150 millions d'années, se trouvent aujourd'hui en Yakoutie (Russie) et en Afrique du Sud.

Un mélange des restes d'olivine avec les produits de sa décomposition, qui est une argile bleu verdâtre, est appelé kimberlite.

Sulfures

La croûte terrestre ne contient pas plus de 0,15 % (en masse) de minéraux de ce groupe (230 minéraux). D'un point de vue chimique, ces composés sont des sels d'acide sulfurique d'hydrogène. Il existe à la fois des sulfures de composition strictement stoechiométrique (FeS2, CuFeS2, etc.) et des composés dont la teneur en soufre varie dans certaines limites (polysulfures, par exemple FeSx, où x = 1,0,1 - 1,14).

Pyrite, FeS2. Nom du grec. "pir" - feu (donne une étincelle stable lorsqu'il est frappé par un objet métallique ; utilisé pour produire une étincelle dans les armes anciennes). Synonymes : pyrite de soufre, pyrite de fer. La variété rhombique est appelée marcassite. Les traits caractéristiques sont la couleur jaune paille, les stries noires, l'aspect cubique, pentagonal-dodécaédrique et octaédrique des cristaux, les bords striés orientés perpendiculairement à chaque face adjacente. La matière première la plus importante pour la production d’acide sulfurique ; gisements : Ural (Russie), Rio Tinto (Espagne).

Pyrrhotite, FeS. Nom du grec. "pyrrhos" - rougeâtre. Synonyme : pyrite magnétique. La troilite est une variété stœchiométrique trouvée dans les météorites. Généralement, la pyrrhotite contient légèrement plus de soufre (FeSx, où x = 1,01 - 1,14). Caractérisé par un éclat métallique, une couleur jaune bronze et un magnétisme. Généralement en association avec d'autres sulfures hydrothermaux. Matières premières pour la production d'acide sulfurique. Impureté nocive dans les minerais de fer.

Arsénopyrite, FeAsS. Synonymes : pyrite d'arsenic toxique, mispickel. La Danaïte et le Glaucodotus sont des variétés contenant respectivement jusqu'à 9 et 22 % de Co. Caractéristique: éclat métallique, couleur blanc étain, cristaux en forme de colonne allongée et en forme d'aiguille d'aspect prismatique. Hydrothermique. Minerai pour As and Co. Nombreux gisements dans l'Oural et en Sibérie, Boliden (Suède). La présence d'arsénopyrite, d'orpiment (As2S3), de réalgar (AsS), de scorodite (FeAsO4. 2H2O) et d'autres minéraux d'arsenic dans les minerais de fer est inacceptable, car l'arsenic est un poison puissant qui empêche la fabrication de pots, canettes, cuillères, couteaux. et des fourchettes en acier contenant au moins des traces d'arsenic. La fabrication de rails et de poutres à partir de cet acier n'est pas non plus souhaitable, car à l'avenir, toute la ferraille du pays sera progressivement contaminée par l'arsenic. En Ukraine, les minerais de fer brun de Kertch contiennent jusqu'à 0,1 % d'As dans la scorodite.

Chalcopyrite, CuFeS2. Nom du grec. "chalcos" - cuivre; "festin" - feu. Synonyme : pyrite de cuivre. La variété cubique est appelée talnakhite. On le trouve généralement sous forme de masses solides et de grains. Hydrothermique. Caractéristique : éclat métallique, couleur jaune verdâtre avec ternissement panaché brillant, strie noire. Le minerai de cuivre le plus important.

Bornite, Cu5FeS4. Le nom est donné en l'honneur du minéralogiste autrichien Joachim von Born (1742 - 1791). Synonymes : minerai de cuivre marbré, minerai de paon. On le trouve toujours en masses solides et sous forme de grains intercalés. Hydrothermique. Caractéristique : éclat métallique, ternissement bleu. Lorsqu'on le gratte avec un couteau en acier, la véritable couleur rouge cuivré du minéral est révélée. Minerai de cuivre précieux. Gisements : Butte (Montana, USA), Morococha (Pérou), Braden (Chili), Neldy (Kazakhstan).

Galène, PbS. Nom de lat. "galène" - minerai de plomb. Synonyme : éclat de plomb. Les cristaux sont de forme cubique. Caractéristiques : fort éclat métallique, clivage cube parfait, couleur gris plomb, douceur. Le minerai de plomb le plus important. Gisements : Turlanskoye (Turkménistan), Sadonskoye (Caucase du Nord, Russie), Dalnegorsk (Extrême-Orient, Russie), Leadville (Colorado, USA), Broken Hill (Australie), Mississippi River Valley dans le Missouri (USA). La présence de galène dans les minerais de fer, comme c'est le cas dans l'Altaï, est inacceptable et déprécie complètement la valeur du minerai. Le plomb est facilement réduit dans un haut fourneau et pénètre dans les joints de la maçonnerie de la bride et du foyer, ce qui entraîne un flottement des briques, une destruction rapide de la maçonnerie et de graves accidents associés aux bris de foyer et à l'écoulement de la fonte du haut fourneau à travers ses murs de fondation et de foyer.

Sphalérite, ZnS. Nom du grec. "sphaleros" est trompeur (la sphalérite est souvent confondue avec d'autres minéraux). Synonyme : mélange de zinc.

Variétés : marmatite noire et christophite, prshibramite brune, cléiophane claire. Le ZnS hexagonal est appelé wurtzite. Hydrothermique. Caractéristique : éclat métallique, aspect tétraédrique des cristaux, qui diffère de la wolframite (MnFeWО4), de couleur similaire. Le minerai de zinc le plus important. Gisements : Pribram (République tchèque), Santader (Espagne), Joplin (Missouri, USA). La présence de sphalérite dans les minerais de fer est inacceptable. Dans un haut fourneau, les vapeurs de zinc et de zincite se condensent dans les joints de la maçonnerie du puits, ce qui entraîne un gonflement, une rupture de l'enveloppe étanche du four et des accidents graves.

Molybdénite, MoS2. Nom du grec. "molybdos" - plomb (la présence de plomb dans le minéral était supposée ; le molybdène a été découvert plus tard et nommé d'après le nom du minéral). Synonyme : lustre en molybdène. Caractéristique : clivage parfait dans les agrégats feuillus et écailleux, fort éclat métallique, faible dureté (grattable avec l'ongle), écriture sur papier. Plus léger que le graphite. Hydrothermique. Le minerai le plus important de Mo. Gisements : Tyrnyauz (Caucase du Nord, Russie), Climax (Colorado, USA).

Cinabre, HgS. Le nom vient du « sang de dragon » indien (associé à la couleur rouge intense du minéral). Synonyme : cinabarite. Dans des masses cryptocristallines appelées « minerai de foie », et sous forme de pâtes à tartiner et d'enrobés. Hydrothermique. Se distingue facilement par sa couleur et sa haute densité. Le minerai le plus important pour le mercure. Gisements : Nikitovka (Donbass, Ukraine), Almaden (Espagne), Idria (Yougoslavie), New Idria et New Almaden (Californie, USA).

Antimonite, Sb2S3. Nom de lat. "antimoine" - antimoine.

Synonymes - éclat d'antimoine, stibine. Habituellement sous la forme de cristaux prismatiques en forme d’aiguille avec une ombre verticale avec un éclat métallique brillant. Décolleté parfait. Hydrothermique. Le minerai le plus important pour l'antimoine, les gisements : o. Shikoku (Japon), Razdolninskoye (Territoire de Krasnoïarsk, Russie).

Composés halogénures

Fluorine, CaF. Nom de l'italien. "fluor" - fuite (les additifs de fluorine liquéfient les scories métallurgiques). Synonyme : spath fluor. Hydrothermale ou magmatique (dans des veines de pegmatite). Il se présente sous forme de cristaux cubiques et octaédriques, ou de masses granulaires solides. Incolore ou coloré en vert, violet. La fluorescence est caractéristique, c'est-à-dire brillent aux rayons X. Clivage parfait le long de l'octaèdre.

Halite, NaCl. Nom du grec. "halos" - mer (c'est-à-dire la production de sel par évaporation d'eau de mer contenant 35 g de sels dans 1 litre, dont 78 % NaCI, 11 % MgCl2, le reste MgSO4, CaSO4, etc.). Synonyme : sel gemme. Caractérisé par une solubilité dans l’eau et un clivage cubique très parfait. Souvent sous forme de cristaux cubiques ou de masses solides. Il est généralement transparent et incolore, mais les impuretés colorent le gris halite, le jaune, le rouge et le noir. Il est utilisé comme minerai de sodium, ainsi que pour la préparation d'électrolytes dans l'industrie alimentaire. Gisements : Suez (Égypte), Wieliczka (Pologne), Pendjab (Inde), Slavyanovskoye (Donbass), Solikamskoye (Oural).

Silvin, KCI. Nommé d'après le médecin néerlandais Sylvia de la Bache. Sédimentaire. Habituellement sous forme de masses granulaires solides, moins souvent sous forme de cubes. Incolore, blanc laiteux, rose et rouge. La paragenèse avec halite est typique. Les solutions aqueuses ont un goût amer. Il est utilisé en agriculture comme engrais potassique, ainsi que dans l'industrie chimique. Gisements : Solikamsk (Oural), Stasfurt (Allemagne), Nouveau-Mexique (USA).

Carnallite, MgCl2. KCl. 6H2O. Nommé d'après l'ingénieur allemand von Carnall. Généralement sous forme d'agrégats solides ou granulaires. Goût amer. Il se propage progressivement en absorbant l'eau de l'atmosphère. Elle diffère de la halite rouge similaire en ce sens qu'elle grince lorsqu'elle est percée avec un objet en acier. Caractéristiques : couleur rouge, reflet gras, goût amer, absence de décolleté. Utilisé pour la production de magnésium, comme engrais potassique. Gisements : Solikamskoye (Oural), Starobinskoye (Biélorussie), Prikarpatskoye (Ukraine).

Oxydes

Les caractéristiques générales du groupe sont données dans le tableau. 4.1. La croûte terrestre contient jusqu'à 17 % (en masse) d'oxydes. Les plus courants sont le quartz (12,6 %), les oxydes et hydroxydes de fer (3,9 %), les oxydes et hydroxydes d'AI, Mn, Ti, Cr. Rappelons ici que l'essentiel des minerais de fer et de manganèse sont d'origine sédimentaire. Les minéraux du groupe des oxydes constituent la base du minerai de la métallurgie ferreuse. Les minéraux les plus importants des minerais de fer et de manganèse : hématite (Fe2O3), magnétite (Fe3O4), pierre de fer brune (Fe2O3. H2O), pyrolusite (MnO2), braunite (Mn2O3), hausmannite (Mn3O4), psilomélane (MnO2. MnO. n H2O), manganite (MnO2. Mn(OH)2.

Magnétite, Fe3O4. Nommé d'après un gisement minéral de la province de Magnésie (Grèce). Synonyme : minerai de fer magnétique. Minerai de fer important. La magnétite sous sa forme pure (sans stériles) contient jusqu'à 72,4 % de Fe. Le réseau de magnétite contient du fer di- et trivalent : FeO. Fe2O3. En raison de l'isomorphisme, les positions Fe2* et Fe3* peuvent être occupées par des cations de valence correspondante et de taille similaire. Cela donne une vaste gamme de minéraux à base de magnétite : magnétite calcique (Ca ; Fe)O. Fe2O3, magnétite (Mg, Fe)0. Fe2O3, magnésioferrite MgO. Fe2O3. Magnétite de chrome FeO. (Fe, Cr)2O3, magnétite d'aluminium FeO. (Fe, A1)2O3. Les titanomagnétites peuvent contenir du Ti dans le réseau cristallin de la magnétite (TiO. Fe2O3 - ulvöspinel) ou dans la composition de l'ilménite (FeO. TiO2), avec laquelle la magnétite a co-cristallisé. Il est clair que la séparation mécanique du Ti et du Fe n'est possible que dans l'ilménite.

Dans la zone d'oxydation, la magnétite se transforme progressivement en hématite sous l'influence de l'oxygène atmosphérique. Les produits d'oxydation de la magnétite dans la nature sont appelés semi-martites et martites.

Bien qu'en technologie le monoxyde de fer (FeO, wüstite) soit produit dans le processus de haut fourneau en millions de tonnes, il est extrêmement rare dans la nature (FeO, iocyte). Ainsi, seuls les oxydes de fer supérieurs sont présents dans la zone d'oxydation : magnétite (Fe3O4), hématite (Fe2O3) et hydroxydes (Fe2O3 nH2O).

Le plus souvent, la magnétite forme des masses granulaires solides de couleur noire. Parfois, il se présente sous la forme de cristaux octaédriques réguliers. Elle diffère de la chromite similaire par sa strie noire et son fort magnétisme.

Tableau 4.1 - Oxydes

Nom scientifique du minéral	Autres noms	Formule chimique	Krist. treillis	Briller	Couleur	Dureté de Mohs
Magnétite	Magnétique	Fe3O4	cube	À moitié rencontré.	Noir	5,5-6
Hématite	Minerai de fer rouge	Fe2O3	Trigone.	À moitié rencontré.	Noir, acier, rouge	5,5-6
Goethite	Minerai de fer brun	Fe2O2. H2O	Rhombe.	Alm., semi-métal.	Marron foncé	4,5-5,5
Chromite	Minerai de fer chrome	FeO. Cr2O3	cube	Métal.	Noir	5,5-7,5
Ilménite	Minerai de fer titane	FeO. TiO;	Trigonométrie.	Semi-métal.	Acier noir	5-6
Pyrolusite	-	MnO2;	Tétrag.	Semi-métal.	Noir	5-6
Brownite	-	Mn2O3		Semi-métal.	Noir	6
Corindon	-	Al2O3	Trigonométrie.	Verre	Bleuâtre, jaune-gris	9
Quartz	-	SiO2	Trigonométrie.	Verre	Incolore	7

Hématite, a- Fe2O3. Le nom est associé à la couleur rouge du minéral et à ses caractéristiques (« hematikos » - grec - sanglant). Synonyme : minerai de fer rouge. Dans la nature et la technologie, il existe également une variété tétragonale de cet oxyde - la maghémite (oxymagnétite), g-Fe2O3.

Il se présente sous forme de masses cryptocristallines denses et continues ou sous forme de minerai rubané, dans lequel le minerai est situé parmi des bandes de gangue de quartz. Les cristaux ont un aspect lamellaire et rhomboédrique. Couleur rouge cerise, noir fer, gris acier. La strie est rouge cerise. Les variétés frittées avec une surface rouge lisse sont appelées tête de verre rouge. Une variété cristalline grossière de couleur acier foncé - lustre de fer (spécularite). Sous l'influence de la pression rocheuse, des variétés d'hématite feuillues et écailleuses apparaissent - mica de fer, crème sure de fer. La majeure partie du minerai d'hématite extrait est du minerai sédimentaire précambrien. Comme déjà indiqué, les minerais d'hématite et de martite représentent actuellement jusqu'à 90 % de la production mondiale de fonte. Sous sa forme pure, il contient jusqu'à 70 % de Fe. Le plus grand gisement est celui de Krivoï Rog, en Ukraine.

Goethite, Fe3O4. H2O. Nommé d'après le poète allemand Goethe, il existe un certain nombre de pierres de fer brunes qui diffèrent les unes des autres par la quantité d'eau d'hydratation : l'hydrohématite Fe2O3.

Dans cette série, seule la goethite possède son propre diagramme de rayons X fixe. L'hydrogoethite, la limonite, la xanthosidérite et la limnite sont des solutions solides d'eau dans la goethite ; l'hydrohématite est une solution solide d'eau dans l'hématite. La turyite est un mélange mécanique d'hydrohématite et de goethite. La véritable formule du minerai de fer brun peut être déterminée en calcinant son échantillon jusqu'à obtenir une masse constante. On note également la variété frittée de pierre de fer brune - tête de verre marron, ainsi que le mica lépidocrocite transparent (FeO.OH). L'écrasante masse de minerai de fer brun d'origine sédimentaire a une structure oolithique. Minerai de fer important. Sous sa forme pure, il contient jusqu'à 66,1 % de Fe.

Chromite, (FeO Cr2O3). Synonyme : minerai de fer chromé. Igné. Variétés : chromite d'aluminium (FeO. (Cr, Al)2O3, magnochromite (Fe., Mg)0. Cr2O3, chromopicotite (Fe, Mg)0. (Cr, Al)2O3. Associé à une bobine lumineuse Mg6 (OH)3 la chromite produit des structures qui ressemblent à l'aile d'un tétras du noisetier ("chromite - tétras du noisetier") On la trouve généralement sous la forme d'agrégats granulaires continus ou de grains disséminés individuels. Elle diffère de la magnétite similaire par sa caractéristique brune et son manque de magnétisme. Le minerai le plus important pour le chrome est : Kempirsay (région d'Aktobe, Saranovskoe (Oural du Nord), Zimbabwe (Afrique).

Ilménite (FeO. TiO2). Le nom vient des montagnes Ilmen (sud de l'Oural). Synonyme : minerai de fer de titane, picroilménite (Mg, Fe)O. TiO2. La forme des cristaux est tabulaire épaisse et rhomboédrique. Elle diffère de l’hématite foncée similaire par son faible magnétisme et sa caractéristique brun-noir. Ignés : Eksrsund (Norvège), Iron Mountain (Wyoming, USA), Akkard Lake (Québec, Canada).

Pyrolusite (MnO3). Nom du grec. "pyro" - feu et "luzis" - détruit (les additifs pyrolusites détruisent les couleurs colorées du verre). La pyrolusite bien taillée est appelée polyanite. Sédimentaire. Caractéristiques : doux, oolithique, terreux, noir, tache les mains. Le minerai de manganèse le plus important, largement utilisé dans la fusion du fer et de l'acier, les ferroalliages. Gisements : Nikopolskoye (Ukraine), Chiaturskoye (Géorgie).

Brownite (Mn2O3). Nom en l'honneur du chimiste allemand K. Braun. Les variétés contiennent jusqu'à 8 % de SiO2 sous forme d'impureté mécanique finement dispersée et jusqu'à 10 % de Fe, qui est inclus dans le réseau cristallin du minéral (Mn, Fe)2O3. On l'observe le plus souvent sous forme d'agrégats granulaires collés. Décolleté notable. Elle diffère de la pyrolusite similaire par sa couleur brunâtre et sa dureté accrue.

Corindon (A12O3). Le nom est d'origine indienne. Habituellement sous forme de cristaux pyramidaux en forme de tonneau, en forme de tonneau, de couleur bleuâtre, jaune-gris et rougeâtre. Les cristaux transparents de corindon sont colorés de différentes couleurs et constituent ses variétés précieuses : leucosaphir (incolore), rubis (rouge), saphir (bleu), topaze orientale (jaune), émeraude orientale (verte) et améthyste orientale (violette). Toutes les variétés de corindon répertoriées ont une dureté de 9, juste derrière le diamant. À cet égard, la topaze orientale, l'améthyste et l'émeraude sont plus valorisées que la topaze ordinaire (tv. 8), l'améthyste (tv. 7) et l'émeraude (tv. 7,5 - 8). Facilement identifiable par sa couleur, sa forme cristalline et sa dureté élevée. Il est largement utilisé dans l’industrie des abrasifs, où les meules et les poudres abrasives sont fabriquées à partir de poudre de corindon.

Les hydroxydes d'aluminium, la gibbsite Al(OH)3, l'hydragillite Al(OH)3, la boehmite (AlO OH) et les diaspores (AlO. OH) constituent la base de la bauxite - une matière première précieuse utilisée pour la fusion de l'aluminium - ou dans la production de réfractaires. La bauxite, de couleur rouge brique ou rouge-brun, se distingue du minerai de fer brun similaire par sa ligne rouge, et des argiles rouges par le fait qu'elle ne forme pas de masse plastique avec l'eau. Gisements de bauxite : Krasnaya Shapochka, Severouralsk, Ivdelsk, Alapaevka (tous dans l'Oural),

Quartz (SiO2). Nom de celui-ci. "kuerertz" - minerai transversal (c'est-à-dire veines de quartz, généralement situées le long de fissures dans la direction des couches rocheuses). Les cristaux de quartz ont l'apparence de prismes pseudohexagonaux et de bipyramides avec un ombrage transversal caractéristique des faces du prisme. La croûte terrestre contient jusqu'à 13 % (en masse) de quartz, qui est le minéral le plus répandu sur terre. L'origine est magmatique et hydrothermale. Facilement reconnaissable à la forme des cristaux, à la fracture conchoïdale et à l'absence de clivage, à la dureté élevée.

Variétés de quartz : transparent incolore - cristal de roche, transparent : jaune - citrine, violet - améthyste, fumé - rauchtopaze (quartz fumé). Noir opaque - morion.

La variété opaque cryptocristalline (SiO2) avec une surface mate et un éclat cireux est appelée calcédoine. Généralement blanc, fritté, amorphe, dureté 7, opaque, sans clivage. Variétés, cornaline (rouge), sarder (marron), saphirine (bleu laiteux), plasma et chrysoprase (vert), héliotrope (vert avec des taches rouges). La calcédoine a généralement une structure zonale ; cependant, la porosité des zones est différente. Lorsque des solutions aqueuses naturelles ou techniques traversent les pores, ces zones se tachent. C'est ainsi que l'on obtient l'agate, c'est-à-dire calcédoine colorée par zone.

L'hydrogel de quartz amorphe solide (SiO2. H2O) est appelé opale. Ses variétés transparentes sont précieuses. L'opale est reconnue par sa fracture semblable à celle de l'émail et sa grande dureté.

Des variétés précieuses de quartz, de calcédoine, d'agate et d'opale sont largement utilisées en joaillerie. Le quartz est également utilisé dans l'industrie : en optique, pour la fabrication de plaques de piézoquartz pour micros, en mécanique de précision pour la fabrication de paliers de support et de butées, pour la fabrication de verrerie chimique, ainsi que dans la production de produits ignifuges et de verre.

Carbonates, sulfates, tungstates, phosphates

Les caractéristiques générales des groupes sont données dans le tableau. 4.2. Les carbonates, qui représentent environ 1,7 % de la croûte terrestre, sont des minéraux sédimentaires ou hydrothermaux. D'un point de vue chimique, ce sont des sels d'acide carbonique - H2CO3. Les carbonates ont des réseaux cristallins ioniques ; caractérisé par de faibles densités, un éclat vitreux, une couleur claire (sauf pour les carbonates de cuivre), une dureté de 3 à 5, une réaction avec du HCl dilué. Les carbonates sont largement utilisés dans l'industrie sidérurgique comme fondant et comme matière première pour la production de réfractaires et de chaux.

Les phosphates sont d'origine ignée (apatite) et sédimentaire (phosphorite). Les tungstates sont plus courants dans les veines hydrothermales et pegmatites.

Calcite, CaCO3. Nom du grec. "calc" - chaux brûlée.

Synonyme : spath de chaux. Organogène sédimentaire, hydrothermal. Cristaux en forme de rhomboèdres. Clivage parfait le long du rhomboèdre. Bouillonne sous l’influence de HCl dilué à froid. Variétés : transparent, incolore - spath d'Islande, blanc rhombique - aragonite. Les strates de roches sédimentaires sont constituées principalement de calcite : craie, calcaire, marbre. Le tuf calcaire - travertin - est également constitué de calcite.

L'industrie sidérurgique consomme des millions de tonnes de calcaire comme fondant. De plus, le calcaire est transformé en chaux dans l’industrie de la construction. Le longeron d'Islande est utilisé en optique pour fabriquer des polariseurs.

Magnésite, MgCO3. Nommé d'après la province grecque de Magnésie. Synonyme : longeron de magnésium. La forme des cristaux est rhomboédrique avec un clivage parfait le long du rhomboèdre. Dans la plupart des cas, elle se présente sous forme d'agrégats granulaires blancs comme neige à fracture conchoïdale (magnésite « amorphe ») et en grains gris allongés. Hydrothermique. Une matière première importante pour la production de briques réfractaires et de poudres de ravitaillement. L'utilisation de calcaire dolomitisé améliore la qualité du fritté et des pellets et réduit la viscosité du laitier de haut fourneau. Gisements : Satkinskoye (Russie), Veitch (Autriche), Liao Tong et Shen-Kin (Nord-Est de la Chine), Québec (Canada).

Malachite, CuCO3 × Cu(OH)2. Nom du grec. "malakhe" - malva (c'est-à-dire la couleur verte des feuilles de la mauve). Azurite, 2CuCO3 × Cu(OH)2. Le nom vient du persan « lazvard » – bleu. Fritté, terreux, en forme de coquille concentrique. Bouillonne sous l’influence de HCl dilué. Utilisé comme pierres ornementales décoratives, minerais pour le cuivre.

Sidérite, FeCO3. Nom du grec. un mot pour le fer. Synonyme : longeron de fer. Généralement en masses granuleuses blanc jaunâtre et brunâtres. Réagit avec le HC1 froid dont une goutte devient verte. Hydrothermique. La sidérite contient jusqu'à 48,3 % de Fe et est utilisée comme minerai de fer. Lieu de naissance:

Bakalskoye (Oural du Sud), Kerchenskoye (Ukraine).

Rhodochrosite, MnCO3. Nom du grec. "Rodon" - rose et "khros" - couleur. Synonyme : spath de manganèse. Généralement sous forme d'agrégats granulaires de couleur rose, pourpre, avec une strie blanche. Réagit avec le HCl froid. Hydrothermique. Utilisé comme minerai de manganèse. Gisements : Chiaturskoe (Géorgie), Polunochnoe (Oural du Nord), Obrochishche (Varna, Bulgarie).

Gypse, CaSO4 × 2H2O. Nom du grec. un terme désignant le gypse et le plâtre cuits. Variétés : gypse fibreux - sélénite ; lamellaire, transparent - « verre Maryino » ; variété massive dense à grain fin - albâtre. L'albâtre technique (CaSO4 × 0,5H2O) est produit par cuisson de gypse. Les cristaux tabulaires avec un clivage parfait, des jumeaux entrecroisés et d'autres ressemblant à des roses sont caractéristiques. Il diffère d'un anhydride similaire par une dureté inférieure. De la calcite - absence de réaction avec HC1. Il est utilisé dans la construction, la chimie et la médecine, ainsi que pour la fabrication de sculptures et d'objets d'art. Gisements : sur le versant ouest de l'Oural, Artemovskoye (Donbass) et dans de nombreuses autres régions.

Barytine, BaSO4. Nom du grec. "baros" - lourdeur. Synonyme de longeron lourd. Il se présente sous forme de cristaux tabulaires blancs et gris au clivage parfait, et le plus souvent sous forme d'agrégats granulaires. Se distingue facilement des carbonates par sa haute densité et son absence de réaction avec HC1 ; d'autres sulfates et de silicates - par densité. Il est utilisé dans l'industrie pétrolière pour cimenter les roches meubles dans les parois des puits, en chimie, mais aussi pour la fabrication de « plâtre baryté » qui absorbe les rayons X dans les laboratoires et les hôpitaux. Impureté nocive dans les minerais de fer. Dépôts : en Géorgie, Turkménistan, Centre. Kazakhstan et Oural du Sud.

Wolframite, (Mn, Fe) WO4. Nom de celui-ci. « mousse de loup » (le mélange de ce minéral avec des minerais d'étain produit des scories de couleur poil de loup lors de sa fusion). Synonyme : Loup. Généralement sous forme de cristaux tabulaires et prismatiques épais avec des nuances sur les bords ou sous forme d'agrégats granulaires. Caractérisé par une couleur noir brunâtre, des stries brunes et une densité élevée. Le minerai le plus important pour le tungstène. Il est utilisé en métallurgie pour la production d'alliages durs et d'outils à grande vitesse, ainsi que dans l'industrie électrique pour la fabrication de filaments incandescents dans les lampes électriques et les tubes à rayons X. Gisements : Yunan (RPC), sur la péninsule malaise et en Birmanie, Cornwall (Angleterre), Beira Bakes (Portugal), Tana (Bolivie), Boulder (Colorado, USA).

Scheelite, CaWO4. Nommé d'après le chimiste suédois Scheele (1742 -1786). On le trouve dans des cristaux bipyramidaux pseudo-octaédriques, ainsi que sous forme d'inclusions jaunâtres de forme irrégulière avec un éclat de diamant et un clivage évident. Le deuxième minerai de tungstène le plus important. Dépôts : mercredi. Asie, Saxe, Zinnwald (République tchèque), Piémont (Italie), Andalousie (Espagne), Huancaya (Pérou), Californie, Arizona, Nevada, Connecticut (USA).

Apatite. Nom du grec. "apatao" - trompeur (ressemble au précieux béryl (émeraude) et à la tourmaline, ce qui rendait le diagnostic difficile). La fluorapatite la plus courante est Ca53F ou 3 × CaF2, mais on trouve également de la chlorapatite - Ca53Cl ou 3 × CaCl2. Il se présente sous la forme de prismes hexagonaux et d'aiguilles vert pâle, vert émeraude et bleu. La fracture est inégale et conchoïdale. Il est également largement distribué sous forme de masses blanches granuleuses et denses. Elle diffère des précieuses émeraude et aigue-marine par une dureté moindre (l'apatite ne raye pas le verre).

Avec la vivanite Fe32 × 8H2O (« terre bleue »), l'apatite est généralement le principal transporteur de phosphore dans les minerais de fer ; la présence de ces minéraux dans le minerai de fer complique le traitement métallurgique et déprécie la valeur du minerai, car le phosphore rend l'acier cassant à froid.

La coque solide de la Terre - la croûte terrestre - ne représente que 1,5 % du volume total du globe. Mais malgré cela, c’est la croûte terrestre, ou plutôt sa couche supérieure, qui nous intéresse le plus, car elle est une source de matières premières minérales.
Minéraux- ce sont des corps naturels relativement homogènes qui ont une certaine composition chimique et propriétés physiques. Le nom « minéral » vient du mot latin « minera », qui signifie littéralement minerai, minerai. La science qui étudie la composition, la structure et les propriétés des minéraux, leur origine et leurs conditions d'apparition s'appelle la minéralogie.
Les minéraux se formentà la suite de processus physiques et chimiques se produisant dans la croûte terrestre. Comme toute la nature qui nous entoure, ils sont constitués d’éléments chimiques. Au sens figuré, un minéral est une sorte de bâtiment constitué de briques - des éléments chimiques, construit selon certaines lois de la nature. Et tout comme l’homme a construit de nombreux bâtiments différents sur Terre avec à peu près le même nombre de briques, la nature a créé plus de 3 000 minéraux différents dans la croûte terrestre à partir d’un nombre relativement restreint d’éléments chimiques.

Au total, compte tenu des nombreuses variétés, il existe plus de 7 000 noms, qui sont attribués à chaque minéral selon certaines caractéristiques.
Dans la croûte terrestre, les minéraux se trouvent le plus souvent non pas indépendamment, mais en tant que partie intégrante. Ils déterminent en grande partie les propriétés physiques et mécaniques des roches et, de ce point de vue, présentent le plus grand intérêt pour la technologie de traitement de la pierre.
La plupart des minéraux se trouvent dans la nature à l’état solide. Les minéraux solides peuvent être cristallins ou amorphes, différant par leur forme géométrique externe - régulière pour les cristallins et indéterminée pour les amorphes.

La forme des minéraux dépend sur la disposition des atomes en eux. Dans les minéraux cristallins, les atomes sont disposés dans un ordre strictement défini, formant un réseau spatial, grâce auquel de nombreux minéraux (par exemple, un cristal de quartz) ont l'apparence de polyèdres réguliers. Les minéraux cristallins sont anisotropes, c'est-à-dire que leurs propriétés physiques diffèrent dans des directions différentes. Dans les minéraux amorphes (généralement sous forme de billes), les atomes sont disposés de manière aléatoire. Ces minéraux sont isotropes, c’est-à-dire que leurs propriétés physiques sont les mêmes dans toutes les directions.

Classification des minéraux

Conformément à la classification chimique généralement acceptée, tous les minéraux peuvent être divisés en neuf classes :
I. Les silicates sont des sels d'acides siliciques, parmi lesquels il existe des sous-groupes de minéraux qui ont une composition et une structure communes : feldspaths, divisés selon leur composition chimique en plagioclases et orthoclases, pyroxènes, amphiboles, micas, olivine, talc, chlorites et argile. minéraux. Il s’agit de la classe la plus nombreuse, comptant jusqu’à 800 minéraux.
II. Les carbonates sont des sels d'acide carbonique comprenant jusqu'à 80 minéraux, dont les plus courants sont la calcite, la magnésite et la dolomite.

III. Oxydes et hydroxydes - combinent environ 200 minéraux, parmi lesquels les plus courants sont le quartz, l'opale, la limonite et l'hamatite.
IV. Les sulfures sont des composés d'éléments avec du soufre, comptant jusqu'à 200 minéraux. Un représentant typique est la pyrite.
V. Sulfates - sels d'acide sulfurique, comprenant environ 260 minéraux,
parmi lesquels les plus répandus sont le gypse et l'anhydrite.
VI. Les halogénures sont des sels d'acides halogénures, comptant environ 100 minutes.
Ralov. Les représentants typiques des halogènes sont la halite (sel de table) et
fluorine
VII. Les phosphates sont des sels d'acide phosphorique. Un représentant typique est
apatite.
VIII. Les tungstates sont des composés tungstiques.
IX. Les éléments natifs sont le diamant et le soufre.

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