lundi 30 avril 2012

Sur le terrain 21 - L’effervescence


Si on note un bouillonnement en déposant à froid une goutte d'acide chlorhydrique (HCl) dilué à 10 % sur un minéral, c'est que le minéral est effervescent. L'effervescence est une réaction chimique (dégagement de bulles de gaz carbonique) qui se produit entre les carbonates et l'acide chlorhydrique.

C'est un bon test pour différencier la calcite de la dolomite, car cette dernière réagit très faiblement avec l'acide HCl, alors que la calcite provoque une réaction violente.

Parfois, il faut réduire le minéral en poudre pour voir s'il réagit à l'acide, et même utiliser une petite loupe 10X quand l'effervescence est très faible.

Sur le terrain


Petit flacon compte-gouttes d'acide chlorhydrique (HCl) dilué à 10 %

Goutte d'acide chlorhydrique sur un échantillon de calcite :
bouillonnement et émission de gaz carbonique.
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dimanche 29 avril 2012

Sur le terrain 20 - Propriétés magnétiques, électriques et radioactives

Magnétisme
Le magnétisme, manifesté par seulement quelques minéraux communs, se détecte facilement. C’est la capacité de certains minéraux riches en fer à réagir en présence d’un aimant. La magnétite est fortement attirée par un aimant; la pyrrhotite et l'ilménite le sont moins.

Électricité
On peut classer les minéraux en deux groupes : les conducteurs et les non-conducteurs. Lorsqu'ils sont déformés, certains minéraux vont produire de l'électricité : c'est la piézoélectricité. Que l'on pense au quartz des montres électriques. Quant à la pyroélectricité, elle est due à un changement de température d'un minéral, possible uniquement dans un petit nombreux de cristaux.

Radioactivité
Les minéraux radioactifs contiennent des atomes instables (uranium, thorium, thorite, etc.) qui, lors de leur désintégration, émettent des radiations détectables par un scintillomètre ou un compteur Geiger. Les minéraux métamictes sont des minéraux qui étaient, à l'origine, des solides cristallins mais dont la structure a été détruite, à divers degrés, par la radioactivité (par ex. le zircon). Tous les minéraux métamictes sont radioactifs.


Sur le terrain


Même si l'hématite a un faible magnétisme, elle attire ici le crayon spécialisé à cet usage.


L'édifice cristallin de nombreux zircons est localement détruit
par l'action de rayons de haute énergie (état dit « métamicte »);
ces cristaux exhibent généralement une couleur brun sombre.

Zircon, sur matrice
Mont Saint-Hilaire (Montérégie) Québec – 2005
Cristal seul : 1.0 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012

La piézoélectricité
Quartz
Warwick (Centre-du-Québec) Québec – s/d
7.8 x 6.4 x 5.0 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012
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samedi 28 avril 2012

Sur le terrain 19 - La luminescence

Certains minéraux soumis à des traitements particuliers ont la propriété d'émettre de la lumière. On dit qu'ils sont luminescents.

Fluorescence
Certains minéraux sont fluorescents quand ils sont soumis à une source de lumière ultraviolette. Le phénomène est soit une propriété intrinsèque du minéral, soit lié à la présence d'impuretés. Dans le premier cas, la fluorescence est pratiquement constante quelque soit la localisation du minéral, alors que, dans le second cas, la fluorescence sera rendue aléatoire puisque liée à la présence ou non de ces substances.

Ceci explique pourquoi une calcite par exemple sera fluorescente en rouge alors qu'une autre sera fluorescente en bleu, ou ne le sera pas du tout.

Il y a deux sortes d'ultraviolets utilisés pour les minéraux : les UV longs et les UV courts. Les minéraux soumis à ces rayons peuvent donner des résultats différents en terme de couleur suivant la sorte d'UV auxquels ils sont soumis.


Phosphorescence 
On nomme phosphorescence le phénomène observé lorsqu'une matière (ici un minéral) continue à émettre de la lumière après avoir été éclairée. La phosphorescence ne doit pas être confondue avec la fluorescence. 


Triboluminescence
La triboluminescence est le phénomène où un minéral émet de la lumière sous l'effet d'un choc. L'étincelle formée par l'entrechoquement d'une pyrite et d'un silex résulte de la triboluminescence.


Thermoluminescence
La thermoluminescence, quant à elle, est le phénomène où un minéral précédemment irradié émet de la lumière sous l'effet de la chaleur.


Sur le terrain



Calcite rouge de Ange-Gardien (Cantons-de-l'Est) qui donne une fluorescence jaune :


Calcite rouge sur calcite
Ange-Gardien (Cantons-de-l'Est) Québec - 2009
6.2 x 2.8 x 2.4 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Calcite rouge sur calcite fibreuse rougeâtre
Ange-Gardien (Cantons-de-l'Est) Québec - 2009
6.5 x 5.5 x 4.0 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012




Saint-Cyrille-de-Wendover (Centre-du-Québec):
Calcite
Saint-Cyrille-de-Wendover (Centre-du-Québec) Québec - 2008
13.0 x 8.0 x 5.0 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012

Quelques calcites de la Gaspésie, fluorescentes en rouge/orange :


Calcite sur matrice avec quartz
Notez que c'est la deuxième génération de calcite (celle qui recouvre) qui est fluorescente
Matane (Gaspésie) Québec - 2009
13.5 x 10.0 x 8.2 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Calcites rhomboédriques
Sainte-Anne-des-Monts (Gaspésie) Québec - 2011
7.5 x 5.5 x 4.2 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012



Calcite et quartz sur matrice
Cap-Chat (Gaspésie) Québec - 2011
5.5 x 5.0 x 7.6 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012
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vendredi 27 avril 2012

Sur le terrain 18 - Autres «anomalies» de croissance

Les cristaux se répartissent en sept systèmes cristallins formant 32 classes de symétrie. On dit qu'un cristal est holoédrique lorsqu'il possède la totalité des éléments de symétrie de son réseau cristallin. S'il a une symétrie inférieure, il est mériédrique. Des faces pourront être symétriques par rapport au réseau, mais auront des propriétés différentes dues à la nature des atomes les constituant. En particulier, les vitesses de croissance étant différentes, certaines faces d'un cristal ne pourraient jamais apparaître.

Énantiomorphisme: on parle ici de cristaux « droit » et « gauche »; par ex. le quartz :

Source: Web


Hémimorphisme: 2 terminaisons différentes (dissymétrie aux 2 extrémités) Par ex. la tourmaline et le quartz.

Autres anomalies:
  • fantôme (cristal dont la croissance s'est arrêtée pour ensuite se poursuivre plus tard et qui a gardé la trace de cet arrêt; par ex. dans le quartz et la calcite);
  • quartz avec nuages laiteux (quartz à âme);
  • quartz fenêtré (dont sont les arêtes sont sur-développées par rapport aux faces);
  • quartz fumé dont la teinte est due à une irradiation naturelle;
  • etc.

Sur le terrain



Hémimorphisme
Quartz dissymétrique aux deux extrémités
Pointe-Lebel (Côte-Nord) Québec – 2010
2.4 x 1.6 x 6.8 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Quartz à âme
Saint-Rémi-d'Amherts (Laurentides) Québec – 2008
1.8 x 1.5 x 4.5 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012











Quartz fenêtré, légèrement fumé, avec inclusion d'argile
Cap-Chat (Gaspésie) Québec – 2011
5.5 x 4.0 x 6.5 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012
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jeudi 26 avril 2012

Sur le terrain 17 - Les macles


Une macle est une association de deux ou plusieurs cristaux d’une même espèce minérale réunis et interpénétrés, orientés les uns par rapport aux autres suivant une loi de symétrie déterminée (plan, axe ou centre), c'est-à-dire que leur intercroissance est telle que toutes les directions cristallographiques du premier cristal sont reliées aux directions cristallographiques du second.

Selon la position des cristaux, on distingue :

  • les macles par interpénétration, plus ou moins complètes : si une ou plusieurs parties d'un cristal semblent s'interpénétrer selon une surface indéfinie ou irrégulière, c'est-à-dire s'il n'y a pas de plan d'association.
  • les macles par accolement ou de contact : si les deux individus maclés sont en contact le long d'un plan (plan d'association) bien défini de façon telle qu’une coupe selon ce plan séparera entièrement les deux individus. On parle de :
    • macles simples lorsque deux cristaux sont associés
    • macles successives ou multiples lorsque plus de deux sous-individus composent la macle; il y a :
      • les macles polysynthétiques s'il y a une succession de plans de macles parallèles
      • les macles cycliques si les plans de macles ne sont pas parallèles entre eux, mais font un angle.

Les macles sont souvent reconnaissables aux angles rentrants, formant une encoche dans le cristal, et qu'on ne rencontre jamais parmi les cristaux isolés. De plus, il n'est pas rare que les individus maclés soient de taille plus importante que les cristaux non maclés qui les entourent.


Sur le terrain



Macle d'interpénétration
Deux cristaux de calcite (habitus primitif)
Saint-Dominique (Montérégie) Québec – 2006
3.7 x 5.3 x 3.0 cm
Coll. Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Macle d'interpénétration
Deux cubes de pyrite
Stanstead (Cantons-de-l'Est) Québec – 2006
1.5 x 1.4 x 1.3 cm
Coll. Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Macle par accolement (simple)
Calcite
Remarquez l'encoche au milieu du cristal
Salaberry-de-Valleyfield (Montérégie) Québec - 2007
Cristal seul: 2.5 cm
Coll. Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Macle par accolement (simple)
Calcite (recto/verso)
Remarquez la symétrie de la macle
Ange-Gardien (Cantons-de-l'Est) Québec – 2009
3.0 x 2.3 x 3.0 cm
Coll. Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012
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mercredi 25 avril 2012

Sur le terrain 16 - Pseudomorphes et polymorphes


Un minéral peut en remplacer un autre en conservant la forme extérieure de ce dernier; c'est une pseudomorphose. Les pseudomorphoses peuvent résulter d'un changement :

      • de composition chimique du minéral
      • d'une incrustation plus ou moins prononcée (par ex. quartz pseudomorphosant une fluorite)
      • de l'oxydation des éléments
      • de la silicification
      • de la calcification
      • etc.

Voici quelques exemples :

        • Magnétite → en hématite
        • Aragonite  → en dolomite
        • Pyrite → en goethite
        • Fluorite → en quartz
        • Fossiles → en pyrite
        • etc.

Enfin, un minéral inclus dans une roche peut disparaître, laissant une cavité correspondant à son faciès cristallin, cavité qui peut être remplie par un autre minéral ou une roche. Par exemple: ce pseudomorphe de remondite, qui s'est finalement révélé être une roche composée de synchysite, de bastnäesite et de calcite. Détail particulier : ce pseudomorphe, en plus de garder la forme du minéral d'origine, en a aussi gardé la couleur.

Pseudomorphose de remondite
Une roche en fait...
Mont Saint-Hilaire (Montérégie) Québec – 2005
3.5 x 2.3 x 2.9 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Le polymorphisme, quant à lui, résulte d’un arrangement différent des mêmes atomes (composition chimique identique, mais conditions de cristallisation différentes). Le même corps chimique peut avoir deux, trois, ou plusieurs polymorphes. Deux exemples :
    • FeS2 : pyrite (cubique) et marcassite (orthorhombique).
    • C : diamant (cubique) et graphite (hexagonal)

Sur le terrain




Pseudomorphose
Coulée d'argile remplacée par de la pyrite (ou marcassite ?), sur calcite
Sainte-Justine-de-Newton (Montérégie) Québec – 2010
6.0 x 6.3 x 3.5 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Polymorphisme
Chalcopyrite sur calcite
Pyrite et marcassite, même formule chimique
Sainte-Justine-de-Newton (Montérégie) Québec – 2009
4.0 x 3.2 x 2.4 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Polymorphisme
Cristaux de graphite
Graphite et diamant : même composition chimique, du carbone (C)
Mont-Laurier (Laurentides) Québec – 2009
5.2 x 3.2 x 1.7 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012

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mardi 24 avril 2012

Sur le terrain 15 - Les troncatures


Une troncature correspond au développement d’une face plane à l’emplacement d’une arête ou d’un sommet du volume primitif, au cours de la croissance du cristal. En d’autres mots, il y a substitution d'une arête ou d'un angle par une face.

Lorsque les troncatures sont simples, le cristal conserve l’ensemble des éléments de symétrie du volume primitif. Par exemple, la croissance d’un cristal dont le volume primitif est un cube peut donner un octaèdre. Celui-ci est obtenu par troncatures apparentes des sommets du cube ou des arêtes. L’octaèdre aura les mêmes éléments de symétrie que le cube.

L'exemple ci-dessous illustre des troncatures sur les sommets dans des cristaux du système cubique :


Sur le terrain



Fluorite de forme octaédrique
Sainte-Ursule (Mauricie) Québec – 2005
Cristal de fluorite : 1 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Quartz, avec troncature sur un sommet (porte)
Pointe-Lebel (Côte-Nord) Québec – 2010
2.3 x 2.1 x 4.5 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012


Troncature sur un sommet
Cristal de calcite rhomboédrique
Sainte-Anne-des-Monts (Gaspésie) Québec – 2011
3.8 x 3.6 x 4.2 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012

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lundi 23 avril 2012

Sur le terrain 14 - Croissance cristalline


La cristallisation est le passage d'un état désordonné (semi-solide, liquide ou gazeux) à un état ordonné solide, soumis à des lois complexes et sous le contrôle de différents facteurs (température, pression, temps d'évaporation, etc.)

La croissance cristalline est la fabrication d'un cristal à partir d'un germe (nucléation), c'est-à-dire à partir des premiers atomes constituants d'un minéral particulier. Lorsque le germe est stable, la croissance se poursuit en ajoutant d'autres atomes à la surface du minéral. La nucléation est donc la première étape.

Quand un germe se forme dans un milieu homogène (sans apport ni perte de matière), on parle de nucléation homogène. Quand le germe se forme sur la surface d'une impureté ou d'une poussière par exemple, ou qu'il profite de la présence d’une surface préexistante d’un autre minéral pour nucléer, on parle alors de nucléation hétérogène. C'est cette dernière qui prévaut le plus souvent.

Ensuite, c'est la croissance du minéral proprement dite,
en suivant la maille élémentaire du cristal qui se répète par translation dans les 3 dimensions à partir du germe de croissance
. Le cristal est donc un empilement de représentations de sa maille. Tant que les conditions (température, pression, temps suffisant, etc.) le permettent, de nouvelles molécules, de nouveaux atomes, de nouveaux ions s'accrochent à la surface du cristal pour le faire grandir. Quand les « conditions gagnantes » cessent pour une raison ou pour une autre, par exemple une baisse de la température, la croissance s'arrête et le cristal peut rester ainsi pendant des millions d'années, ou reprendre sa croissance si de nouvelles conditions le permettent.

Un cristal se développant sans contraintes prend habituellement la forme du volume primitif, c'est-à-dire un des 7 systèmes cristallins:

  • Cubique (ou isométrique) : cube.
  • Quadratique (ou tétragonal) : prisme droit à base carrée.
  • Orthorhombique : prisme droit à base losange
  • Monoclinique : prisme oblique à base losange.
  • Triclinique : parallélépipède quelconque
  • Rhomboédrique : toutes les faces sont des losanges.
  • Hexagonal : prisme droit à base hexagonale.

Si vous le désirez, Internet vous permettra d'approfondir ou de compléter ces brèves notions de croissance cristalline (réseau de Bravais, loi de Haüy, défauts cristallins, etc.)

Cubique (ou isométrique) : cube


Quadratique (ou tétragonal) : prisme droit à base carrée

 


 


Orthorhombique : prisme droit à base losange

 


   

Monoclinique : prisme oblique à base losange

 


  Triclinique : parallélépipède quelconque

 


 

  Rhomboédrique : toutes les faces sont des losanges

 


 

Hexagonal : prisme droit à base hexagonale

 






Si vous le désirez, Internet vous permettra d'approfondir ou de compléter ces brèves notions de croissance cristalline (réseau de Bravais, loi de Haüy, défauts cristallins, etc.)

(Note: dessins pris sur Internet)

Sur le terrain



Cristal de chalcopyrite sur dolomite, avec amas de pyrite
Sainte-Justine-de-Newton (Montérégie) Québec – 2009
4.8 x 2.5 x 2.8 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012



Sphalérite sur natrolite
Mont Saint-Hilaire (Montérégie) Québec - 2007
2.5 x 2.0 x 1.8 cm
Cristal de sphalérite: 0.7 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012



Agglomération de petits cristaux de vésuvianite
Asbestos (Cantons de l'Est) Québec - 2007
2.5 x 1.9 x 2.0 cm
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012



Cube de pyrite avec stries de croissance
Sherbrooke (Cantons-de-l'Est) Québec – 2008
11.4 x 6.8 x 4.5 cm
Cristal de pyrite: 2.3 cm d'arête
(Cristal fracturé parallèlement à ses faces)
Collection Pierre Rousseau
Photo: Pierre Rousseau - © 2012

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