Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
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minéralogie (suite)

Morphologie. Faciès

Quand un minéral se présente en cristaux dont les faces sont bien développées, la forme permet souvent de l’identifier ; les mesures des angles dièdres au goniomètre optique apportent plus de certitude. On reconnaît le système cristallin et, si le cristal est riche en faces, sa symétrie parmi les 32 classes de symétrie d’orientation. Les macles, associations de deux ou plusieurs cristaux d’un même minéral suivant des lois géométriques précises, sont souvent caractéristiques. L’association de différentes formes cristallines donne, à un minéral, un faciès particulier. Il est isométrique quand il présente le même développement dans les trois directions (exemple : galène) ; un minéral lamellaire est tabulaire, comme certaines barytines, ou foliacé ou micacé (comme dans les micas). Un faciès allongé peut être prismatique, columnaire, fibreux, aciculaire (en aiguille), capillaire (comme des cheveux). Au cours de la croissance, les cristaux d’un même minéral peuvent se grouper en textures appelées amygdaloïde (en amande), botryoïde (en grappe), dendritique (en forme de mousse), arborescente, granulaire, réniforme.

Le pseudomorphisme est le remplacement d’un minéral par un autre sans que la forme extérieure soit modifiée ; c’est le cas de la pyrolusite, qui est la polianite MnO2 avec la forme de la manganite MnO(OH). On en trouve de nombreux exemples. Les minéraux métamictes présentent des formes cristallines souvent bien développées qui sont les reliques d’un minéral dont le réseau cristallin a été détruit par le rayonnement α de l’uranium ou du thorium ; aussi sont-ils amorphes du point de vue optique et aux rayons X. Citons la bétafite (oxyde de terres rares et d’uranium hydraté) en octaèdres cubiques.


Densité

C’est une donnée essentielle qui suffit souvent à l’identification d’un minéral. La masse volumique se confond, à la précision de 1/1 000, généralement suffisante, avec la densité, qui est le quotient de la masse du corps par la masse du même volume d’eau à son maximum de densité. Quand le minéral se présente sous la forme d’un cristal homogène de quelques dizaines de milligrammes, les méthodes de la balance hydrostatique ou du flacon sont rapides. L’analyse cristallochimique d’un minéral nécessite la connaissance précise de sa densité ; on utilise un cristal dont l’homogénéité est contrôlée au microscope (sa plus grande dimension est souvent de quelques dixièmes de millimètre), et on emploie la méthode dite « des liqueurs denses » en réalisant un mélange d’un liquide lourd (bromoforme, D = 2,89 ; iodure de méthylène, D = 3,33) et d’un solvant léger (benzène, D = 0,884) ayant la densité du cristal : celui-ci est en équilibre indifférent. La densité du liquide se mesure aisément ensuite à l’aide d’un flotteur calibré.


Propriétés mécaniques

La cohésion d’un minéral se manifeste par un certain nombre de propriétés dont les plus utiles pour sa reconnaissance sont sa dureté et sa fracture. Les minéralogistes définissent la dureté par le test de rayure : un minéral est plus dur qu’un autre s’il le raye. Ils utilisent toujours, depuis 1820, l’échelle de dureté de Mohs :

L’ongle a une dureté de 2 1/2 ; un verre à vitre, de 5 ; un bon couteau, de 5 1/2. La dureté est une propriété vectorielle ; elle peut varier avec la direction, et, pour une même direction, avec le sens de la rayure ; on peut la mesurer, avec plus de précision, avec des scléromètres.

Les clivages sont des directions de plans de fracture facile ; ils sont parallèles à des plans réticulaires de notation simple. La galène, la fluorine, la blende, toutes trois cubiques, se différencient immédiatement par leurs clivages, qui sont respectivement parallèles aux faces du cube (100), de l’octaèdre (111), du dodécaèdre rhomboïdal (110). Certains minéraux n’ont pas de clivage, et leur cassure conchoïdale (exemple : quartz) peut donner une indication sur leur nature. La cohésion d’un minéral se manifeste aussi par des propriétés telles que la sectilité (il peut être coupé) ; la malléabilité (métaux natifs) ; la flexibilité (il peut être courbé) ; l’élasticité (si, après courbure, il reprend sa forme). Ainsi, une chlorite se distingue d’un mica par son clivage, qui est flexible, mais non élastique comme celui d’un mica.


Propriétés optiques

Certains minéraux présentent de belles couleurs qui les font rechercher pour différents usages. Ces couleurs peuvent avoir des origines variées et, souvent, ne sont nullement caractéristiques du minéral. Le corindon peut être incolore, rouge dans les rubis (trace de chrome), bleu dans les saphirs (trace de titane) ; le quartz peut être hyalin, rouge hyacinthe s’il renferme des impuretés solides d’hématite, violet améthyste (dû à l’action d’un rayonnement radioactif), jaune dans les citrines. La couleur peut être modifiée par un traitement thermique ; c’est le cas de la plupart des citrines et topazes du commerce, qui proviennent de quartz améthystes chauffés entre 500 et 600 °C. Certains minéraux ont cependant une couleur propre, caractéristique, qui est celle de leur poussière que l’on met en évidence par leur trace sur une porcelaine dégourdie : les oxydes de fer, hématite et gœthite, ont des poussières respectivement rouge sang et jaune ; le cinabre et le réalgar se distinguent par leur poussière rouge vermillon et jaune orangé. L’éclat, propriété optique complexe qui fait intervenir à la fois le pouvoir réflecteur et l’état de la surface, est souvent plus caractéristique que la couleur. On dit qu’il est métallique (pyrite, galène), vitreux (quartz), gras (cassure de quartz), résineux (blende), nacré (dans les minéraux lamellaires, comme la brucite, le talc), soyeux (dans les minéraux fibreux comme l’asbeste), adamantin (diamant). Au laboratoire, les minéralogistes ont mis au point des méthodes rapides de détermination des indices de réfraction, du signe optique des cristaux uniaxes et biaxes et, dans ce dernier cas, de l’angle des axes optiques, du dichroïsme quand la couleur varie avec la direction, en utilisant le microscope polarisant. Les minéraux opaques peuvent être caractérisés par leur pouvoir réflecteur, mesuré avec le microscope métallographique.