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    Composition de la croute terrestre : Les cristaux

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    Date d'inscription : 30/09/2010

    Composition de la croute terrestre : Les cristaux

    Message par Admin le Ven 25 Mar - 1:02

    Composition de la croute terrestre : Les cristaux
    <blockquote>
    Définition.</blockquote>
    Un cristal est un solide minéral, naturel, homogène, ordonné à l'échelle atomique et défini par une composition chimique précise. Ce cristal est limité par ses faces généralement planes, faisant entre elles des angles parfaitement définis. Les cristaux se forment à partir de liquides fondus et de vapeurs.

    <blockquote><blockquote>1\ Cristallisation expérimentale.

    </blockquote></blockquote>


    C'est une cristallisation à partir d'un liquide amorphe qui sera soit une solution d'ions soit un liquide en fusion haute température (HT). La cristallisation est l'apparition, dans un liquide amorphe, d'une phase ordonnée (cristalline).
    Ce mécanisme comprend deux phases successives : la germination (ou nucléation) et la croissance. Les températures et la composition jouent un rôle prépondérant dans cette cristallisation (la pression est, elle, peu importante).

    <blockquote><blockquote><blockquote>a\ Surconcentration de solution.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    Le liquide amorphe est une solution d'éléments chimiques dissous dans l'eau. Si la solution est saturée, elle contient un grand nombre d'ions (son maximum). Un cristal placé dans une solution saturée ne peut ni croître ni se dissoudre (décroître).
    La cristallisation d'une solution se produit si il y a sursaturation (on « dépasse » le degré de dépassement). Pour que celle-ci se produise, elle doit atteindre son entropie minimale (état stable). On obtient un résultat par évaporation et l'on a deux cas possibles :



    • Si la surconcentration est faible, il y a peu de germes mais qui atteindront la taille critique (germe de grande taille). Présence de peu de cristaux mais de grande taille.

    • Si la surconcentration est forte, il y aura de nombreux nucléi à la taille critique : on obtiendra au final des cristaux très petits et très nombreux.


    <blockquote><blockquote><blockquote>b\ Refroidissement de liquide en fusion.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    Il existe trois types de refroidissement :



    • brutal : les ions et les éléments sont figés brutalement dans leur position. Il n'y a pas de cristallisation ;

    • rapide : les ions s'organisent, les germes seront très petits et très nombreux;

    • lent : les germes ont une grande taille, une taille critique. Les cristaux seront gros et peu nombreux.



    Les magmas qui arrivent en surface sont bien sûr passés d'abord en profondeur. Dans ces conditions, quelques gros cristaux se sont formés. Dans la remontée par la cheminée, il y a eu apparition de nombreux petits cristaux et lorsque ce magma atteint finalement en surface, il y a formation de verre.

    <blockquote><blockquote>2\ Niveaux de cristallisation.

    </blockquote></blockquote>

    <blockquote><blockquote><blockquote>a\ Notion de maille cristalline.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    Une maille (cristalline) est la plus petite partie d'un minéral qui puisse exister. Elle forme une figure géométrique telle que sa répétition dans l'espace donne un cristal visible.


    Exemple :





    C'est la plus petite cristallisation cubique.

    <blockquote><blockquote><blockquote>b\ Réseaux cristallins.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    Un réseau cristallin est constitué par la répétition dans l'espace de la cellule unité de la maille.


    c\ Les 7 systèmes cristallins.













    Toutes les mailles des minéraux se regroupent en 7 systèmes cristallins ; ce sont les 7 formes primitives.




    • Le système cubique (ex : NaCl).

    • Le système quadratique : prisme droit à base carrée.

    • Le système hexagonal : prisme droit à base hexagonale.

    • Le système orthorhombique : prisme droit à base de losange.

    • Le système monoclinique : prisme NON droit à base de losange.

    • Le système rhomboèdrique : prisme dont toutes les faces sont des losanges (ex : la calcite, CaCO3).

    • Le système triclinique : forme quelconque, inclinée dans trois directions.



    Tous les systèmes cubiques dont la maille est cubique n'auront pas forcément une forme cubique. Ces sept systèmes sont divisés en 32 groupes de symétrie. Dans la calcite, il n'y a pas de plan de symétrie.

    <blockquote><blockquote>3\ Croissance du cristal.

    </blockquote></blockquote>






    <blockquote><blockquote><blockquote>a\ Les cristaux automorphes de « forme primitive ».

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    Leur sens est 1,1', 1''. Dans chaque sens, on ajoute le même nombre de cube. On arrive à une croissance plus grande sur les sommets que sur les faces. On obtient donc, des cubes.

    <blockquote><blockquote><blockquote>b\ Les cristaux automorphes dérivés par troncature.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    La croissance de ces cristaux est identique vers les sommets et les faces. Les sommets sont ensuite tronqués (d'où le terme de troncature) de façon triangulaire. On obtient un cube avec 6 grandes faces et 8 petites. C'est le cas des minéraux cubiques et octaèdriques.

    <blockquote><blockquote><blockquote>c\ Les cristaux xénomorphes (de forme quelconque).

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    Ces cristaux peuvent résulter de deux phénomènes :



    • être obtenus par érosion ;

    • le minéral, pendant sa croissance, prend la forme de la cavité qui l'entoure.



    Les premiers cristaux qui se forment sont automorphes. Les derniers seront xénomorphes.

    <blockquote><blockquote>4\ Propriétés cristallines et réseaux.

    </blockquote></blockquote>

    <blockquote><blockquote><blockquote>a\ Densité.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    La densité dépend de l'élément chimique, du degré de compaction. Plus le réseau est serré, plus il est dense.

    <blockquote><blockquote><blockquote>b\ Dureté.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    La dureté dépend du réseau. Un minéral tendre est par exemple le talc. Le plus dur est le diamant. Il existe une échelle qui dépend des liaisons (leur nombre, leur type). En général, il existe des plans de cassures :



    • cassures irrégulières, comme dans le quartz ;

    • cassures régulières, planes : on les appelle des plans de clivage, comme dans le cas des micas.


    <blockquote><blockquote><blockquote>c\ Éclat et couleur.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    L'éclat dépend de la face et des plans de clivage.
    La couleur est due à l'absorption de minéraux, ce qui donne une couleur plus ou moins caractéristique. Parmi les minéraux sombres, on trouve les pyroxènes et les amphiboles. Des minéraux clairs peuvent être des feldspaths, du quartz, de la calcite...
    La couleur est liée aux inclusions d'autres éléments chimiques dans le minéral. Les propriétés optiques des minéraux sont basées sur la vitesse de propagation de la lumière dans le minéral (on compte trois axes de vitesse).

    <blockquote><blockquote><blockquote>d\ Luminescence.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    Selon l'éclairage, on observe différents phénomènes.

    <blockquote><blockquote><blockquote>e\ Macle et épitaxie.

    </blockquote></blockquote></blockquote>


    La macle : c'est l'association de deux ou plusieurs cristaux d'un même minéral selon une loi géométrique qui mettent en commun une face ou un élément de symétrie.
    L'épitaxie : c'est l'association de cristaux appartenant à des espèces minérales différentes. Ces associations produisent des curiosités minéralogiques.

    Ilham

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    Re: Composition de la croute terrestre : Les cristaux

    Message par Ilham le Mar 12 Juil - 18:44

    merciiien aimerai bien avoir comme ce livre Mr

      La date/heure actuelle est Lun 20 Nov - 8:54