Comment identifier un minéral ? - Partie 1

Introduction :

Beaucoup diront qu'il existe des tests simples permettant d'identifier les minéraux, ce qui est malheureusement totalement faux... L'atout le plus puissant dans la reconnaissance d'échantillons est avant tout l'expérience et de solides connaissances géologiques quant aux processus de formations des cristaux et leurs contextes. Mais bien qu'important cet atout ne suffit pas toujours à briser le mystère d'un blanc sur une étiquette...

Lorsqu'un collectionneur trouve, achète ou échange un spécimen, son premier souci est de ne pas l'abîmer et de le conserver du mieux possible. Les tests "de base" indiqués dans les livres et relayés très largement sur les forums vont quasiment tous altérer le spécimen, en étant également très relatifs et subjectifs... Nous allons reprendre tout ces tests.

La dureté :

Les espèces minéralogiques peuvent être classées sur une échelle de dureté appelées l'échelle de Mohs. Elle représente la résistance à la rayure. C'est une échelle relative de 1 à 10 et qui est quasiment linéaire de 1 à 9, car le diamant, beaucoup plus dur (10 de dureté) est en fait 122 fois plus dur que le corindon qui lui est à 9.

Les minéraux types pour chaque dureté sont reportées dans le tableau ci dessous :

Ces tests du "qui raye qui ?" et du "qui est rayé par qui ?" sont très aléatoires, ils abîment également votre échantillon. Ils dépendent de la pression exercée lors de la rayure et de l'orientation de votre cristal. La dureté des minéraux n'est pas la même dans les 3 directions de l'espace, ce problème est bien connu des lapidaires qui taillent des diamants noirs par exemple... Vous pouvez avoir également affaire à une roche constituée donc de plusieurs minéraux, un morceau de lapis lazuli par exemple contient à la fois de la lazurite (dureté 5), de la calcite (3), de la sodalite (6) et de la pyrite (6,5).

La densité :

Nécessite la masse de l'échantillon et son volume ou bien la masse de l'échantillon dans l'air puis dans l'eau. Autrement dit, la mesure de la densité passe par une série de pesées et de calculs simples.

Des imprécisions importantes vont venir se greffer sur le résultat, notamment si l'échantillon est petit. En outre, plus l'échantillon est gros et moins il est homogène (inclusions, présences d'autres minéraux, etc...). Enfin, la densité d'une espèce minéralogique peut considérablement varier en fonction de sa composition chimique.

D'autre part, le fait d'immerger un spécimen que l'on ne connaît pas dans l'eau peut l'abîmer. Certaines espèces minéralogiques sont solubles dans l'eau (halite, hanksite, etc...), alors que d'autres sont corrodées par les éléments chimiques contenus dans l'eau (ex : les pyromorphites sont attaquées par le chlore contenu dans l'eau du robinet, les carbonates sont attaqués par les ions H+...).

La trace :

C'est la couleur du minéral réduit en poudre (ou la couleur que laissera le minéral si on le frotte à l'envers d'une plaque de porcelaine pour les minéraux de faible dureté). La couleur de la trace n'est pas forcément la même que celle du minéral.

C'est un test destructif ou qui du moins abîmera l'échantillon. Il est au contraire facile sur spécimens destinés à être taillés ou transformés, car le fait de scier ou de meuler réduit des parties du spécimen en poudre.

La couleur :

La couleur est un paramètre important dans l'identification d'un minéral et facile à apprécier, cependant elle est aussi source de grandes erreurs... Le plus bel exemple est sans doute le rubis de la couronne d'Angleterre qui est en fait... un spinelle... Spinelle et rubis sont deux minéraux rouges que l'on rencontre associés qui plus est...

Les minéraux sont classés en 3 grandes catégories :

  • Achromatique : ce sont les minéraux incolores (quartz hyalin).
  • Idiochromatique : ce sont les minéraux dont la couleur est typique des atomes qu'ils contiennent.
  • Allochromatique : ce sont les minéraux dont la couleur est liée aux éléments traces (impuretés) contenus dans le réseau cristallin du minéral.

Le clivage :

Ou plan de fracture préférentiel. Son orientation est dirigée par la structure cristalline. Il peut y avoir jusqu'à 4 plans de clivage dans un cristal (fluorite par exemple). On classe les minéraux selon la qualité du clivage (de excellent à mauvais), ce qui est très subjectif quand on n'utilise pas ce paramètre très régulièrement. Par contre le nombre et l'orientation du/des clivage(s) constitue une information intéressante. Ils permettent notamment de faire le distinguo entre une amphibole et un pyroxène (deux minéraux prismatiques noirs qui ont tous deux 2 plans de clivage) : les plans de clivage du pyroxène se recoupent à 90° alors que ceux d'une amphibole se recoupent à 120°...

La cassure :

On distingue d'après différents ouvrages jusqu'à 6 types de cassure différents. La seule cassure vraiment utilisée est facile à repérer est la cassure conchoïdale (ou en forme de coquille), c'est la cassure typique du verre, mais aussi du quartz, silex, obsidienne.

L'éclat :

C'est le pouvoir réflecteur d'un matériau (rapport entre la quantité de lumière réfléchie et la quantité de lumière reçue). On appelle éclat la perception visuelle de la manière dont un minéral réfléchit la lumière. On classe les minéraux en deux grands types : les métalliques et les non-métalliques. Ces 2 grandes catégories regroupent des sous-catégories dont la détermination pour un oeil non-initié est difficile.

Sur la photo ci-contre, des cubes de pyrite métalliques associés à du quartz non-métallique.

La morphologie :

C'est la forme du cristal. Un minéral peut prendre de nombreuses formes, ses cristaux peuvent être érodés, dissous, ou encore remplacés par une autre espèce (pseudomorphose). La morphologie est très importante pour une détermination, les faces cristallines ne sont malheureusement pas toujours bien exprimées, la morphologie ne permet donc pas toujours une détermination.

La fluorescence :

C'est la propriété d'un minéral à émettre de la lumière visible lorsqu'il est soumis à une source de lumière UV. La couleur de fluorescence peut apporter des informations sur une espèce, mais surtout sur son gisement. Un même minéral peut en effet avoir des teintes de fluorescence différentes en fonction de sa localité. Il existe 2 grands types d'onde UV pour observer la teinte de fluorescence, les ondes dites courtes, et les ondes longues. Les teintes de fluorescences varient en fonction de la source UV utilisée.

Il est à noter que certains minéraux sont aussi fluorescents lorsqu'ils sont chauffés, ce phénomène de "thermoluminescence" est difficile à observer sans endommager l'échantillon.

La radioactivité :

C'est un phénomène physique naturel au cours duquel des noyaux atomiques instables, se transforment spontanément ("désintégration") en dégageant de l'énergie sous forme de rayonnements divers, pour se transformer en des noyaux atomiques plus stables en en perdant une partie de leur masse. Elle se mesure avec un compteur Geiger.

Trop peu d'espèces minéralogiques communes sont radioactives pour que le compteur Geiger soit un investissement intéressant. Sauf bien sûr si vous basez une collection sur ce thème.

Le magnétisme :

C'est la capacité d'un minéral à être attiré par un aimant. Elle est facile à tester sans endommager le spécimen, cependant assez peu de spécimens sont magnétiques...

L'odeur et le goût :

Certains minéraux ont une odeur caractéristique, notamment le soufre ou certains sulfures. De même qu'il peut être intéressant de passer très légèrement la langue sur un spécimen pour en apprécier (ou non) le goût (halite, hanksite, coquimbite, etc...). Il faudra toujours recracher et se rincer la bouche après avoir goûté un spécimen, certaines espèces sont toxiques.

Test à l'acide :

Il consiste à répandre quelques gouttes d'acide chlorhydrique (ou à défaut de vinaigre blanc) sur l'échantillon. Lorsqu'une effervescence se produit Ce test permet d'identifier les carbonates.

Ce test a de forte chance d'endommager votre spécimen, et ce, même si aucune effervescence ne se produit...

L'indice de réfraction :

L'indice de réfraction est une grandeur sans dimension caractéristique d'un milieu, décrivant le comportement de la lumière dans ce milieu.

Il est mesuré dans les matériaux transparents à opaque grâce à un réfractomètre. C'est une valeur caractéristique du minéral qui permet une identification. Il est très utilisé en gemmologie, afin d'identifier les pierres taillées. C'est malheureusement un appareil assez cher... Comptez autour de 600€ pour avoir un refractomètre de bonne facture.

Le pléochroïsme :

Très facile à mettre en évidence pour les minéraux transparents à translucides grâce à un dichroscope ou à un filtre polarisant. Les minéraux cubiques ou amorphes ne sont pas pléochroïques. Si vous trouvez le dichroscope cher, vous pouvez également aisément regarder si votre cristal change de couleur en fonction de son orientation à l'aide d'un filtre polarisant disponible chez les revendeurs photos. Si les anglais avaient cherché à mettre en évidence le pléochroïsme du "rubis" de la couronne d'Angleterre, ils auraient toute suite vu qu'il s'agissait d'un spinelle...

Ce test est très souvent oublié et pourtant facile à mettre en place et non destructif !

Conclusion :

Bien qu'intéressants, ces tests ne permettent pas toujours à coup sûr (et sans aucune expérience) d'identifier un spécimen minéralogique. On peut se demander alors comment font les collectionneurs de micro-minéraux pour identifier leurs trouvailles. Ceci sera traité dans une seconde partie : détermination en laboratoire !

  Références :

  • Wikipédia

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