Les minéraux des roches sédimentaires

Lesminérauxdesrochessédimentaires
LagéosphèreetlessystèmesdelaTerreCours
Idéesimportantes:
‐Lesrochessédimentairesontdesminérauxcommunsaveclesrochesmagmatiqueset
métamorphiques(quartz,micas,feldspaths,calcite).
‐Cesminérauxproviennentsouventdesrochesmagmatiquesetmétamorphiques.
‐D’autresseformentlorsdesdifférentesétapesdeformationdesrochessédimentaires.
Ilssontstablesdansleursconditionsdeformation.Leurspropriétéspermettentdeles
reconnaître.
CapacitéIESO:«capacitédedéfinirlesminérauxsuivants:calcite,argile,halite,gypse,
pyrite.»
Quelquesnotionspréalablesnécessaires
Minéral:espècechimiquenaturelle,souventsousformedecristal(voirplusbas).On
classe les minéraux en silicates (les plus nombreux), carbonates, sulfates, phosphates,
oxydeset h g ( uhydroxydes, alo énures chlor res),sulfures,etélémentsnatifs.
Cristal:solide dont les atomes sont ordonnés de manière régulière selonune
dispositionélémentaire,lamaille,quiestrépétéedansunréseaucristallin.Ilexiste7
systèmes de polyèdres fondamentaux pour ces réseaux, définis par leurs symétries,
auxquelsonpeutrattachertouslescristaux.Siuncristalsedéveloppesansentraves,il
formedesfacesplanesdontl’orientationdépendduréseau,ilaalorssaformepropre:il
estautomorphe.Sisaformeestquelconqueparrapportauréseau,ilestxénomorphe
(=formeétrangère).
acle:associationparaccolementouinterpénétrationdecristauxdemêmenature,
elondesloisquidépendentdusystèmecristallin.
M
s
Lesminérauxdesrochessédimentaires
On trouve dans les roches sédimentaires desminérauxprésentsdanslesroches
magmatiquesoumétamorphiques,quiontrésistéàl’altération,etontétélibérépar
l’érosion:quartz,micas,feldspath,tourmaline,zircon…ilyaaussidesminérauxquise
sontforméslorsdel’altération,delasédimentationoudeladiagenèse,c’estlecasdela
calcite,desargiles,dusel,dugypseetdelapyrite.
Cesminérauxpeuventaussiseretrouverdansdesrochesmétamorphiques, en
particuliercellesissuesderochessédimentaires(calcitedesmarbres).
1

• Calcite:chimiquement, il s’agit de
carbonate de calcium, CaCO3. C’est le
carbonate(=présencedeCO3‐)leplus
abondant.Lacalcitefaiteffervescence
avecl’acidechlorhydriquediluéà
froid.Pure,elleestincoloreet
transparente,plussouventelleest
blanche à éclat vitreux, et parfois
coloréepardesimpuretés.Desmacles
multiples,bienvisiblesaumicroscope
à 120°, donnent des lignes fines
entrecroisées. Automorphes, elles
donnentdespolyèdresavec desfaces
brillantes.(figure1)
Ontrouvelacalciteessentiellementdanslesrochessédimentairescalcaires
(ciment,recristallisation,coquilles),maisaussidanslesrochesmétamorphiquesqui
en es. Dans les roches
séd
Fig1Cristauxdecalcite
(Photoissuedusite Planet‐Terre)
dérivent (marbre), et dans de très rares roches magmatiqu
imentaires,lacalcitepeutprovenir:
- nd’uneprécipitationchimiqueaumomentdelasédimentatio
- d’unecristallisationourecristallisationlorsdeladiagenèse
- d’unecristallisationbiochimique,effectuéeparlesêtresvivantslorsdela
formationdeleurscoquilles,tests,squelettes…
Ilexistedeuxautrescarbonatesabondants:l’aragonite(CaCO3également,mais
autreréseaucristallin)etladolomite(Ca,Mg)(CO3)2.
• Argile:cenomdésigneaussibienlesminérauxargileuxquelesrochesargileuses
qu’ils constituent. Minéraux tendres, donnant des roches très tendres, de couleur
trèsvariable(figure4).Lesminérauxargileuxsontavidesd’eau,cequiexpliqueque
lesargileshappentàlalangue.
Les minéraux argileux sont des phyllosilicateshydratés.Ilsformentdetrès petits
cristauxsurtoutenplaquetteshexagonales(aplatiscommedesfeuilles=>phylle).
Commelesautressilicates, leur réseau est construit à partir de tétraèdres:un
atomedesiliceentouréedequatreatomesd’oxygène.Chez les phyllosilicates,
cestétraèdressontorganisésenfeuillets,d’oùleurformeaplatie;entrelesfeuillets
selogentdescationsvariés:K+,Ca2+,Na+,Al3+,Fe2+,Mg2+…etdesanionsOH‐.Deces
.possibilitésdécouleunetrèsgrandediversitédesargiles
Les   tuminérauxargileuxseforment danstrois si ations:
- sur les lieux d’altération: produits à partir de roches magmatiques ou
(voirfiche«Altération»),après transport, lesmétamorphiques ils formeront,
argilesdétritiques(ditesencoreprimaires,ouhéritées).
- mentaires,àpartirdesionsensolution.danslesbassinssédi
- lorsdeladiagenèse.
Ilspeuventsetransformerparaggradation(fixationd’ions,etorganisationdeleurs
feuillets)oudégradation(perted’ions,désorganisationdesfeuillets).
2

• Halite=selgemme: dugrechals=selchloruredesodiumNaCl,dusystème
cubique. Pur, il est blanc. Donne des cubes parfais, des trémies (pyramides
quadrangulaires), ou des masses plus ou moins colorées (gris, rose)pardes
impuretés. Les cristaux de sel se forment par précipitation chimique dans une
(cf.maraissalants,Voirlafichesolution saturée en sel par évaporation de l’eau
«Evaporites»).Inversement,ilssontsolublesdansl’eau.
Cesontdesminérauxtrèstendres,rayésparl’ongle,etaugoûtsalé.
• Gypse:sulfatedecalciumhydraté:CaSO4, 2 H2OIncolore,blancjaunâtre,parfois
rougeâtre‐facesàaspectvitreux,translucideounacré‐trèstendre(rayéparl’ongle,
voirlafiche«Echellededuretédesminéraux»)‐ Formé par précipitation chimique
(Voirlafiche«Evaporites»).Soluble,ildonnedeseauxséléniteuses,impropresàla
consommation. Chauffé, il se déshydrate, décrépite, blanchit et s’exfolie. Chauffé
entre60et200°C,puisréduitenpoudre,ilformeleplâtrequi,gâchéavecl’eau,fait
priseparformationd’unfeuilletaged’aiguillesdegypse.
Fig3Halite
(PhotoissuedusitePlanet‐Terre)
Fig2Halite
(
PhotoissuedusitePlanet‐Terre
)
Mi hes
év
néral fréquent dans les roches sédimentaires, il forme aussi des roc
aporitiquesdumêmenom,d’aspectsvariés,parexemple:
- nmassea ecdesgrainsassezgrossiers
Fig4Cristaldegypsedansde
l’argile
(
PhotoissuedusitePlanet‐Terre
)
Fig5:Gypseferdelance:maclesimple
(2cristauxassociés)
(
PhotoissuedusitePlanet‐Terre
)
gypsesaccharoïde(ressembleàdusucre),e v
- ce:grandemaclesimple.(figure5)gypseferdelan
- gypsefibreux
3

rosesdessables:lentillessaccharoïdes,englobantdesgrainsdequartz,enmasses
isoléesconcrétionnées.
-
Fig6Troisvariétésdegypse
Gypse
fibreux
Gypse fer de
lance
Gypse
saccharoïde
• Pyrite:sulfure de fer (FeS2) donc forme
réduite qui apparaît en milieu réducteur
(sinon, en milieu oxydant, on obtiendrait des
sulfates). Ce minéral est à éclat métallique,
jaune vif (c’est «l’or des fous»), brun par
altération.Dusystèmecubique,lapyritepeut
donner des cubes(parfoisàfacestriées)ou
desdodécaèdrespentagonauxéventuellement
maclés (figure6).Danslesroches
sédimentaires, elle est souvent associée à de
lamatièreorganiqueabondante(milieu
réducteuroùlamatièreorganiquen’apasété
recyclée en matière minérale) qui colore la
rocheennoir.
Fig 7 - Cristaux cubiques de pyrite. A droite
des macles sont visibles. (Photo issue du site
Planet‐Terre
)
Touscesminéraux,élémentsconstitutifsdesrochessédimentaires,confèrentaux
rochesqu’ilsconstituentleurspropriétés.Ellesseretrouverontdoncdansles
fichessurladiversitédesrochessédimentairesetcellesurlaméthodede
reconnaissancedesrochessédimentaires.Parailleurs,serontaussiutiliséesles
propriétésdesautresminérauxrencontrésdanslesrochessédimentaires,mais
nondétaillésici,commelequartz(voirlesrochesmagmatiques).
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