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La minéralogie ,fait partie des sciences géologiques étudiant l’écorce terrestr

La minéralogie ,fait partie des sciences géologiques étudiant l’écorce terrestre. Le nom de cette science signifie littéralement étude des minéraux, éléments ou composés naturel formant la croûte terrestre. Par extension, elle a été amenée a étudier les minéraux contenus dans les météorites et d’autres partie de l’univers (la cosmo -minéralogie). Pr DJADOUN Amar FSTGAT - USTHB Les principaux objectifs de la minéralogie sont : - Etude sous tous les aspects et investigations les plus approfondie des propriétés physiques et chimiques des minéraux en liaison avec leur composition chimique et leur structure cristalline, dans le but de leur utilisation pratique dans les différentes branches industrielles. - Etude des lois des assemblages des minéraux et leur succession des complexes minéraux dans les minerais et les roches, afin de pouvoir déceler les conditions d’apparition des minerais et de l’évolution des processus de leur formation (genèse) ainsi que pour appliquer ces lois, lors de la recherche et de la prospection de différent gisement de minéraux utiles. Pour résoudre ces problèmes la minéralogie s’appuie sur les lois des sciences: physique, chimie, cristallographie, chimie colloïdale, cristallochimie et chimie physique. Pr DJADOUN Amar FSTGAT - USTHB Les acquis de la minéralogie sont ensuite utilisés dans les sciences telle que la géochimie, la pétrographie, l’étude des gisements de minéraux utiles, ainsi que lors de recherche de gîtes et dans les sciences techniques (métallurgie, concentration des minerais, etc.). Les notions sur l’origine des minéraux et, en conséquence, le contenu de la minéralogie se sont élaborés au cours de l’histoire et ont varié au fur a mesure de l’évolution des connaissances dans le domaine de la géologie et des sciences naturelles dans leur ensemble. La minéralogie : •Génétique, •Descriptive, Pr DJADOUN Amar FSTGAT - USTHB Rappels : •Symboles des éléments chimiques (voir tableau périodique ci-dessous) •A télécharger le tableau périodique dynamique métaux alcalins = groupe 1 (bloc s) excepté l'hydrogène métaux alcalino-terreux = groupe 2 (bloc s) pnictogènes = groupe 15 (bloc p) chalcogènes = groupe 16 (bloc p) halogènes = groupe 17 (bloc p) gaz nobles = groupe 18 (bloc p) dont l'hélium (bloc s) Pr DJADOUN Amar FSTGAT - USTHB Introduction à la géochimie . La Géochimie : discipline de la géologie qui étudié la répartition des éléments chimiques dans différents objets terrestres comme les roches, les minéraux, les eaux, les gaz terrestres, … . Elle a pour objectif de mieux définir la nature et l’origine de ces objets. Elle permet également d’étudier le comportement de ces objets au cours des phénomènes géologiques de transfert. Classifications géochimiques: Les différents réservoirs terrestres contiennent des éléments chimiques qui s’organisent en « familles géochimiques ». Une famille géochimique regroupe des d’éléments chimiques aux comportements proches les uns des autres. Exemples de réservoirs géochimiques: 1. Croûte - Manteau – Noyau 2. Océans - Eaux de surface - Eaux météoriques Applications pour les éléments chimiques suivants: 1. Si, Al, K, Na 2. H, K, Na 3. Cu, U La classification la plus utilisée est celle de Goldschmidt a) classification basée sur l'énergie de formation des oxydes et des sulfures. b) cette classification distingue plusieurs grandes familles : - les éléments lithophiles: Na, K, Si, Al, Ti, Mg, Ca un lithophile est un élément chimique qui se rencontre fréquemment en association avec des oxydes . - les éléments sidérophiles: Fe, Co, Ni, Pt, Re, Os un sidérophile est un élément chimique qu'on rencontre fréquemment associé au fer en raison de son affinité pour cet élément à l'état liquide, d'où le nom sidérophile (littéralement : « ayant une affinité pour le fer »). - les éléments chalcophiles: Cu, Ag, Zn, Pb, S un chalcophile est un élément chimique qui se rencontre fréquemment en association avec le soufre en raison d'une affinité supérieure pour cet élément que pour l'oxygène, d'où le nom chalcophile (littéralement : « ayant une affinité pour le cuivre » - les éléments atmophiles: O, N, H, les gaz rares - un atmophile, est un élément chimique dont l'existence dans la nature à l'état solide est marginale, le terme atmophile ayant à cet égard une étymologie un peu trompeuse (littéralement : « qui a une affinité pour la phase gazeuse »). la classification périodique garde toujours ses droits et les éléments d'une même colonne sont géo chimiquement proches : - éléments alcalins (Li, Na, K, Rb, Cs), - éléments alcalinoterreux (Be, Mg, Ca, Sr, Ba), - éléments halogènes (F, Cl, Br, I), La Géochronologie : discipline de la géologie qui détermine l’âge des roches (datation absolue) et reconstitue les grandes périodes géologiques de l’évolution du vivant et des orogènes (datation relative).La datation relative est basée sur les disciplines de la stratigraphie et du paléomagnétisme.La datation absolue est basée sur les disciplines de la géochimie. Elle utilise les principes de la désintégration des isotopes radioactifs naturels présents dans un minéral ou dans une roche (=∑ minéraux). L'hydrogène L'hydrogène est l'élément chimique de numéro atomique 1, de symbole H. - Sur Terre est presque entièrement constitué de l'isotope stable 1H (un proton, zéro neutron), - Comporte environ 0,01 % de 2H (un proton, un neutron), stable également. - Un troisième isotope 3H (un proton, deux neutrons), instable, est produit dans les explosions nucléaires. Ces trois isotopes sont respectivement appelés protium, deutérium et tritium. - Nombres d'oxydation 0 (dihydrogène H2 ou hydrogène métallique), - +I (dans ses composés chimiques) , - –I (dans les hydrures métalliques). - Elément électropositif, fréquemment ionisé à l'état H+ ou H3O+. - Forme des liaisons covalentes, dans l'eau et la matière organique. - Principal constituant du Soleil , et la majorité des étoiles (l'énergie provient de la fusion thermonucléaire de H) -De la matière interstellaire ou intergalactique. - Composant majeur des planètes géantes, sous forme métallique au cœur de Jupiter et de Saturne, - Sous la forme de dihydrogène solide, liquide ou gazeux dans leurs couches plus externes et dans les autres planètes géantes. - Sur Terre il est surtout présent à l'état d'eau liquide, solide (glace) ou gazeuse (vapeur d'eau), mais il se trouve aussi dans les émanations de certains volcans sous forme H2 et de méthane CH4. - Mis en évidence par Cavendish en 1766, qui l'a appelé « air inflammable » parce qu'il brûle ou explose en présence de l'oxygène, où il forme de la vapeur d'eau. -Lavoisier a désigné ce gaz par le nom hydrogène, composé du préfixe « hydro », du grec ὕδωρ (hudôr) signifiant « eau », et du suffixe « gène », du grec γεννᾰν (gennan), « engendrer ». -le nom scientifique est désormais dihydrogène. Le dihydrogène est toujours appelé « hydrogène » dans le langage courant. Abondance des éléments chimiques dans la croûte terrestre Pr DJADOUN Amar FSTGAT - USTHB Z Symbole Nom Abondance terrestre 1 H Hydrogène 0.88 % 2 He Hélium 0.00042 % 3 Li Lithium 0.006 % 4 Be Béryllium 0.00053 % 5 B Bore 0.0016 % 6 C Carbone 0.087 % 7 N Azote 0.03 % 8 O Oxygène 50 % 9 F Fluor 0.028 % 10 Ne Néon - 11 Na Sodium 2.6 % 12 Mg Magnésium 2 % 13 Al Aluminium 7.6 % 14 Si Silicium 26 % 15 P Phosphore 0.09 % 16 S Soufre 0.048 % 17 Cl Chlore 0.19 % 18 Ar Argon 0.00036 % 19 K Potassium 2.41 % 20 Ca Calcium 3.4 % 21 Sc Scandium 0.00051 % 22 Ti Titane 0.41 % 23 V Vanadium 0.014 % 24 Cr Chrome 0.019 % 25 Mn Manganèse 0.085 % 26 Fe Fer 4.7 % 27 Co Cobalt 0.0037 % 28 Ni Nickel 0.015 % 29 Cu Cuivre 0.01 % 30 Zn Zinc 0.012 % 31 Ga Gallium 0.0014 % 32 Ge Germanium 0.56 % 33 As Arsenic 0.55 % 34 Se Sélénium 8.0E-5 % 35 Br Brome 0.0006 % 36 Kr Krypton 1.9E-5 % 37 Rb Rubidium 0.029 % 38 Sr Strontium 0.014 % 39 Y Yttrium 0.0026 % 40 Zr Zirconium 0.021 % 41 Nb Niobium 0.0019 % 42 Mo Molybdène 0.0014 % 43 Tc Technétium - 44 Ru Ruthénium 2.0E-5 % 45 Rh Rhodium 0.0001 % 46 Pd Palladium 1.0E-6 % 47 Ag Argent 1.0E-5 % 48 Cd Cadmium 3.0E-5 % 49 In Indium 1.0E-5 % 50 Sn Etain 0.0035 % 51 Sb Antimoine 6.5E-5 % 52 Te Tellure 1.0E-6 % 53 I Iode 6.0E-6 % 54 Xe Xénon 2.4E-6 % 55 Cs Césium 0.00065 % 56 Ba Baryum 0.026 % 57 La Lanthane 0.0017 % 58 Ce Cérium - 59 Pr Praséodyme - 60 Nd Néodyme - 61 Pm Prométhium - 62 Sm Samarium - 63 Eu Europium - 64 Gd Gadolinum - 65 Tb Terbium - 66 Dy Dysprosium - 67 Ho Holmium - 68 Er Erbium - 69 Tm Thulium - 70 Yb Ytterbium - 71 Lu Lutécium - 72 Hf Hafnium 0.00042 % 73 Ta Tantale 0.0008 % 74 W Tungstène 0.0064 % 75 Re Rhénium 0.0001 % 76 Os Osmium 1.0E-6 % 77 Ir Iridium 0.0001 % 78 Pt Platine 0.0005 % 79 Au Or 0.0005 % 80 Hg Mercure 0.004 % 81 Tl Thallium 3.0E-5 uploads/Science et Technologie/ c1-minaralogie-20212022.pdf