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Classification des minérauxLa classification des minéraux est la répartition systématique des espèces minérales en classes et catégories, suivant des caractères communs propres à en faciliter l'étude, et tout particulièrement l'identification des minéraux provenant de roches prélevées sur le terrain. Le système adopté par l'Association internationale de minéralogie est la classification de Strunz. Classification généraleAu début du XIXe le chimiste Berzelius, dans son Nouveau système de minéralogie[1], propose une classification prenant en compte la composition chimique des minéraux. Elle est améliorée notamment par Dana au cours du XIXe puis par Strunz au XXe en bénéficiant des progrès de la chimie analytique et de la cristallographie. Les révisions récentes de la classification de Dana (1997)[2] et de la classification de Strunz (2001)[3] reposent sur la cristallochimie. Elles considèrent les groupes d'atomes qui composent le minéral : des groupes à charge positive, les cations, et les groupes à charge négative, les anions. Dans la formule chimique d'un minéral, les cations sont placés à gauche, et les anions à droite. Grâce à la formule, on peut savoir à quelle classe appartient le minéral. Ainsi, la calcite s'écrit CaCO3 : [Ca]2+ [CO3]2− et appartient à la classe minérale des « carbonates et nitrates ». Les minéraux sont rangés en 10 classes minérales (Cf. infra ), sans compter les faux minéraux. Le système de DanaCe système de classement hiérarchisé a été initialement décrit par James Dwight Dana en 1837[4] et a fait l'objet de plusieurs révisions et ajouts. Son fils, Edward Salisbury Dana, publie la 6e édition en 1892[5]. Elle est considérée comme la bible du minéralogiste au début du XXe siècle[6]. La version actuelle est la 8e édition. Publiée en 1997 sous le titre Dana's New Mineralogy, elle décrit plus de 3 700 minéraux[2]. Le système de Dana est basé à la fois sur les propriétés chimiques et la structure cristalline des minéraux. Chaque espèce minérale est identifiée par un groupe unique de quatre nombres séparés par des points, représentant :
Par exemple, la magnésite MgCO3 est identifiée par le numéro 14.1.1.2. C'est un minéral de la classe 14 (anhydrous normal carbonates), du type 1 (formule simple ACO3), du groupe 1 (calcite : structure trigonale, groupe d'espace R3c). C'est le 2e élément de ce groupe. La classification de StrunzC'est le système de classification retenu par l'Association internationale de minéralogie. La version publiée la plus récente est la 9e édition en 2001[3]. Une 10e édition est disponible en ligne[7],[8], mais n'a pas encore été publiée. En raison du décès d'Hugo Strunz et de la poursuite des travaux sous la direction principale d'Ernest H. Nickel, elle est souvent dénommée « classification de Nickel-Strunz ». Classes minéralesLes minéraux sont répartis dans 10 classes minérales. Ces classes sont communes à la classification de Dana et à celle de Strunz, mais la numérotation diffère dans les deux systèmes. Éléments natifs (et carbures, nitrures, phosphures, siliciures)Les éléments natifs sont des corps chimiques qui ne peuvent se décomposer en corps plus simples. Ils représentent 3 à 4 % des espèces minérales. Les métaux existent sous forme d'éléments natifs (constituant pur) ou, plus généralement, d'alliages. Les carbures, nitrures, phosphures et siliciures, rajoutés tardivement à la 1re classe, sont des minéraux rares dans lesquels un ou plusieurs métaux sont combinés au carbone, à l'azote, au phosphore ou au silicium. On divise ces minéraux en sept sous-classes :
Sulfures et dérivésIls représentent 15 à 20 % des minéraux, soit 350 espèces. De nombreux minerais sont des sulfures. Ils sont répartis en deux groupes :
Oxydes et hydroxydesLa quatrième classe regroupe les minéraux dont le groupe anionique est constitué d’oxygène ou d’hydroxyle ([OH]−). 14 % des minéraux sont des oxydes. On les divise en trois sous-classes :
HalogénuresLe groupe anionique des halogénures est formé par les halogènes. Cette classe représente 5 à 6 % des espèces minérales. Les minéraux les plus connus sont sans doute la halite NaCl, ou sel gemme, et la fluorine CaF2. Les halogénures sont fragiles, légers et souvent solubles dans l'eau. Carbonates et nitratesCes minéraux se caractérisent par leur fragilité et une faible dureté. On distingue deux sous-classes :
Borates
Sulfates et dérivésCette classe regroupe environ 230 espèces soit 10 % du total et se définit par le groupe anionique de forme [XO4]2−.
Phosphates et dérivésCette classe regroupe environ 250 espèces, soit 16 % du total mais beaucoup ne sont observables qu'en petits cristaux. Le groupe anionique est de forme [XO4]3−.
SilicatesL'unité de base du minéral est l'ion silicate [SiO4]4−. L'atome silicium est au centre d'une pyramide à base triangulaire. Ce volume géométrique formé par 4 triangles équilatéraux est un tétraèdre. Les silicates représentent plus d'un quart des minéraux à la surface du globe. Cette abondance a amené à une classification spécifique. Celle-ci fait intervenir des notions structurales, c'est-à-dire fonction de l'enchaînement des tétraèdres [SiO4]. L'arrangement des liaisons entre les tétraèdres est modifiée par la présence d'autres ions. Les silicates sont divisés en 6 sous-classes :
Minéraux organiquesCette classe renferme environ 30 espèces à structure cristallographique bien définie. C'est le cas de la whewellite, minéral constitutif des calculs rénaux. Notes et références
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