Composition chimique et minéralogique de la Terre PDF

Preview

Summary

Composition chimique et minéralogique de la Terre...

Description

Composition chimique et minéralogie de la Terre De quoi est constituée la Terre ? Deux éléments chimiques dominent la composition de la Terre : - L’oxygène à 49% - Et le Silicium à 27% Il représente tout deux environ 90% de la masse terrestre. →le Fer se concentre dans le noyau terrestre. On sait que la matière peut exister sous différentes formes (solide/liquide/gaz) : - Dans un solide, les atomes sont ordonnés et rangés, parfaitement ordonnés les uns par rapport aux autres. - Dans un liquide, les atomes sont dans le désordre avec plus d’espace. - Dans un gaz, ils sont très peu et agités. Qu’est-ce qu’un cristal ? (Cristal= minéral) C’est un solide ordonné, où l’on peut voir un agencement d’atome de façon parfaite et reproductible les uns par rapport aux autres dans les 3D. La forme des cristaux reproduit à très petite échelle le rangement de ces atomes. Il existe de nombreux cristaux comme les cristaux de sels (atomes de sodium et chlore) et de galène (atomes de plomb et de souffre). Si on multiplie ce motif dans les 3D de l'espace, on peut obtenir différents cristaux, grand, petit, rubis... Une roche est un assemblage de minéraux. Un minéral est un assemblage d'atomes. Les atomes principaux qui composent les minéraux sont des cations de Silicium, Aluminium, Fer, Magnésium, Sodium, Calcium, Potassium ; et des anions d'oxygène, de Chlore et de Souffre. → Mine de Naïka au Mexique, présentant des cristaux de gypse qui font 8 ou 10 mètre, formé en quelques dizaines de millier d’année. Quel que soit la taille du minéral c’est le même principe, le motif de base se répète infiniment. On retrouve ces minéraux dans les roches (basalte, granite). Les roches sont constituées de minéraux, et les minéraux sont des assemblages d’atomes. Une grande partie des minéraux de la roche terrestre va être constituée de Silicium et d’oxygène. Un atome de silicium forment 4 liaisons avec 4 atomes d'oxygène. C'est un tétraèdre très compact. Beaucoup de minéraux vont être formé de tétraèdres de SiO4 d'où la grande famille de silicates.

Il peut y avoir différentes façons d’association en soufre et oxygène. Ils peuvent former des structures différentes et donc ainsi former plusieurs familles de silicate comme l'olivine, les amphiboles (double châine), les pyroxènes (simple chaîne)...

Les 7 systèmes cristallins. Rappel, un cristal est un assemblage atomique répété dans toutes les directions de l’espace. Quelles sont les motifs tridimensionnelles de base, que l’on peut empiler les uns sur les autres, qui remplissent entièrement l’espace sans laisser de vide ? →Il n’y a que 7 motifs de bases qui ne permettent de remplir l’espace, en 3D, sans laisser de vide :

Minéraux abondants → Cas de l’olivine (Mg, Fe)2[SiO4] : le minéral principal de la péridotite, roche très abondante dans le manteau terrestre. → structure tridimensionnelle → Le quartz (SiO2) est très abondant dans les granites, principales roches de la croûte continentale. → que des tétraèdres de SiO4 →Le calcite CaCo3 (roche calcaire) : ce n'est pas un silicate. Il absorbe le CO2. Le calcaire est extrêment abondant à la surface de la Terre, dans les sédiments de surface. → Le Saphir → Al2O3 oxyde d'aluminim. Il y a 99,9% de Al2O3 et quelques éléments chimiques. Sur 1 milliard de fois, si on remplace un atome d'aluminium par un autre atome comme le fer, le chrome, manganaise, cela peut donner un rubis. Donc si on rajoute des impuretés, on peut modifier le minéral. →Al2O3 + O3, on obtient un rubis.

→ Les sulfures : Pyrite →minerai de fer Galène →minerai de plomb Chalcopyrite →minerai de cuivre L’assemblage des minéraux forme des roches, ainsi trois grands groupes se distinguent : → Les roches sédimentaires : accumulation de particules dans l'eau en général, avec l'augmentation de la température et la pression qui se tasse. → Les roches magmatiques sont passées par un état fondu pour les roches plutoniques lente en profondeur, pour les volcaniques rapides en surface.. → Les roches métamorphiques → n'importe quel type de roche transformée sous haute pression et haute température. CE QU’IL FAUT RETENIR: - La Terre est constituée principalement de Fe, Si et O. - Attention à ne pas confondre atome, minéral et roche. - Les atomes sont associés de façon ordonnée pour former les minéraux. - Les roches sont formées d’assemblages de minéraux. - Trois grands types de roches: sédimentaires, magmatiques et métamorphiques...