[Aide SVT] Composition chimique des mineraux

[invite504f9b08]

Bonjour,

J'ai un exercice à résoudre : Généralement lorsqu'on parle d'un minéral, on lui associe toujours une composition chimique bien définie. Expliquer, à l'aide d'exemple choisis parmi ceux que vous connaissez ( quartz, feldspaths, olivine, pyroxène, micas ), pourquoi cette conception n'est pas toujours exacte.

Je ne vois pas qu'est ce qui peu changé par exemple si je prends un feldspath plagioclase sodique de composition chimique NaSi3 AlO8,, il est toujours le même pour moi.

Je dois rédiger une copie simple ( j'ai pour le moment présenter les différents minéraux et où on les trouve ( différente roche): est-ce hors sujet ?)

Merci d'avance
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[Tawahi-Kiwi]

J'ai un exercice à résoudre : Généralement lorsqu'on parle d'un minéral, on lui associe toujours une composition chimique bien définie. Expliquer, à l'aide d'exemple choisis parmi ceux que vous connaissez ( quartz, feldspaths, olivine, pyroxène, micas ), pourquoi cette conception n'est pas toujours exacte.

En fait, le "generalement" est faux, lorsque l'on parle d'une mineral en mineralogie, on comprend implicitement qu'il y a des variations de compositions chimiques. Ces variations (substitutions) sont faibles a tres faibles dans certains mineraux comme le quartz. Quartz est toujours a 99.9% SiO₂.

Pour les autres exemples que tu donnes cependant, aucun n'a de composition fixe. D'ailleurs, a strictement parler, ce ne sont pas des mineraux mais des groupes de mineraux, composes dans certains cas, de plusieurs centaines d'especes minerales (c'est le cas des amphiboles notamment).

Voici la liste de formule empirique pour ces groupes de mineraux. Les elements en parentheses sont ceux qui peuvent se substituer l'un a l'autre, le plus frequent en premier, le moins, en dernier.

Olivine : (Mg,Fe,Mn,Ni,Ca)₂SiO₄. Suivant que l'un ou l'autre element domine sur le site X²⁺, le mineral aura different noms, Forsterite pour Mg, fayalite pour Fe, tephroite pour Mn etc etc....et le mot olivine ne reprend que l'ensemble des especes minerales silicatees qui ont une structure cristallographique particuliere, independamment de la composition.

Feldspaths : Encore une notion plus floue, il faut en theorie distinguer les feldpsaths potassiques et les plagioclases car il reagissent differement. Neanmoins, dans les feldspaths potassiques, la composition generale est (K,Na,Ba,Rb)AlSi₃O₈; pour les plagioclases : (Na,Ca,Sr,Ba)(Si,Al)₄O₈ avec les 2 extremes, albite pour Na et anorthite pour Ca. L'ensemble des compositions intermediaires fait partie du groupe des plagioclases s.l..

Pyroxenes : (Ca,Mg,Fe,Mn,Na,Li)(Mg,Fe,Mn,A l,Cr,V,Ti,Sc)Si₂O₆. comme tu le vois ca peux devenir vraiment complexe et tout les intermediaires entre ces compositions sont possibles*

Finalement, les micas, c'est encore pire : (K,Na,Ca,Rb,Cs,Ba)(Al,Mg,Fe,Li , Ti, Cr,V...)_2,3(Si,Al)₄O₁₀(OH,F,Cl)₂

Je ne vois pas qu'est ce qui peu changé par exemple si je prends un feldspath plagioclase sodique de composition chimique NaSi3 AlO8,, il est toujours le même pour moi.

Si tu dis "albite", cela veut dire NaAlSi₃O8, si tu dis feldspath plagioclase sodique, cela veut juste dire que tu as X(Si,Al)₄O₈ ou X est domine par le sodium (donc au moins 50% mais le reste peut etre du calcium et un peu de potassium.

51.3 Nesosilicates Nesosilicate Insular SiO4 Groups Only with all cations in octahedral [6] coordination (Olivines)
76.1 Tektosilicates Tectosilicate Al-Si Framework with Al-Si frameworks(Feldspaths)
65.1 Inosilicates Inosilicate Single-Width Unbranched Chains, W=1 with chains P=2 (Pyroxenes)
71.2 Phyllosilicates Phyllosilicate Sheets of Six-Membered Rings with 2:1 Layers (Micas)

T-K

* En fait non, mais c'est une autre histoire...

[Tawahi-Kiwi]

Maintenant, pour repondre a ton devoir et en faire une copie simple, je me limiterais au probleme de substitutions des mineraux les plus communs.

Olivine : (Mg,Fe)₂SiO₄ avec les extremes Forsterite (Mg₂SiO₄) et Fayalite (Fe₂SiO₄)

Feldspaths : Plagioclases : Albite (NaAlSi₃O₈) et Anorthite (CaAl₂Si₂O₈)
Feldspaths potassiques, difficiles d'expliquer en detail mais la formule de la sanidine est (K,Na)AlSi₃O₈

Pyroxenes : Enstatite (Mg₂Si₂O₆) et ferrosilite (Fe₂Si₂O₆) et Diopside (CaMgSi₂O₆) et Hedenbergite (CaFeSi₂O₆)

Micas : Muscovite : KAl₂[Si₄O₁₀](OH)₂, Biotites : K(Mg,Fe)₃][Si₄O₁₀](OH)₂ (lui meme un groupe, decompose en phlogopite pour (Mg) et annite pour (Fe))

T-K

[invite965246dc]

Tawahi-Kiwi a bien sûr raison mais
L'exercice ne parlerait-il pas aussi des minéraux polymorphes ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tawahi-Kiwi]

L'exercice ne parlerait-il pas aussi des minéraux polymorphes ?

Dans la question c'est UN mineral => une composition chimique, pas l'inverse, je ne pense pas.

Si c'est le cas, faudra me trouver un polymorphe des micas. Des polytypes, tant qu'on en veut mais polymorphes..bof. Meme chose pour les feldspaths. Je crains que ca ne depasse un peu la question posee dans le sens ou la reponse en serait tres complexe

Neanmoins, si c'est reelement la question, je me ferais un plaisir d'eclaircir cette voie

T-K

[invite965246dc]

ah ? microcline, sanidine, orthose...
le Polytypisme est un type de polymorphisme.

[Tawahi-Kiwi]

ah ? microcline, sanidine, orthose...
le Polytypisme est un type de polymorphisme.

Mouais, je suis d'accord sauf que je ne pense pas que c'est le niveau demande ici. Quand aux feldspaths, j'admet qu'il s'agit d'un polymorphisme (en fait je reflechisais a de plus grandes transformations structurales), mais il est foireux, la sanidine necessite le Na pour exister et l'orthose n'est que metastable ( a vrai dire, comme tout autre polymorphe, mais cela entraine tant d'explications de cristallographie que s'il ne s'agit pas la question posee, je prefere m'en abstenir )

T-K

[invite965246dc]

Dire que les minéraux polymorphes sont métastables n'a aucun sens. Ils ne sont pas plus métastables que les autres phases minéralogiques. Pour faire simple, l'andalousite, la sillimanite, le disthène, sont métastables ?

[Tawahi-Kiwi]

Ils ne sont pas plus métastables que les autres phases minéralogiques.

+1 pour toi, c'est vrai que tout les mineraux "interessants" (c'est a dire, autre chose que la boue) sont metastables (a quelques exceptions pres) donc polymorphe ou pas ne change pas vraiment le probleme

T-K

[invite504f9b08]

Merci beaucoup pour votre aide, j'ai compris de quoi il s'agissait ( l'exercice) maintenant je n'ai plus qu'a tout rédigé ...

[invite504f9b08]

J'ai encore une question : est-ce que le fait d'avoir une composition chimique qui varie est liée à la profondeur? C'est à dire par exemple plus je vais me trouver loin dans le manteau plus dans la composition chimique, il y aura du fer ( élément lourd )

merci

[Tawahi-Kiwi]

J'ai encore une question : est-ce que le fait d'avoir une composition chimique qui varie est liée à la profondeur? C'est à dire par exemple plus je vais me trouver loin dans le manteau plus dans la composition chimique, il y aura du fer ( élément lourd )

Salut,

Pour repondre de maniere generale, oui, il y a beaucoup de cas ou la composition chimique permet de nous renseigner sur les conditions de pression et de temperatures lors de la formation des mineraux. C'est parfois lie a la structure meme du mineral; parfois lie a des conditions externes comme dans le manteau superieur.

Disons donc que c'est partiellement vrai pour le manteau superieur car c'est en effet observe, mais pas pour la raison que tu invoques. Le fait que le Mg# (100*Mg/(Mg+Fe)) augmente quand on remonte est lie a la fusion des roches.

Lorsque tu fonds une roche, le fer a plus tendance a passer dans la phase liquide que le magnesium (pour les silicates). La consequence est que le fer de la roche residuelle est moins present lorsque l'on remonte vers la surface. De Mg# 89 - 90 pour un manteau normal, on peut monter a 93 - 94 dans des conditions normales (encore plus eleves dans certaines conditions plus particulieres) juste en dessous de la croute.

Lorsque l'on descend dans le manteau cependant, le probleme est plus complexe car les transitions de phases jouent egalement un role. Cependant, grossierement on peut dire que le Mg# du manteau au dela de 600km de profondeur est relativement homogene et aux alentours de 0.89Mg pour 0.11Fe (Mg# = 89) jusqu'a la couche D'' qui separe le noyau externe du manteau inferieur.

T-K

[invite965246dc]

composition chimique de la roche ou des minéraux qui la composent ? Au moment de la formation de la terre, on a eu une ségrégation des éléments chimiques. Les plus denses vers le "bas", les plus "legers" vers le "haut". Ensuite il faut faire avec, c'est à dire que les minéraux vont prendre ce qu'ils trouvent pour "grandir", un peu comme des cellules. Si la pression est trop grande "les cellules" vont se ramasser sur elles-mêmes et vont expulser les éléments chimiques qui prennent trop de place ou alors essayer de réorganiser leur structure pour supporter les nouvelles pressions. Même chose dans le cas d'une augmentation de température où tous les habitants de la cellule deviennent foufou, il faut vite sortir du monde...mais d'une façon générale rien ne se perd rien ne se crée, tout se transforme, donc le fer qui s'en va d'une phase minéralogique va être récupéré par un autre minéral ou alors un nouveau minéral va profiter de l'occasion pour apparaître...Pour résumer, oui on a bien des variations de composition chimique et des échanges entre les phases minéralogiques avec la pression (profondeur) et la température (profondeur, mais pas que la profondeur), mais la composition de la "roche totale" peut très bien rester la même.

[invite05d6e5dd]

bonjour je suis nouvelle sur ce forum
j'ai un dm en svt et a vrai dire je galère un peu
bref j'ai la meme question "généralement lorsu'on parle d'un minéral on lui associe toujours une composition chimique bien précise . expliquer a l'aide d'exemple parmi les minéraux que vous conaissez pourquoi cette conception n'est pas tout a fait exacte"
svp aidez moi au plus vite!

[invite05d6e5dd]

repon s'il vous plais....

[Tawahi-Kiwi]

bref j'ai la meme question "généralement lorsu'on parle d'un minéral on lui associe toujours une composition chimique bien précise . expliquer a l'aide d'exemple parmi les minéraux que vous conaissez pourquoi cette conception n'est pas tout a fait exacte"

Salut et bienvenue sur FS.

Futura-Sciences n'a pas pour vocation de faire les devoirs des autres. D'autant plus que dans ce cas ci, au vu de ta question, tu as plus que ce dont tu as besoin dans les reponses ci-dessus. Si tu as des questions plus precises, je serais tres heureux d'y repondre mais tant qu'a present je n'ai rien a ajouter.

Et si tu es presse; tu n'as qu'a lire attentivement ce qui est ci-dessus et commencer des maintenant ton devoir.

Cordialement,

T-K

[invite05d6e5dd]

bonjour
comment peut on expliquer que les roches métamorphiques sont liées a la formation de chaines de montagnes
merci de maider

[invite504f9b08]

Bonjour,

Je sais pas qu'elle est vraiment l'objctif de ton exercice mais je devais avant tout rédiger quelque chose d'assez long et d'organisé.

Dans tt les cas, dans un premier temps tu dois montrer que certains minéraux ont une composition chimique propre comme le quartz ( tu peux parler de sa stucture en tétraèdre) qui a une composition qui ne varie que de 0,1 %. En apparence on a l'impression que les minéraux ont une composition chimique caractéristiques.
Et dans un deuxième paragraphe tu peux développer l'idée de substitution à l'aide d'exemple...
Pour l'olyvine on a une formule de type (Mg, Fe)2 SiO4, et on sait que les éléments compris ds la paranthèse et séparé d'une virgule sont des variables de la composition chimique ( des éléments ditde substitution. Il y a donc des cmpositions chimiques extrêmes ex. 100% de Mg et 0% de Fe. Après tu as entre les 2 extrêmes une multitude de variable sachant que l'élément le plus couramment rencontré est celui qui est placé en 1ere position ici le Mg.

Je crois que je t'ai pas mal aidé, et tt expliqué. Je pense que tu devrais avoir compris et pouvoir le faire pour d'autres exemples et ton devoir sera omplet ( ajoute un petite introduction et une conclusion !)