Détermination des minéraux/Déterminer avec la dureté

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Sommaire
Déterminer avec la duretéDéterminer avec la couleurDéterminer avec la traceDéterminer avec la transparenceDéterminer avec l'éclatDéterminer avec le clivage et la cassureDéterminer avec la morphologieDéterminer avec la densitéDéterminer avec la réactivité aux acides, au bases et à l'eauDéterminer avec la radioactivité, la luminescence, la fluorescenceDéterminer avec la couleur de la flamme


L'intégralité de ce livre est issu de la page « La détermination des minéraux » publiée sous licence GFDL du site GéoWiki en sa version du 2 juillet 2009 à 18 h 15. Les auteurs originaux sont consignés dans l'historique : 1frangin, Papyfred, Le sablais, Théophraste et 1GM.
La page « Minéraux par dureté » est issue de cette page, toujours de GéoWiki, en sa version du 5 juillet 2009 à 6 h 22, sous licence GFDL. Les auteurs originaux sont consignés dans l'historique : 1frangin , Runaway , Le sablais.
La page « Minéraux par couleur » est une création originale.

Pour paraphraser un célèbre jeu, on pourrait appeler cette méthode le « Qui raye qui ». La dureté est une valeur relative, comprise sur une échelle de 0 à 10, qui va mesurer la résistance d'un minéral à la rayure, à l'abrasion (usure), ou à la pénétration. C'est un des plus importants paramètres physiques des minéraux. Il permet souvent d'identifier rapidement un minéral (avec la prise en compte d'autres facteurs). L'échelle la plus souvent utilisée est celle de Mohs (inventée en 1812), qui donne une graduation de dureté de 1 à 10 avec 10 minéraux types.

Dureté Minéral Composition chimique Structure cristalline
1 Talc, friable sous l'ongle Mg3Si4O10(OH)2 monoclinique
2 Gypse, rayable avec l'ongle CaSO4·2H2O monoclinique
3 Calcite, rayable avec une pièce en cuivre CaCO3 rhomboédrique
4 Fluorine, rayable (légèrement) avec un couteau CaF2 cubique
5 Apatite, rayable au couteau Ca5(PO4)3(OH-, Cl-, F-) hexagonale
6 Orthose, rayable à la lime, par le sable KAlSi3O8 monoclinique
7 Quartz, raye une vitre SiO2 hexagonal
8 Topaze, rayable par le carbure de tungstène Al2SiO4(OH-, F-)2 orthorhombique
9 Corindon, rayable au carbure de silicium Al2O3 rhomboédrique
10 Diamant, rayable avec un autre diamant C cubique

Il suffit d'avoir des étalons de dureté connus, et d'essayer de les rayer avec le minéral à identifier. Il y a 4 étalons assez simples et pratiques : l'ongle (2 à 2,5), la pièce en cuivre (3,5) ou la lame de couteau (5,5), et la lame de verre (vers 6,5). Ce qui raye le verre a une dureté supérieure à 6,5 (quartz, corindon, diamant…), ce qui est rayé par l'ongle a une dureté inférieure à 2,5 (d’où les informations dans le tableau ci-dessus). Il faut bien faire attention, lorsque l’on pratique ce test, à ne pas forcer : la rayure doit se faire sans que l’on exerce de pression importante.

Chaque minéral type raye le précédent et est rayé par le suivant. Ainsi, si un minéral (dont on cherche à établir la dureté), raye l'orthose et est rayé par le quartz, alors sa dureté est d'environ 6,5. Dans les tests, il faut prendre un morceau en pointe pour essayer de rayer une surface test.