1 Taxonomie Géologique

Noeud racine de la taxonomie.

Un minéral est essentiellement une substance chimique cristalline formée par un processus géologique, mais cette définition comporte quelques exceptions. Il peut être décrit, dans la très grande majorité des cas, comme une matière cristallisée caractérisée par sa composition chimique et l'agencement de ses atomes selon une périodicité et une symétrie précises qui se reflètent dans le système cristallin et le taxone d'espace du minéral.

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L'alumine, ou oxyde d'aluminium, est un composé chimique de formule Al2O3. Il s'agit d'un solide blanc inodore insoluble dans l'eau. Il en existe plusieurs polymorphes, le principal étant l'alumine α, trigonale-rhomboédrique, qui existe dans le milieu naturel sous la forme du minéral appelé corindon, dont certaines variétés sont des pierres précieuses : le rubis, avec des traces de chrome, et le saphir, avec des traces de fer et de titane.

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Le corindon est une espèce minérale composée d'alumine anhydre cristallisée, de formule Al2O3 et aussi parfois noté α-Al2O3 avec des traces de fer, de titane, de chrome, de manganèse, de nickel, de vanadium et de silicium. Certains cristaux peuvent atteindre un mètre de long.

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Le rubis est la variété rouge de la famille minérale du corindon. Sa couleur est causée principalement par la présence d'atomes de chrome (les corindons sans la présence de chrome sont les saphirs), à hauteur d'environ 2 % au maximum. Le rubis est classé comme pierre gemme en joaillerie, où il est utilisé. Il a une dureté de 9 sur l'échelle de Mohs. Parmi les minéraux, ceux qui ont une dureté supérieure sont le diamant (10 sur l'échelle de Mohs), la lonsdaléite (controversé) et la moissanite (9,5 sur l'échelle de Mohs).

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La malachite est une espèce minérale du groupe des carbonates minéraux et du sous-groupe des carbonates anhydres avec anions étrangers, de formule Cu2CO3(OH)2,

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Le gypse est une espèce minérale composée de sulfate dihydraté de calcium, de formule chimique CaSO4 · 2 H2O.

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La sélénite est un minéral, qui peut être considéré comme une variété du gypse si l'on suit les habitudes anglo-saxonnes ou un synonyme si l'on suit l'usage francophone.

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La rose des sables est une roche évaporitique formée par la cristallisation lenticulaire de minéraux solubles, et dont la disposition rappelle les pétales d'une rose. La formation des roses des sables provient de l'évaporation d'eau infiltrée. Ces cristallisations d'origine physico-chimique sont très souvent rencontrées dans les terrains tendres (sable, argile), principalement dans les déserts1. Le principal minéral concerné par ce processus est le gypse ; mais des roses des sables peuvent aussi être composées d'autres minéraux, comme la baryte.

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Un minéraloïde possède toutes les caractéristiques d’un minéral cristallisé, solide, naturel, non organique, avec une composition chimique définie mais sans structure atomique ordonnée1. L'opale, l'ambre sont des minéraloïdes, de même que les perles, la nacre, le jais, l'ivoire, le corail (rouge ou noir), la mellite et le copal.

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Controversé

Le chrysocolle est un ancien terme désignant divers matériaux servant à la préparation de l'or mais qui s'affina jusqu'à ne plus désigner aujourd'hui qu'un seul minéral, un silicate d'hydroxyde de cuivre. Cependant, il existe un débat quant à sa nature de minéral ou de minéraloïde, son mode de création s'approchant de celui du groupe des serpentines ou des allophanes. Utilisé depuis l'Antiquité, il peut être confondu superficiellement avec la turquoise mais sa couleur est réputée comme encore plus fine même si elle a moins de valeur. À cause de sa faible dureté et de sa teneur en eau, il est très sensible aux fortes chaleurs et aux attaques physiques ou chimiques.

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La shungite est un minéral de type carbone amorphe1. Il n'est pas reconnu par l'Association internationale de minéralogie comme une espèce à part entière. C'est un minéraloïde.

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Sulfure

La pyrite est une espèce minérale composée de disulfure de fer (FeS2), polymorphe de la marcassite ; elle contient généralement des traces de métaux précieux (argent (Ag), or (Au)), et de métaux lourds et métalloïdes toxiques nickel (Ni), cobalt (Co), arsenic (As), cuivre (Cu), zinc (Zn), thallium (Tl), sélénium (Se) et vanadium (V), et qui rendent son exploitation en tant que minerai très polluante.

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Un silicate est un sel combinant le dioxyde de silicium SiO2 à d'autres oxydes métalliques. Les minéraux ayant une composition de silicate sont également qualifiés de silicates et constituent une famille de minéraux extrêmement importante. En minéralogie, les polymorphes de la silice sont classés parmi les silicates.

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Les cyclosilicates sont des minéraux de la famille des silicates. L’unité structurale des cyclosilicates consiste en anneaux (ou cycles) formés de tétraèdres reliés entre eux par mise en commun d’un oxygène, donnant des rapports Si : O = 1 : 3. Les anneaux peuvent être simples ou branchés, isolés les uns des autres ou groupés par deux. Ces anneaux sont généralement empilés dans la structure et déterminent des canaux qui peuvent être vides ou occupés par des ions ou molécules. Les cyclosilicates sont classés selon le type d'anneaux, et en particulier le nombre de tétraèdres dans les anneaux. Les principaux types sont décrits ci-dessous (il existe de nombreuses autres combinaisons présentes dans des minéraux très rares).

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L’émeraude est un minéral, du groupe des silicates, sous-groupe des cyclosilicates, variété de béryl, dont la couleur verte provient de traces de chrome, de vanadium et parfois de fer. L'émeraude est, avec le diamant, le saphir et le rubis, l'une des quatre gemmes qualifiées de pierres précieuses.

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Les inosilicates chaîne simple sont des minéraux de la famille des silicates dont les taxones [SiO3]2− sont organisés en chaînes (alternées) ou rubans. Exemple d'inosilicate chaîne simple : l'augite (de la famille des pyroxènes).

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Vernaculaire

Le jade désigne en réalité trois minéraux distincts pouvant avoir une apparence et des propriétés assez semblables : la jadéite, la néphrite et le kosmochlor.

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La jadéite est une espèce minérale de la famille des silicates, classe des inosilicates, groupe des pyroxènes, sous groupe des clinopyroxènes, dont la composition chimique idéale est NaAlSi2O6.

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Les nésosubsilicates sont des nésosilicates particuliers. Comme les nésosilicates, le taxonement (SiO4)4− associé à un taxonement chargé positivement constitue le motif cristallin de base et les tétraèdres ne partagent pas les sommets entre eux, mais ici la structure contient aussi des anions qui n'appartiennent pas à des tétraèdres. L'exemple type : contrairement aux nésosilicates, les nésosubsilicates contiennent des atomes d'oxygène qui n’appartiennent pas à SiO4.

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La topaze est une espèce minérale du groupe des silicates, sous-groupe des nésosubsilicates, de formule Al2SiO4(F, OH)2 pouvant contenir des traces de fer, chrome, magnésium et titane.

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Les tectosilicates sont des minéraux du taxone des silicates qui définissent un sous-taxone où le type d'architecture correspond à une polymérisation maximale ; architecture à charpente tridimensionnelle ; le rapport Si/O est égal à 0,5.

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Un feldspath est un minéral de la famille des tectosilicates, dont la composition est celle d'un aluminosilicate de sodium, de potassium ou de calcium. Il existe de nombreux feldspaths, dont les principaux sont l'orthose ou le microcline (potassique), l'albite (sodique) et l'anorthite (calcique).

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Le quartz est une espèce minérale du taxone des silicatesc, sous-taxone des tectosilicates, composé de dioxyde de silicium, ou silice, de formule chimique SiO2, avec des traces de différents éléments tels que Al, Li, B, Fe, Mg, Ca, Ti, Rb, Na, OH.

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L’améthyste est une variété de quartz violet (dioxyde de silicium), de diaphane à translucide, dont la teinte est due aux traces de fer. Ce minéral est utilisé en joaillerie et classé comme pierre fine.

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Une aventurine est une variété de quartz contenant des inclusions de fuchsite (variété de muscovite), pour sa variété verte, ou d'hématite ou de mica pour la rouge-brun.

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La calcédoine est un minéral ou une roche composée de cristallites de quartz, dont la taille est comprise entre 50 et 100 nm3, agencées en fibres. Il s'agit d'une phase de la silice. Si elle peut être uniquement composée de quartz, elle contient le plus souvent une proportion de moganite, une autre phase de la silice. Ce n'est donc pas une espèce minérale reconnue par l'IMA4 puisqu'il ne s'agit pas d'un minéral mais d'un agencement spécifique de cristallites du minéral quartz. La calcédoine présente fréquemment une structure en bandes, mais qui n’apparaît pas toujours à l’œil nu. Elle tapisse souvent des cavités dans les roches. On distingue parfois la calcédoine qui désigne la roche et la calcédonite qui désigne le minéral5.

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L’agate est une variété de calcédoine qui se caractérise par des dépôts successifs de couleurs ou de tons différents. Elle fait partie des pierres fines.

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Le jaspe est une roche sédimentaire contenant de 80 à 95 % de silice, souvent classée avec les quartz microcristallins mais qui peut aussi contenir de l'argile. Elle est constituée de radiolaires calcédonieux pris dans un ciment de calcédoine. Sa cassure est écailleuse, parfois conchoïdale. Le jaspe peut avoir plusieurs aspects : tacheté, rubané, rouge (ou oriental), à taches rouges sur fond vert, noir (de Sicile), etc. Par contre, il ne contient pas de grains de quartz détritique. D'origine sédimentaire ou volcanique, c'est donc un minéral de transformation, parfois classifié comme minéral, parfois comme roche, selon le point de vue ou son taux d'impuretés. Sa particularité essentielle, outre son abondance, est sa large palette de coloris naturels. On peut estimer, a priori, qu'aucun coloris n'est impossible pour le jaspe, ce qui, d'ailleurs, rend complexe son identification.

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L'œil-de-tigre est une variété de quartz, considérée comme pierre fine, utilisée dans les bijoux et objets d'art. Elle appartient à la variété des quartz microcristallins. Pierre opaque et dure, d'une dureté de 7 sur l'échelle de Mohs et d'une densité comprise entre 2,64 et 2,71, sa couleur chatoyante peut aller du bleu gris au jaune brun et au rouge brun.

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La sodalite est une espèce minérale du groupe des silicates, sous-groupe des tectosilicates, formée de silicate chloré de sodium et d'aluminium, de formule chimique Na8Al6Si6O24Cl2 avec des traces de fer, manganèse, potassium, calcium, eau et soufre. C'est l'un des constituants du lapis-lazuli.

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Le cyclooctasoufre est un corps simple de formule chimique S8, constitué de huit atomes de soufre. Il s'agit d'un solide le plus souvent cristallin de couleur jaune ou orange pâle à température ambiante. C'est un allotrope naturel du soufre. Lorsque l'on parle de soufre, on parle en fait généralement de cyclooctasoufre qui est la forme allotropique prédominante du soufre à température ambiante.

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Une roche métamorphique est un type de roches dont la formation a pour origine la transformation à l'état solide des roches sédimentaires, magmatiques ou encore métamorphiques dans un régime de contraintes au cours d'un temps long, en raison des modifications des paramètres physico-chimiques du milieu dans lequel elles évoluent (notamment la pression, la température et la teneur en eau). Cette transformation, désignée sous le terme de métamorphisme, se traduit par une modification de la texture, de l'assemblage minéralogique à l'équilibre ou de la composition chimique de la roche. La roche originelle d'une roche métamorphique est appelée le protolithe.

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Organique

L’ambre est une résine fossile sécrétée il y a des millions d'années par des conifères ou des plantes à fleurs1. Il est utilisé depuis la préhistoire dans la bijouterie et pour ses vertus médicinales supposées. L'ambre contient dans certains cas des inclusions d'organismes (animaux ou végétaux piégés dans la résine puis fossilisés) ; les gisements d'ambre fossilifère constituent une source d'information précieuse en paléontologie sur les espèces, le climat et les paléoenvironnements qui existaient au moment de la formation de cet ambre.

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Les ichnofossiles sont les restes de dépôts, d'empreintes, d'œuf, de nids, de bioérosion ou de n'importe quel autre type d'impression. Ils sont l'objet d'étude de la paléoichnologie. Les ichnofossiles présentent des caractéristiques qui les rendent facilement identifiables et permettent leur classification comme parataxons : ichnogenres et ichnoespèces. Les ichnotaxons sont des classes de pistes de fossiles regroupées suivant leurs propriétés communes : géométrie, structure, taille, type de substrat et fonctionnalité. Bien que parfois un diagnostic de l'espèce productrice de l'ichnofossile puisse être ambigu, en général, il est possible de déduire au moins le groupe biologique ou le taxon supérieur auxquels il appartenait.

Le microfossile est une plante ou un animal fossilisé trop petit pour être analysé à l'œil nu. On applique communément un seuil de taille pour distinguer les microfossiles des macrofossiles, 1 mm, mais il ne s'agit que d'un guide approximatif. Les microfossiles peuvent être soit des organismes complets (ou quasi complets), comme les foraminifères planctoniques ou benthiques ou bien les ostracodes, soit des parties isolées de petits ou grands organismes, plantes ou animaux, comme les coccolithophoridés (restes calcaires de petites algues), les spicules de spongiaires, les pièces pédicellaires d'échinides, les ossicules d'ophiurides ou d'astérides, les spicules d'Holothurides, les petites dents, les écailles de petits poissons ou les spores. Les microfossiles sont, par leur abondance et leur diversité, d'une grande importance pour les biostratigraphes. Ceux-ci les utilisent pour dater des roches sédimentaires et donc corréler des séries sédimentaires. Ils les utilisent aussi comme indicateurs paléoenvironnementaux (salinité, profondeur des mers et océans, paléoclimat…).

Un stromatolithe ou stromatolite (on parle aussi parfois de « thrombolite ») est une structure laminaire constituée de calcaire, parfois de silice, qui se développe en milieu aquatique peu profond, marin ou d'eau douce continentale. Les stromatolithes sont d'origine à la fois biogénique (biolithogenèse par des communautés de cyanobactéries) et sédimentaire (structures carbonatées en feuillets empilés formés de particules sédimentaires piégées dans des voiles algaires gélatineux produits par ces bactéries).

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Les roches volcaniques sont des roches magmatiques, résultant du refroidissement rapide d'une lave (un magma arrivé à la surface), d'où leurs autres noms de volcanites, roches extrusives, roches effusives ou roches éruptives.

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