thumb|Cristaus de qüars citrina, un exemple de minerau.
Un minerau (var. mineralLo Congrès Permanent de la Lenga Occitana, Dicod'Òc, cèrca « minéral », consultat lo 12 de decembre de 2023, .) es una substància quimica generalament inorganica, formada naturalament ò non, qu'es caracterizada per sa composicion quimica e per l'agençament espaciau de seis atòms segon una periodicitat e una simetria precisa. Lei mineraus son generalament solids e associats entre elei per formar de ròcas. Pasmens, es possible de lei trobar a l'estat pur dins la natura, generalament sota la forma de cristaus ò de venas eissits de mecanismes geologics permetent la formacion de depaus mineraus. L'estudi d'aquelei compausats es una branca importanta de la geologia car lei mineraus an de proprietats importantas per l'economia modèrna.
Etimologia e definicion
Etimologia
Lo mot « minerau » sembla de venir dau latin minera que significava « mina » ò « miniera ». Durant l'Edat Mejana, designèt pauc a cha pauc lo monde sosterranh e minier. Prenguèt son sens durant lo periòde de transicion entre l'alquimia e la quimia. D'efiech, per lei sabents dau periòde, existiá una diferéncia fondamentala entre lei substàncias eissidas dau vivent e de l'inèrt. Per exemple, i aviá un « carbon minerau » e un « carbon animau » qu'èran respectivament eissit de l'esplecha miniera e de la calcinacion dei carns. Lo tèrme minerau foguèt ansin associat a l'inorganic e leis expressions quimia inorganica e quimia minerala designan la meteissa branca de la quimia.
Definicion
I a ges de definicion consensuala de la nocion de minerau(en) Melinda Darby Dyar e Mickey E. Gunter, Mineralogy and Optical Mineralogy. Mineralogical Society of America, Mineralogical Society of America, 2007, pp. 2-4.. Pasmens, lei règlas definidas per l'Associacion Internacionala de Mineralogia an una influéncia importanta au sen de la comunautat scientifica : un minerau es una substància que se forma segon de procès geologics naturaus un minerau es una substància solida dins lei condicions normalament observadas dins la natura. Lo mercuri natiu es una excepcion a aquela règla car son ponch de fusion se situa a −38,842 °CD'efiech, lo mercuri natiu èra considerat coma un minerau avans l'adopcion d'aquelei règlas per l'AIM.. Segon aquela règla, l'aiga liquida e lo dioxid de carbòni gasós presents a la superficia terrèstra son pas de mineraus. En revènge, es lo cas de l'aiga solida. un minerau a una estructura cristallina ben definida ò, au mens, un agençament ordenada d'atòms. Segon aquela règla, un compausat amòrf coma l'obsidiana es pas un minerau. un minerau a una composicion quimica ben definida. Pasmens, aquò permet de variacions se son previsiblas. Per exemple, la mackinawita es un sulfur de fèrre e de niquèl qu'es considerat coma un minerau. Sa formula quimica es (Fe, Ni)9S8. Es a dire que se l'estructura demòra la meteissa, la plaça dau metau pòu èsser ocupada per un atòm de fèrre ò un atòm de niquèl. Lei contestacions principalas regardant aquelei linhas directritz son nombrosas e divèrsas. I a tanben de diferéncias dins lor aplicacion. Per exemple, lei compausats artificiaus, compres aquelei que presentan totei lei caracteristicas d'un minerau, son excluchs d'aquela definicion. Mai i a de cas pauc clars coma aqueu de la chornobilita que se formèt durant la catastròfa de Chornobil a partir dau còri. Un autre ponch problematic pertoca la soliditat de l'estructura dins lei condicions presentas dins la natura. Per exemple, i aguèt un lòng debat per reconéisser la natura de minerau de la meridianiita que son ponch de fusion se situa a 2 °C.
Istòria
Lei premierei classificacions mineralogicas
thumb|right|De re metallica, obratge major de Georgius Agricola.
Un interès per lei mineraus presents dins la natura es atestat tre la Preïstòria. Per exemple, durant lo Calcolitic, lo coire natiu èra utilizat per renforçar d'otís de pèire. Pus tard, lo desvolopament de la metallurgia necessitèt de basas en mineralogia per identificar lei mineraus metallics destinats a la produccion de bronze e de fèrre. De mineraus, coma l'aur natiu e lo lapislazuli, èran tanben utilizats coma moneda(fr) Bertrand Lafont, Aline Tenu, Philippe Clancier e Francis Joannès, Mésopotamie : De Gilgamesh à Artaban (3300-120 av. J.-C.), París, Belin, coll. « Mondes anciens », 2017.(en) N. Cahill e J. Kroll, « New Archaic Coin Finds at Sardis », American Journal of Archaeology, vol. 109, n° 4, octòbre de 2005, p. 613.. Aquò menèt a l'aparicion d'un saber dedicat que foguèt en partida formalizat per de filosòfs e de sabents grècs que prepausèron de classificacions dei mineraus coneguts a aquela epòca. La pus importanta es probablament aquela de Teofrast (vèrs 372-288 avC) que definiguèt lei ròcas, lei tèrras e lei metaus(en) L. W. Staples, « Mineral classification: History », dins Encyclopedia of Mineralogy. Encyclopedia of Mineralogy, Boston, Springer, 1983, pp. 247-249..
Durant lo periòde medievau, la geologia se desvolopèt principalament gràcias ai progrès realizats en China e dins lo monde arabomusulman. Leis Arabis traduguèron leis obratges grècoromans e desvolopèron lei conoissenças geologicas generalas en prepausant de mecanismes, sovent erronèus, de formacion dei relèus. Lei Chinés inventèron la sismologia e comprenguèron lei principis de l'erosion e de la sedimentacion. Pasmens, dins lei doas regions, l'estudi dei mineraus elei meteissei foguèt mai que mai laissat ai metallurgistas.
La mineralogia modèrna se formèt en Euròpa a la fin de l'Edat Mejana ò durant la Renaissença amb Albertus Magnus (1193-1280) e Georgius Agricola (1494-1555). Albertus Magnus critiquèt lei tèxtes grècs e prepausèt de descripcions novèlas dei mineraus dins son tractat De mineralibus. Agricola, considerat coma lo paire de la mineralogia, prepausèt una sintèsi dei sabers metallurgics de son periòde, una descripcion de certanei mecanismes de formacion dei mineraus e un sistèma de classificacion. Son trabalh demorèt una referéncia fins a la Revolucion Industriala. Foguèt completat per la classificacion scientifica dau vivent e de la matèria inèrta prepausada en 1735 per Carl von Linné (1707-1778)(en) H. Wilk, « Systematic Classification of Minerals », dins H. Wilk, The Magic of Minerals, Berlin, Springer, 1986, p. 154..
Lei classificacions modèrnas
Lei classificacions modèrnas apareguèron durant lo sègle XIX. Son una consequéncia dei progrès de la quimia durant aquela epòca car permetèron de descubrir la composicion quimica dei mineraus. Ansin, de familhas foguèron pauc a cha pauc identificadas. Venguèron la basa dei classificacions que gropèron desenant lei mineraus en foncion de sei caracteristicas quimicas. James Dwight Dana (1813-1895) e Karl Hugo Strunz (1910-2006) foguèron lei doas figuras principalas dau desvolopament d'aqueu trabalh(en) M. D. Dyar e M. E. Gunter, Mineralogy and Optical Mineralogy, Chantilly, Mineralogical Society of America, 2008, pp. 558-559.. Regularament modernizadas, lei classificacions de Dana e de Strunz son encara fòrça utilizadas au començament dau sègle XXI(en) Richard V. Gaines, H. Catherine W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason e Abraham Rosenzweig, Dana's New Mineralogy, 8 edicion, John Wiley & Sons, 1997.(en) Stuart J. Mills, Frédéric Hatert, Ernest H. Nickel e Giovanni Ferraris, « The standardisation of mineral group hierarchies: application to recent nomenclature proposals », Eur. J. Mineral, vol. 21, n° 5, 2009, pp. 1073-1080.. Pasmens, d'autrei sistèmas son tanben ben difusats en certanei país coma la classificacion de Kostov. Aquelei metòdes partejan de ponchs comuns, mai an tanben de diferéncias.
La teoria de l'evolucion minerala
La teoria de l'evolucion minerala es una teoria prepausada en 2008 per lo mineralogista estatsunidenc Robert Hazen (nascut en 1948) e sa còla(en) Robert Miller Hazen, Dominic Papineau, Wouter Bleeker, Robert T. Downs, John M. Ferry, Timothy J. McCoy, Dimitri A. Sverjensky e Hexiong Yang, « Mineral evolution », American Mineralogist, vol. 93, n° 11–12, novembre de 2008, pp. 1693–1720.. A per objectiu de definir un contèxte istoric per la mineralogia. Segon ela, lei mineraus dei planetas e, pus generalament deis objèctes dau Sistèma Solar, son venguts mai e mai complèxs dempuei sa creacion. Aquò seriá lo resultat de l'evolucion dei condicions fisicoquimicas que permetriá l'aparicion de mineraus novèus.
Dins lo cas de la Tèrra, la teoria de l'evolucion minerala prepausa tres temps principaus. Au començament dau Sistèma Solar, après la formacion dei planetas e deis asteroïdes, lo nombre de mineraus seriá estat d'aperaquí 250. Puei, lei movements tectonics e lei remanejaments au sen de la crosta permetèron l'aparicion de mineraus novèus. Ansin, a la fin d'aqueu segond periòde, mineraus serián estats presents a la superficia de la Tèrra. Enfin, durant la tresena fasa, lei mecanismes dau vivent aurián favorizat l'aparicion de compausats suplementaris.
Aquela teoria obtenguèt rapidament un certan succès e foguèt represa per d'autrei scientifics. Es tanben sovent presentada dins de musèus. Pasmens, en despiech d'aqueu costat prometeire, la validitat dau concèpte d'evolucion minerala es pas encara confiermada.
Genèsi e formacion dei mineraus
La formacion dei mineraus despend dei condicions fisicoquimicas de lor environament de cristallizacion. Dins un premier temps, lei mineraus se forman a partir dau refrejament dau magma ò de lavas emesas durant d'erupcions volcanicas. La temperatura, la pression e la preséncia de gas e d'aiga principaus que dictan la cristallizacion dei mineraus. Entre 800 e °C, la fasa ortomagmatica de la cristallizacion mena a la formacion de mineraus a basa de fèrre e de magnèsi coma l'olivina, lei piroxèns, lei plagioclasis e leis amfibòls. Entre 600 e 800 °C, a luòc la fasa pegmatitia qu'es sovent associada a la formacion de granit. Lo qüars e lei feldspats son lei mineraus principaus d'aquela partida dau refrejament magmatic. Puei, entre 374 e 600 °C, vèn la fasa pneumotolitica. Lo qüars contunia de se formar durant aquela fasa, mai se tròban pereu de mineraus coma la cassiterita. Enfin, a de temperaturas inferioras a 374 °C, comença la fasa idrotermala qu'es caracterizada per la formacion dei sulfurs metallics, de la baritina ò de la fluorina.
Aquelei mineraus son somés a l'erosion. Sei compausants son alora susceptibles de participar a la formacion de mineraus sedimentaris. Au mens dos mecanismes permèton de lei formar. Dins lo premier cas, de compausats solubles dins l'aiga se concentran dins un volum d'aiga. L'evaporacion d'aquela aiga entraïna la precipitacion de saus que pòdon intrar dins la composicion de mineraus. La calcita, lo gip ò la silvita son de mineraus d'aquela categoria. Lo segond mecanisme regarda lei compausats insolubles dins l'aiga. La destructuracion de la ròca onte se tròban inicialament pòu entraïnar son transpòrt vèrs de zònas de sedimentation. I forman alora de concentracions que son dichas « placers ». Aquò necessita un pes volumic important e una bòna resisténcia a l'abrasion. Per aquela rason, lei placers concentran generalament de mineraus metallics ò de mineraus durs.
Enfin, lei mineraus pòdon subir de transformacions metamorficas. Aquò se debana generalament a proximitat d'una intrusion de magma ò dins de zònas de subduccion. Lei variacions de temperatura e de pression engendra alora de transformacions dins l'estructura dei mineraus. Una partida importanta dei mineraus actualament coneguts fan partida d'aqueu grop coma lei granats, la muscovita ò lo grafit.
Proprietats