‹ Dictionnaire classique des sciences naturelles (volume 4)Chapitre 58 sur 99 · M 1 IV · texte numérisé non relu

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qu'il est plongé dans l'caii. Pour effpcluer coniniodément celle double pesée, on se sert d'un Inslrument imaginé par Nicholson, et qui n'est (|u'iine modification de l'aréomètre de Falirenlieil. C'est un cylindre creux de fer-blanc, arrondi à ses extréinilés et terminé supérieurement par une tige qui supporte une petite cuvette. La partie inférieure tient suspendu un cône renversé, concave à l'endroit de sa base et lesté dans son intérieur de manière que, quand on plonge l'inslrumenl dans l'eau, il y a toujours une partie du cylindre qui surnage. La tige qui porte la cuvette supérieure est marquée d'un petit trait, et l'on connaît d'avance le poids qu'il faut mettre dans cette cuvette pour que le Irait vienne à fleur d'eau; ce que l'on appelle affleurer l'aréomètre. On choisit dès lors un fragment du minéral à essayer, dont le poids soit plus petit que celui-là; il est clair que ce corps placé dans la cuvette supérieure, ne sera pas suffisant pour produire l'affleurement, et qu'il faudra lui ajouter un autre petit poids. Ce poids additionnel, letranché du poids qui produit raffleuiement, donne le poids du corps pesé dans l'air. On retire ensuite ce corps de la cuvette supérieure, sansôter le poids qu'on lui avait ajouté, et on le place dans la cuvette inférieure. Il perd alors une partie de son poids, et l'instiument n'étairt plu.5 affleuré, il faut ajouter de nouveaux poids dans la cuvette supérieure pour reproduire l'affleurement. Cette nouvelle charge exprimant la perte que le corps a faite de son poids dans l'eau, est par conséquent le poids d'un volume d'eau égal à celui du corps. Il ne reste plus <|u'à diviser par ce poids celui du corps pesé dans l'air.

C'est en opérant de celte manière qu'on a dressé des tables des pesanteurs spécifiques de tous les minéraux connus. Ces tables fournissent des caractères assez importants, parce qu'ils sont peu variables, et qu'on peut toujours les ramener à leurs véritables limites en faisant l'opération sur des morceaux choisis dans le plus grand état de pureté possible. Ils réunissent encore à l'avantage d'une grande généralité celui d'être susceptibles d'une estimation rigoureuse, c. De La dureté et de quelques autres propriétés dépendantes de la cohésion.

Les corps naturels, en vertu de la cohésion qui réunit leurs particules, opposent une résistance à toute force qui agit du dehors pour les désunir : c'est ainsi qu'ils résistent plus ou moins à l'action d'un choc qui tend à les briser, à la pression qu'on exerce ù leur surface, à l'effort qu'on fait pour les entamer avec une pointe vive ou ua inslrument tranchant. On confond assez ordinairement sous le nom commun de dureté ces diverses sortes de résistances qu'il importe d'autant plus de distinguei', qu'elles n'ont point de rapport nécessaire entre elles. 11 convient donc de fixer ce qu'on doit entendre par la dureté relative des minéraux, et comment il faut l'estimer dans tous les cas. On dit qu'un minéral est plus ou moins dur qu'un autre, suivant qu'il le raye ou qu'il en est rayé. Ainsi le Diamant est le plus dur de tous les minéraux parce qu'il les entame tous et qu'il n'est entamé par aucun. C'est par le frottement qu'on estime la dureté, en faisant passer les parties anguleuses d'un minéral sur la surface d'un

autre, et appuyant le plus qu'il est possible. Pour évaluer non pas rigoureusement, mais d'une manière approximative, et avec une précision suffisante, les différents degrés de dureté des minéraux, Mohs a proposé de former une échelle comparative des duretés de certains corps bien connus, en les choisissant de manière qu'elles croissent par des différences à peu près égales, et de représenter la série de leurs valeurs par celle des nombres naturels 1, 2,3, 4, 5... C'est ainsi qu'il a composé l'échelle suivante, qui comprend dix termes de comparaison, depuis le Talc, le plus tendre des minéraux, jusqu'au Diamant qui en est le plus dur :

1, le Talc laminaire; 2, le Gypse; ô, le Calcaire rhomboïdal; 4, le Spath fluor; 5, l'Apatite; 6, le Feldspath adulaire; 7, le Quartz hyalin; 8, la Topaze; 9, le Corindon; 10, le Diamant.

Tout autre minéral que ceux qui sont contenus dans l'échelle, aura nécessairement un degré de dureté intermédiaire entre ceux de deux termes conséculifs de cette échelle; c'est-à-dire qu'il rayera le premier el sera rayé par le second. Mohs représente alors sa dureté par un nombre fractionnaire, compris entre les nombres entiers qui expriment les duretés de ces deux termes.

De la ténacité et de la fragilité. Les minéraux diffèrent entre eux par le degré de force avec lequel ils résistent au choc qui tend à les briser. On nomme tenaces ceux qui se brisent très-difficilement , et fragiles les corps qui sont faciles à casser. Ces propriétés paraissent être tout à fait indépendantes de la dureté, si l'on prend ce mot dans l'acception minéralogique. Parmi les substances tenaces, il en est de très-tendres, comme le Talc, le Graphite, la Magnésite, et d'autres qui sont dures, comme le Jade et l'Émeril. Les minéraux à structure celluleiise ou fibreuse, les corps compactes à cassure vitreuse, sont en général difficiles à briser; ceux qui, dans leur cassure, présentent l'éclat de la résine, ou qui sont solubles dans l'eau, les corps àstructurelameUeuse,sont généralement très-fragiles. On considère quelquefois dans les minéraux une autre propriété qui suppose dans le corps qui en est doué un certain degré de dureté et de ténacité tout à la fois. C'est celle de donnei' des étincelles par le choc du briquet. L'étincelle étant produite par la combustion d'une particule d'Acier détachée par le choc, il faut que le corps soit assez dur pour attaquer l'acier, et assez tenace pour ne pas se briser trop facilement par la percussion.

On distingue encore dans les minéraux quelques autres propriétés dépendantesde la force de cohésion (|ui réunit leurs particules ; telles sont la friabilité ou la propriété d'un corps qui s'égrène par un choc léger ou se désagrège par la simple pression du doigt; la //e:Fi"bililé ou la faculté que possèdent certains minéraux de pouvoir être courbés sans se briser; Vélasticité, qui ramène les substances flexibles à leur première forme, lorsque la force qui les a fléchies n'agit plus sur elles; la ductilité, qui permet à certains corps de se laisser étendre par la pression ou par le choc, en conservant sensiblement la forme qu'on leur a donnée, etc. D. De la cassure.

Lorsque d'une masse minérale ou détache un frag-

ment par la percussion, la forme de ce fiap.ment et l'aspect de la surface de cassure sont souvent en rapport avec la structure du minéral et peuvent fournir des caractères propres à la faire reconnaître. Ainsi la cassure est lamellcuse ou feuilletée dans les corps à structure régulière ou schisteuse; elle est fibreuse ou grenue dans les masses comi>osées de fibres ou de grains; enfin elle est compacte et terreuse dans les masses dont la structure est désignée par les mêmes noms. Celte dernière espèce de cassure présente des modifications particulièresdeforme et d'aspect. Relativement à la forme, elle peut être : 1" conique, c'est ce qui a lieu lorsque le corps dont on détache le fragment est homogène, qu'il est terminé par une surface à peu près plane, et qu'on applique le coup perpendiculairement à cette surface. Le choc détermine alors dans l'intérieur un cône plus ou moins oblns, dont le sommet répond au point où l'on a frappé. Celte cassure se manifeste trèsaisément dans le Grés luisant de la forêt de Montmorency, dans les Agathes et les Silex, dans des masses de verre, etc. 2" Conchoule; ce n'est qu'une modification de la cassure précédente, et qui consiste en une surface arrondie, concave sur l'un des fragments, convexe sur l'autre, et sillonnée par des stries concentriques comme les valves de certaines Coquilles. On l'observe fréquemment dans les substances dont la compacité est vitreuse ou résineuse. 5° Raboteuse; c'est-à-dire n'offrant que des inégalités irrégulières. 4° Esquilleuse, lorsqu'il se détache en partie de la surface du fragment de petites écailles ou esquilles, semblables à celles que présente un morceau de bois ou un os fracturé. 5» Enfin la cassure peut être tout à fait plate, comme cela a lieu dans les pierres lithographiques et dans les Silex meuliers. Relativement à l'aspect de la surface de cassure, on examine si elle est vitreuse, résineuse, cireuse, terreuse, etc. La propriété dont jouissent les minéraux de se casser de telle ou lelle autre manière, n'est pas sans intérêt pour les arts : c'est sur les genres de cassure propres aux pierres il fusil et aux pierres meulières, qu'est fondé l'art de tailler les premières et d'exploiter les secondes avec facilité.

E. Des propriétés physiques particulières. ■f Propriétés dépendantes de l'action de la lumière. Les propriétés optiques des minéraux se rapportent les unes à la transmission de la lumière à travers l'intérieur du corps, les autres à sa réflexion sur la surface. Les |)remières sont ; la transparence, l'opacité, et les diverses sortes de réfraction; aux secondes appartiennent les couleurs, l'éclat, le chatoiement, etc. Il importe beaucoup de distinguer parmi ces propriétés celles qui sont conslanles et pacifiques, paice qu'elles tiennent à la nature intime du corps, d'avec celles qui sont variables et accidentelles, et qui dépendent uniquement du mode d'agrégation des particules ou de la présence d'une matière étrangère interposée entre elles et comme dissoute dans la substance.

Il c.4t peu de substances minérales qui ne soient transparentes, lors(|u'elles sont cristallisées et sans mélange ; mais celle propriété peut être plus ou moins masquée ou altérée par diverses causes, telles que la

trop grande épaisseur du corps, la vivacité de l'éclat rehaussé par le poli des surfaces, l'intensité des couleurs, etc. Il y a donc lieu de distinguer dans les minéraux différents degrés entre la transparence parfaite et l'entière opacité. Un minéral est transparent, lorsque les rayons qui le pénètrent sont assez abondants pour qu'on puisse distinguer nellemenl un objet à travers son épaisseur; demi-transparent, lorsqu'il ne laisse voir les objets que d'une manière confuse; translucide, lorsqu'on ne peut rien distinguer, même confusément; opaque, lorsqu'il ne laisse passer aucun rayon de lumière. 11 est des substances qui sont opaques, (|uand elles ont une certaine épaisseur, et qui deviennent transparentes, lorsqu'on les réduit en lames minces, ou qui montrent de la translucidilé sur les bords amincis des fragments.

Tous les minéraux transparents ont la propriété de réfracter les rayons lumineux qui les pénètrent, mais avec des différences remarquables, qui dépendent de la nature et du mode d'arrangement de leurs particules. Les substances (|ui ne sont point cristallisées, et celles dont les cristaux se rapportent au système du cube, ne possèdent que la réfraction simple; toutes les substances cristallisées, qui appartiennent aux autres systèmes; sont douées de la double réfraction; et elles se distinguent entre elles par la quantité dont les deux rayons, ordinaire et extraordinaire, s'écartent l'un de l'autre pour une même incidence. On a vu plus haut qu'il y avait encore entre elles des différences importantes, dépendantes du nombre et de la position relative des axes de double réfraction.

Les minéraux ne manifestent pas moins de diversité entre eux, relativement à la manière dont les rayons lumineux se réfléchissent à leur surface. On distingue dans l'impression que font ces rayons sur l'organe de la vue, deux effets différents, susceptibles chacun de modifications particulières. Ces deux effets sont ce qu'on nomme la couleur et Véclat; le premier dépend de la nature des rayons rélléchis, le second tient à leur intensité, aux qualités particulières de leur teinte, et au plus ou moins de poli des surfaces. Il y a plusieurs sortes d'éclat dans les minéraux : l'éclat métallique, l'éclat vitreux, l'éclat résineux, l'éclat céroïde, l'éclat gras, l'éclat soyeux et l'éclat nacré. Quelques substances pierreuses ont une certaine apparence de l'éclat propre aux métaux, qui disparait, lorsi|u'on vient à rayer leur surface : on donne à ce faux éclat métallique le nom de métalloïde. Il est à remarquer que dans les corps qui ont une structure régulière, l'éclat n'est pas toujours le même dans les différents sens de clivage. C'est ainsi que l'éclat nacré ne se montre ordinairement que dans une seule direction, parallèle à la base des cristaux prismatiques.

Les couleurs des minéraux se distinguent en couleurs propres et couleurs accidentelles; les premières tiennent à la nature même des molécules, elles sont uniformes et constantes, tant que la substance couserve son état de pureté; aussi les caractères qu'elles fournissent sont-ils d'une assez grande valeur pour la distinction des espèces. Ces couleurs peuvent varier d'intciisilé et quelquefois de Ion avec le mode d'agré-

galion des particules ou le des'i Je tiensilé de la substance. Mais on les tiouve les mêmes dans les différentes variétés, en ayant soin de ramener celles ci dans des conditions semblables. C'est pour cela qu'on commence toujours par réduire le minéral en poussière, avant d'observer le caractère de sa couleur. Les substances naturelles, qui possèdent des couleurs propres, sont : les métaux, le Soufre, lesOxides métalliques, les Sulfures, etc. Les couleurs accidentelles sont dues à la présence de molécules étrangères, mélangées soit chin)i(|uenient, soit d'une manière purement mécanique, avec les parties constituantes de la substance. Ces couleurs pouvant varier à l'infini, elles sont beaucoup moins importantes que les premières, et ne peuvent constituer que des caractères de simples variétés. Les mélanges chimiques, si communs dans les pierres fines, n'altèrent en général ni leur transparence, ni leur éclat; il n'en est pas de même des mélanges mécaniques. Les couleurs accidentelles, quoique essentiellement variables, ne s'observent pas indifféremment dans toutes les substances minérales; on remarque dans la plupart d'entre elles certaines habitudes de coloration, qui sont telles que souvent une même teinte domine dans la série de leurs variétés, ce qui fournit un caractère empirique pour les reconnaître.

Indépendamment des couleurs propres ou accidentelles, dont on vient de parler, et qui sont fixes dans les substances qui les présentent, il existe encore d'autres couleurs qu'on peut appeler mubiles, parce qu'elles semblent se mouvoir à mesure i|u'on fait varier l'aspect du minéral. Tels sont cesreHels, que l'on voit flotter dans l'intérieur de certaines pierres, et auxquels on a donné le nom de chatoiement, par allusion aux yeux du Chat qui brillent dans l'obscurité, et que ces pierres imitent grossièrement, lors([u'elles sont taillées en cabochon. Cet accident de lumière paraît être dû soit au tissu fibreux de la substance elle-même, soit à une interposition de matières étrangères, distribuées régulièrement dans le sens de certains joints naturels. D'autres reflets diversement colorés, et auxquels on a donné le nom (X'iris, se montrent aussi à l'intérieur, ou à la surface de quelques substances : ces reflets sont produits par des vacuoles qui existent naturellement dans la pierre, ou par une substance très-atténuée et souvent fluide, interposée dans la matière propre du corps, ou enfin par un commencement d'altération qu'il é])ronve à sa surface.

Il est aussi un grand nombre de minéraux qui ont la propriété de devenir lumineux par eux-mêmes et par conséquent de pouvoir luire dans les ténèbres, lorsqu'on les place dans certaines circonstances favorables ù la production de ce phénomène, qui est connu sous le nom de //liospliorescence. On développe cette faculté dans les minéraux qui en sont susce|ilibles, par quatre moyens différents, savoir: en les chauffant; en les exposant <|uelque temps à la lumière du soleil; en leur faisant subir l'action du frottement; enfin en les soumettant à l'action des étincelles électriques. Dessaignes, dans un mémoire couronné par l'Institut en KS09, a parfaitement bien étudié toutes les circonstances de ce phénomène intéressant ; il a montré que dans

un grand nombre de cristaux, où il se manifestait, il était en rapport avec la structure cristalline de la substance, et il a cherché à rendre raison de ses effets, en les attribuant à un dégagement de fluide électrique.

•ft Propriétés dépendantes de l'action électrique.

Toutes les substances minérales sont susceptibles d'acquérir la vertu électrique; mais elles diffèrent beaucoup entre elles, soit sous le rapport des moyens que l'on emploie pour la développer aisément dans chacune d'elles, soit par le plus ou moins de tendance qu'elles ont à la conserver ou à la transmettre, soit enfin pai' l'espèce de fluide électrique qu'elles retiennent de préférence entre leurs pores. La plupart des minéraux ne s'électrisenl que lorsqu'on les a frottés avec un autre corps, tel qu'un morceau de drap; quelques-uns ont la propriété de devenir électriques, lorsqu'on se borne à les presser entre deux doigts; d'autres enfin , mais en petit nombre, le deviennent, lorsqu'ils sont exposés à un certain degré de chaleur. Sous le rapport de la faculté conservatrice de l'électricité, on distingue les minéraux en deux grandes classes : les minéraux isolants, qui retiennent le fluide éleclri(iue comme engagé dans leurs pores, sans lui permettre de se répandre sur les corps environnants, et qu'on peut électriser par le frottement, en les tenant entre ses doigts; et les minéraux conducteurs, qui transmettent plus ou moins facilement le fluide électrique aux corps qui sont en contact avec eux, et qu'on ne peut électriser, qu'après les avoir isolés, c'est-à-dire après les avoir fixés sur un support fait d'une substance isolante. Les substances qui sont transparentes et incolores dans leur étal de perfection, sont en général isolantes; elles acquièrent par le frottement l'électricité vitrée. Tels sont les minéraux de nature vitreuse ou pierreuse. Les substances douées d'une couleur propie, et de nature résineuse, sont également isolantes, mais elles acquièrent, à l'aide du frottement, l'électricité résineuse. Les substances essentiellement opaques et douées de l'éclat métallique, sont conductrices, et acquièrent lorsiju'elles sont isolées et frottées, les unes l'électricité vitrée, el les autres la résineuse. C'est parmi les corps isolants que se rencontrent ceux qui sont susceptibles de s'électriser immédiatement par la chaleur. Ce mode particulier de développement de l'électricité donne lieu à des phénomènes extiêmement curieux, qui ont été, pour la plupart, découverts et étudiés avec beaucoup de soin par Hatiy. D'abord, les minéraux électriques par la chaleur manifestent toujours les deux espèces d'électricité à la fois; il se forme en général vers les extrémités de chaque axe d'un cristal, deux pôles électriques différents; de plus, le cristal déroge à la symétrie ordinaire, en ce que l'un des sommets dans lesquels résident les deux fluides, offre des facettes qui ne se répètent pas sur le sommet opposé; et ce qu'il y a de remarquable, c'est une corrélation constante entre ces différences de configuration (les sommets el les forces contraires de leurs pôles : on observe en effet que le pôle vitreux possède toujours un plus grand nombre de facettes que le pôle résineux. Les minéraux électriques par la chaleur différent entre eux sous le rapport du degré de chaleur au(iuel ils prennent la vertu électrique : il en

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