MINÉRALOGIE PHYSIQUE

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ARTICLE PREMIER

Formes des minéraux et lois cristallographiques

Les corps, quels qu'ils soient, sont regardés comme composés de parcelles très petites, distinctes les unes des autres et appelées molécules, Cette hypothèse explicative est encore poussée plus loin, et les physiciens supposent que les molécules elles-mêmes ne sont que des aggrégations de particules plus petites appelées atomes, lesquels seraient les éléments constitutifs, des corps;

On admet encore que les molécules matériélles, pour une même substance, ont des formes invariables. Et comme, en se groupant, elles n’obéissent qu'aux lois de l'attraction moléculaire, il est naturel de croire que le groupement se fera souvent avec régularité, surtout s’il est le résultat d'actions peu énergiques, se continuant pendant longtemps. Rien de surprenant alors si nous trouvons d'abord des minéraux à structure capillaire comme l'Asbeste, le Gypse fibreux, qui nous montrent

Vexistence de files moléculaires, première phase dit

me 6

groupement des éléments des corps.. Puis, dans le Mica, le Tale, nous trouverons dès feuillets séparables les-uns des autres et témoignant à leur tour, de l’exis. tence de lames, résultat du groupement) régulier des files moléculaires, Dans d’autres minéraux, comme le Sel-Gemme, ces files ou ces lames sembleront ne pas exister, mais la présence de certains plans de facile rupture, parfaitement définis, nous” prouvera encore que le minéral a une structure intérieure régulière, Il en est ainsi pour tous les minéraux, à quelques rares exceptions près.

Ces considérations générales sur la structure élémentaire des minéraux nous font prévoir que très souvent ceux-ci devront avoir des formes extérieures régulières. C'est aussi ce qui a lieu, et ces formes ont reçu le nom

de formes cristallines.

CRISTAUX.— Les cristaux sont des solides à forme géométrique régulière, susceptibles de détermination rigoureuse. L'étude de ces formes porte le nom de cristallographie. Ces polyèdres sont limités par des faces plus ou moins développées et par des angles dièdres, solides et plans, invariables. |

Le volume des cristaux varie à l'infini, On en voit de toutes les dimensions depuis les cristaux microsco: piques jusqu'aux énormes cristaux, pesant plus de 200 livres, que l’on a trouvés dans les gisements d’A pafite, près d'Ottawa,

AXES.— Pour faciliter l'étude de ces formes, on suppose à leur intérieur l'existence de certaines lignes ayant chacune une position déterminée et appelée axes

de cristallisation, Un axe est une ligne passant par

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le centre du cristal et autour de laquelle les faces cristallines sont disposées avec symétrie, On le définit. encore quelquefois : toute ligne passant par le centre ! du cristal et aboutissant au milieu de deux faces KyA opposées, de deüx arêtes opposées ou à deux poire, |

Rs | Fig. 2

ments opposés. Les lignes ab, cd, ef (fig. 1), sont des axes. Il en serait de même des directions mn, pr, st, qui joindraient deux pointements opposés.

Dans l'exemple que nous venons de citer, les axes sont tous égaux. Dans certains cas un de ces axes se distingue par des propriétés spéciales, tantôt par une longueur différente des autres, tantôt par certaines propriétés optiques ; on l’appelle pour cela aæe principal. Tel est dans la fig. 2, prisme droit À base carrée, l'axe ab qui joint le milieu des deux bases opposées et qui peut être au plus court ou plus long que les deux axes cd et ef, joignant le milieu des faces latérales opposées.

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Fig. 1.—Cube avec axes cristallographiques. TE Fig.‘ 2.—.Prisme carré ré droit, ab est l'axe principal... :

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: CRISTALLOGÉNIE, — Pour qu’un corps puisse prendre la forme cristalline, il faut que ses molécules se réunis.” sent lentement de manière à ‘constituer des groupemènts parfaitement réguliers, ce qui -ne peut se faire

que lorsque les corps passe

à l’état solide,

d’ane vapeur.

de l’état gazeux ou liquide

Or la solidification peut être le résultat

. de l'évaporation d’une di olution, du refroidissement d'une substance fondue

u enfin de la condensation De là troïs modes de cristallisation.

. Lorsqu'une dissolution est soumise à l’évaporation, elle se: concentre peu à peu, elle devient: sursaturée et

. la substance dissoute 8

plus beaux, d'a été plts lente.

solidifie en cristaux d'autant .

utant plus réguliers, que l'évaporation a

Par la'fusion, les mplécules d’un corps sont éloignées les unes des autres et lorsque ce corps se refroidit, elles

se rapprochent

gradufllement pour se grouper en cris-

taux, Ici encore la beauté, la perfection des cristaux dépend de la lenteur/du refroidissement. Si le liquide sè, solidifie rapidement, les cristaux sont petits, mal définis, si au contraire le liquide ne se refroidit que lentement, on peut 4voir de belles cristallisations. Enfin dans certaihs cas une vapeur passe directement

à l’état solide, sans ke liquéfier. Elle peut alors former de beaux cristaux.| ‘C’est ainsi que l’iode et le soufre se subliment et cristallisent avec une grande facilité,

Tels sont, sans doute, les procédés qui, dans l'écorce

terrestre, ont présidé simultanément ou séparément à la. formation des ctistaux naturels,

DÉTERMINATION DES FORMES CRISTALLINES, — Si les

cristaux étaient toujours réguliers, on pourrait: détermi: ex

e prendre

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# ner facilement leurs- formes géométriques en mesurant

leurs faces terminales ou de la longueur de leurs.axes.

Mais les cristaux parfaits ne se rencontrent jamais ou presque jamais. Le minéralogiste est donc forcé d'avoir recours à d’autres données, et le caractère qui lui sert presque exelusivement est la valeuf des anglés dièdres,

Ces angles sont. constants pour une même espèce minérale et une même forme cristalline, Cette loi remarquable, trouvée par Romé de Lisle, a été légèrement modifiée par Mitscherlich qui l'a ainsi énoncée : “ Pour les cristaux de même espèce et de même forme extérieure, les angles dièdres sont constants, si on les mesure à la même température ”. Cette dernière condition a été ajoutée parce qu’on a observé que certains cristaux se dilataient ou, se contractaient inégalement Le en différents sens, ce qui causait une variation dans la : valeur des angles dièdres. Toutefois cette variation est tellement faible qu’elle peut être négligée sans inconvénient pour des mesures faites aux températures ordinaires. : Entre 0° et 100° elle ne dépasse pas 10/ à 12’.

Une autre circonstance fait encore varier la valeur

des angles dièdres; c'est le mélange d’isomorphes.

Plusieurs substances" ont même forme cristalline, et cette similitude s'étend presque jusqu’à la valeur des angles, Ainsi le carbonate de chaux et le carbonate de magnésie cristallisent en rhomboëdres, dont un angle dièdre égale 105° 5’ pour le carbonate de éhaux et 107° 25° pour le carbonate de magnésie. “Les substances qui présentent cette particularité sont dites isomorphes. Or, on a remarqué que les minéraux té a

| à ce agé ar nu

tion d’un cristal et e en toute proportion, Il suit de là que le cristal résultant d’un sémblabl mélange aura des angles de valeur intermédiaire entré les angles de

chacune des substances composantes. On a même con- De staté qu’il y avait une relation entre la valeur des

angles d’un semblable cristal et la quantité relative des isomorphes ‘qui entrent: dans sa composition; de telle façon qu’on trouve là un mode d'analyse approximative. auquel on pourrait recourir dans certains cas. ve MESURE DES ANGLES DIÈDRES. — Nous venons de voir que les formes cristallines se déterminent géométriquement par la mesure des angles dièdres, il est . donc très important de trouver la valeur exacte de ces angles, Les instruments qui permettent de faire cette mesure sont appelés goniomitres. Ils sont de deux sortes : les goniomètres par application et les goniomètres par réflexion.

“ Goniomètre par application. — Le goniomètre par rte application (fig. 5), se compose essentiellement de deux alidades, AB et Àù, mobiles autour d’un axe que l’on peut faire glisser dans une rainure * Commune à chacune d’el- Îles.

Fig. 3. On applique ces ali- | | dades sur l'angle à mesurer, de telle sorte que le plan du goniomètre. soit rigoureusement perpendiculaire à l'arête ‘de cet angle. On

Fig. 3.—Goniomètre par application.

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serre fortement la vis de pression C, de manière àimmo.

biliser les ‘alidades l’une A par rapport à l’autre. Il.

suffit alors d'appliquer le -.

goniomètre sûr un rap:

porteur ordinaire (fig. 4), pour connaître la valeur : de l'angle.

Les mesures faites au goniomètre par application sont loin d’être exac- | tes. “ Tout ici, dit Beudant, se fait par des tâtonnements qui sont d'autant plus difticiles que l’on est : obligé de tenir le cristal d’une main, l'instrument de. l'autre, et d'en porter l'ensemble devant l'œil,‘ pour observer au jour, ce qui est fort gênant et produit des vacillements continuels, dont on ne s'aperçoit même pas. Quelque habitude que l’on ait, rien ne peut assurer que les alidades ont été placées rigoureusement perpendiculaires à l’arête de jonction des deux faces dont on veut déterminer l'inclinaison, ni assez bien appliquées sur ces faces, pour en prendre exactement l'angle. Dans: les petits cristaux, il faut considérablement raccourcir les alidades pour pouvoir mesurer les angles, et il est difficile de juger de l'exactitude de leur application. Dans les gros cristaux il est rare que lès faces ne soierit pas bombées ou inégales, ce qui présente une autre

Fig. 4. À

cause d’erreurs que l’on ne peut éviter.” Aussi at-on

recours de préférence au goniomètre par réflexion qui. est de beaucoup le plus exact,

Fig. 4.— Rapporteur.

SES in rca amine gu nes ce re sn so ninenennion

se

2 na gRs

GONIOMÈTRE PAR RÉFLEXION.—I] en existe plusieurs types. Tous:-sont passablement compliqués et leur description dèmanderait des détails difficiles à saisir pour ceux qui n’ont pas l'instrument sous les ‘yeux. Nous nous bornerons à en indiquer le principe qui est très simple. NN Le

Ce goniomètre mesure directement l'angle dont il faut tourner un cristal pour que la réflexion d’une ligne horizontale éloignée se fasse successivement et dans des conditions absolument semblubles, sur chacune des faces cristallines qui constituent l'angle à mesurer.

Un instant de réflexion fait voir que l'angle mesuré par l'instrument dans ces conditidns est: précisément le supplément dé l'angle du cristal, Voilà pourquoi le

. cercle qui sert À'faire cette mesure est gradué en sens

inverse: de son mouvement. : vs

SYSTÈMES CRISTALLINS,—Les cristaux dans la natüre m ‘rencontrent sous une infinité de. formes différentes, On dit que ces formes sont simples lorsqu'elles sont limitées par des faces égales (cube,

octaèdre, tétraèdre régulier) ; elles sont composées, si les . faces terminales ne sont pas, égales, fig. 5. Assez souvent

encore les formes prismatiques sont appelées formes |

ouvertes (cube), et les formes pyramidales, formes fermées (octaèdre), ï : |

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Fig. 5.—Cube modifié par les faces de l'octaèdre régulier, F

Fig. 5. ‘

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nature ne infirentes, es sont at limi- (cube, ulier) ; si les nt pas, Juvent

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Le nombre si grand des formes cristallines peut, par

‘la coùs | Sa de la longuèur et de la position felative des ax

. donné le nom'de systèmes cristallins.

mération avec leurs caractères distintifs.

S E Système cubique. —Il est caractérisé par trois axes. égaux, et rectangulaires.

» La forme géométrique qui représente est le cube,

% 1, ou l'octaèdre régulier, fig. 6. ‘ Cette forme, étant très simple, se ren-:

‘ contre fréquemment ps la nature, car »n a rémar.

qué que les formes à symétrie simple étaient les plus.

nombreuses parmi les mi-

En voici I lénu-

Fig 6.

néraux. Re D ie Frs nUIT: me hexaganal. — Il est caractérisé | |par

quatre axes, dont trois égaux, dans le même \plan et faisant entre eux des: angles .de 60°, le quatrième inégal) et perpendicu-* Jaire sur le plan des trois autres fig. 7... La forme géométrique an le représente est le prisme droit à d base hexagonale. Dans ce sys- | Fer tèmé,» “un des axes se jdstingue ; l

Fig. 6.—Octaèdre régulier ; les lignes ab, ef sont les axes de cristallisation. .

Fig. 7.— Prisme hexagonal. droit ; Hi.Je Ligne ah est Paxe print —

| cipal.

je | e

se ramener à six systèmes, auxquels on'a'

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