Composition chimique

La composition chimique d’un minéral est d’une importance fondamentale car ses propriétés en dépendent grandement. Ces propriétés, cependant, sont déterminées non seulement par la composition chimique mais aussi par la géométrie des atomes et des ions constitutifs et par la nature des forces électriques qui les lient. Ainsi, pour une compréhension complète des minéraux, il faut tenir compte de leur structure interne, de leur chimie et des types de liaisons.

Diverses techniques analytiques peuvent être employées pour obtenir la composition chimique d’un minéral. Les analyses chimiques quantitatives utilisent principalement des méthodes analytiques dites humides (par exemple, la dissolution dans l’acide, les tests à la flamme et d’autres techniques classiques de chimie de banc qui reposent sur l’observation), dans lesquelles l’échantillon minéral est d’abord dissous. Divers composés sont ensuite précipités de la solution, qui sont pesés pour obtenir une analyse gravimétrique. Un certain nombre de procédures analytiques ont été introduites qui fournissent des résultats plus rapides mais un peu moins précis. La plupart des analyses utilisent des méthodes instrumentales telles que l’émission optique, la fluorescence des rayons X, la spectroscopie d’absorption atomique et l’analyse par microsonde électronique. Des plages d’erreur relativement bien établies ont été documentées pour ces méthodes, et les échantillons doivent être préparés de manière spécifique pour chaque technique. Un avantage distinct des procédures d’analyse par voie humide est qu’elles permettent de déterminer quantitativement les états d’oxydation des atomes chargés positivement, appelés cations (par exemple, Fe2+ par rapport à Fe3+), et de vérifier la quantité d’eau dans les minéraux hydratés. Il est plus difficile de fournir ce type d’information avec des techniques instrumentales.

Pour assurer une analyse chimique précise, l’échantillon sélectionné, qui peut comprendre plusieurs minéraux, est souvent transformé en une section mince (une section de roche de moins de 1 mm d’épaisseur cimentée pour l’étude entre des plaques de verre transparent). Pour réduire l’effet des impuretés, une technique instrumentale, telle que l’analyse à la microsonde électronique, est couramment employée. Dans cette méthode, une analyse quantitative in situ peut être effectuée sur des grains minéraux de seulement 1 micromètre (10-4 centimètre) de diamètre.