Les escarbots d'Ile-de-France

Club CPN


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Discussion avec un passionné de roches et fossiles.

Vendredi 16 janvier, un chercheur de fossiles, de roches et de minéraux nous a montré une partie de sa collection. En voici ici un aperçu…

montage panoramique - 2

Nous avons regardé les roches d’un peu plus près.

2015-01-16 - 0795 - CPN roches et minéraux - groupe

2015-01-18-mineraux - Lucas et Maël

Sur la photo suivante, sur la première ligne, on peut voir le fossile d’une éponge. Puis une roche avec deux aspects bien distincts, dû aux glaciations successives. Puis une pierre ponce et une obsidienne (c’est la même roche, mais qui a été chauffée à des températures différentes). Ensuite, nous avons vu des cavités formées par des pholades (Mollusques bivalves creusant des loges dans des pierres calcaires).

Sur la seconde ligne, trois fossiles d’éponges. Puis un fossile d’éponge dans du silex. Un fossile d’ammonite. Et enfin un pudding (un ensemble de plusieurs roches) :
2015-01-16 - 0796 - CPN roches et minéraux - montage2

Sur la photo suivante, on peut voir sur la première ligne du calcaire oolithique, une roche calcaire d’origine chimique. Les calcaires oolithiques sont presque entièrement composés de matériaux qui proviennent de la précipitation chimique du calcaire. Leurs conditions de formation sont très particulières. Dans une mer chaude (27 à 28 °C), très peu profonde (moins de 10 mètres), agitée et riche en calcaire dissous, le carbonate de calcium précipite. Il se dépose autour d’un grain central qu’il enrobe, formant des enveloppes concentriques (appelées oolithes). Les oolithes, ressemblant à de petits oeufs, grossissent puis tombent au fond de la mer. Le sable oolithique finit par chasser l’eau et par se cimenter.

Puis des staurolites (cristaux de plusieurs centimètres), une pierre venant de Madagascar et une galène (elle était bien lourde ; lors d’un précédent atelier – voir ici – on avait pu calculer sa densité à 9,625).

Sur la seconde ligne, on peut voir une ophicale, du bois fossilisé, des fossiles de bélemnites (leurs rostres ont la forme de javelot ou de balle de fusil) et une empreinte de coquillage.

2015-01-16 - 0824 - CPN roches et minéraux - montage 3A la fin de la présentation, les enfants ont eu la chance de pouvoir repartir avec des micrasters (un genre éteint d’oursin):

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Classification des minéraux, minéraux organiques et métiers associés

Mardi 20 janvier, nous nous sommes à nouveau penché sur les minéraux, sur leur classification puis précisément sur les minéraux organiques.

1defLes enfants ont tenté de définir ce qu’était un minéral. Nous avons pu voir qu’un minéral est une substance qui n’est pas vivante, qui peut être formée naturellement ou synthétisée artificiellement. Les minéraux sont souvent solides et souvent inorganiques (dépourvu de carbone réduit). En s’associant, ils forment des roches. Un minéral se définit par sa composition chimique et l’organisation de ses atomes.

Le système de classification retenu par l’Association internationale de minéralogie est celle de « Nickel-Strunz ». Les minéraux sont répartis en 10 classes minérales.
Classe I : les éléments natifs (minéraux composés d’un seul élément chimique naturellement présent dans la croûte terrestre, comme le cuivre (Cu)).

Classe II : les sulfures et dérivés (on rajoute le soufre (S), qui avec un degré d’oxydation de -2, est combiné à un autre élément chimique ou un de ses radicaux.).

Classe III : les halogénures (minéral composé d’un ion halogénure, c’est à dire un F(ion fluorure), Cl (ion chlorure), Br (ion bromure), I (ion iodure) ou un At (ion astature)).

Classe IV : les oxydes et hydroxydes (avec O2 ou OH).

Classe V : les carbonates (sel composé d’acide carbonique (H2CO3) et d’une base quelconque) et nitrates (sel ou ester dérivé de l’acide nitrique (HNO3).

Classe VI : les borates (sels formés par l’acide borique (H3BO3) combiné avec une base).

Classe VII : les sulfates et dérivés (sulfate est un sel formé par la combinaison de l’acide sulfurique (H2SO4) avec une base).

Classe VIII : les phosphates et dérivés (combinaison de l’acide phosphorique (H3PO4) avec une base).

Classe IX : les silicates (sel dérivant de la silice (SiO2)).

Classe X : les minéraux organiques. Une substance organique est une substance formée principalement de carbone réduit, résultant de l’activité chimique des êtres vivants. Suite à un processus géologiques, cette substance organique peut devenir un minéral organique.

2whewellite3mellite

 

 

 

 

Nous nous sommes attardés sur les minéraux organiques. Comme les spécialistes ne sont pas d’accord sur la définition, nous avons préféré parlé de minéraux organiques lorsqu’ils n’étaient pas produit par un être vivant et lorsqu’il y avait un processus géologique nécessaire à l’obtention du minéral. C’est le cas de la whewellite et de la mellite.

Dans les autres cas, nous parlons de 5-copalgemmes organiques, comme l’ivoire , le corail rouge, l’ambre, le copal.4-ambre

 

 

 

 

 

6-corail7-corail

 

 

 

 

 

Enfin deux vidéos ont été présenté parlant des métiers de « géologue » et de « joaillier« 


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Les propriétés des minéraux

Le 13 novembre 2014, nous avons abordé les propriétés des minéraux (nous avions auparavant fait un premier atelier sur les roches et les minéraux ; lien ici) . Tout minéral possède des propriétés physiques et chimiques qui permettent de le distinguer des autres.  Ces propriétés sont utiles dans la reconnaissance et l’identification des minéraux. Parmi les propriétés, les plus importantes sont la morphologie, la dureté, la cassure, le clivage, la couleur, la trace, la transparence, l’éclat, la densité, la solubilité, l’effervescence, le magnétisme, la conductivité électrique et la radioactivité.

Au cours de cet atelier, nous avons découvert 4 principales propriétés de différents minéraux.

1 – La transparence : Quels minéraux sont transparents ?

Il s’agissait de définir l’opacité des minéraux et de voir qui est le plus transparent. Pour cela, il faut une échelle d’opacité / de transparence et des minéraux (cristal de roche, cuprite, gypse et obsidienne). Nous avons demandé aux enfants de classer les minéraux en fonction de la lumière qu’ils laissent passer. Puis ils pouvaient placer sur l’échelle de transparence les minéraux en fonction de leur transparence.

2014-11-13 - 0310 - club nature roches et minéraux

Voici l’échelle de transparence :

– Transparent : même avec une grande épaisseur

– Semi-transparent : la vision est trouble à travers

– Translucide : la lumière traverse, mais c’est tout

– Non-transparent : la lumière ne passe pas, mais il est translucide en coupe mince

– Opaque : la lumière ne passe pas du tout

L’agate est translucide. Le cristal de roche est transparent  (le cristal de roche, de par sa définition, ne peut être que transparent ; c’est en fait du quartz transparent ; quand le quartz est translucide, avec quelques couleurs, il a d’autres noms). La cuprite est translucide à opaque (ce qui veut dire qu’on peut trouver dans la nature de la cuprite translucide ainsi que de la cuprite semi-translucide ainsi que de la cuprite opaque). Le gypse est transparent à translucide (on peut donc le trouver transparent, semi-transparent ou translucide). Comme le gypse, l’obsidienne est transparente à translucide (pour l’obsidienne que nous avions, la tranche n’était pas assez fine, on ne pouvait pas estimer sa transparence).

2 – La trace : Quelle trace laissent-ils ?

Les enfants ont pu différencier deux pierres qui se ressemblent : un graphite et une hématite, deux minéraux. Ils ont observé la couleur que la poudre de deux minéraux laissait sur l’envers d’une plaque de porcelaine (le coté granuleux, non verni).

2014-11-13 - 0312 - club nature roches et minéraux

Les enfants ont ainsi remarqué que les traces ne sont pas systématiquement de la même couleur que la couleur de la pierre. Le graphite est noir-gris et laisse une trace noire ; l’hématite est noire et laisse une trace marron. Ainsi, les traces des minéraux peuvent être différentes et nous aider à identifier un minéral.

3 – La dureté : Qui raye qui ?

Les enfants ont placé sur l’échelle de Mohs six minéraux (calcite, chalcopyrite, hématite, quartz, soufre et tourmaline) en fonction de leur dureté.

L’échelle de Mohs fut inventée en 1812 par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs afin de mesurer la dureté des minéraux. Il a choisi dix minéraux de duretés nettement différentes qui varient d’un minéral de faible dureté (talc) à un minéral très dur (diamant). La dureté est une valeur relative, comprise sur une échelle allant de 0 à 10, qui va mesurer la résistance d’un minéral à la rayure, à l’abrasion (usure), ou à la pénétration. C’est un des plus importants paramètres physiques des minéraux. Il permet souvent d’identifier rapidement un minéral (avec la prise en compte d’autres facteurs).

Comme nous n’avions pas les dix minéraux connus, nous avons utilisé quatre matériaux qui sont : nos ongles (=2,2), du cuivre (=3), de l’acier (=5(entre 5-8)) et du verre(=7).

2014-11-13 - 0311 - club nature roches et minéraux

Voici l’échelle de Mohs :

1 : talc : friable sous l’ongle
2 : gypse : rayable avec l’ongle
3 : calcite : raye une pièce en cuivre
4 : fluorine : raye (légèrement) un couteau
5 : apatite : raye un couteau
6 : orthose : raye une lime
7 : quartz : raye une vitre
8 : topaze : raye le carbure de tungstène
9 : corindon : raye du carbure de silicium
10 : diamant : raye un autre diamant

et cette même échelle, en photo :

échelle de Mohs

 

Les enfants ont trouvé que la calcite a une dureté de 3, la chalcopyrite a une dureté de 4, l’hématite a une dureté comprise entre 5 et 6, le quartz a une dureté de 7, le soufre a une dureté de 2 et la tourmaline a une dureté de 7.

4 – La densité : Qui est le plus lourd ?

Dans cette partie, il s’agissait d’évaluer la densité de quatre minéraux (un quartz, une galène, une obsidienne et une pierre volcanique). Lorsque l’on prend ces deux minéraux dans la main, certains semblent plus lourds, d’autres plus légers. Les enfants ont pu mesurer la densité de ces pierres.

Tout d’abord, mettre un récipient d’eau sur une balance et faire la tare (eau distillée uniquement pour les puristes). Puis, en s’aidant d’un filet à citron, immerger totalement la pierre sans toucher le fond ni le bord (mesure M1). Laisser ensuite couler l’échantillon (mesure M2). Et enfin, calculer la densité : densité = M2 / M1.

La densité varie de 1 à 20 selon une échelle de densité : minéraux légers (1 – 2); minéraux moyennement lourds (2 – 4); minéraux lourds (4 – 6); minéraux très lourds (6 – 20).

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Pour le quartz, les enfants ont trouvé une densité de 2,631 ; la galène : 9,625 ; l’obsidienne 2,307 et la pierre volcanique 0,775. La pierre volcanique flotte, elle a une densité inférieure à 1.


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Roches et minéraux

Le 30 octobre, le thème du club nature était « Roches et Minéraux ». En préparation de l’atelier, nous avons regardé deux sites : sur celui-ci, nous avons principalement regardé différents minéraux (les photos sont magnifiques) et sur celui-ci, nous avons eu une petite introduction aux différents types de roches.

groupe

Une roche est un matériau formé par un agrégat naturel de minéraux, de fossiles et/ou d’éléments d’autres roches. Il existe trois types de roches :

– les roches magmatiques : elles résultent de la solidification du magma (ex : obsidienne, basalte, pierre ponce,…). Plus la roche fondue refroidit lentement, plus les cristaux composant la roche magmatique seront gros. (Le granite refroidit lentement et contient de gros cristaux comme le quartz, le mica et le feldspath ; l’obsidienne, qui refroidit vite, contient de petits cristaux)

– les roches sédimentaires : elles sont formées par les débris de roches (érosion), de résidus végétaux et d’animaux (ex : calcaire, grès,…). (Le sable est une roche meuble sédimentaire)

– les roches métamorphiques : elles résultent de la transformation des roches magmatiques ou sédimentaires qui ont été soumises à de fortes chaleurs et à d’énormes pressions de la terre. Il s’agit de roches feuilletées (ex : ardoise, marbre,…)

six-roches

Un minéral est une substance solide ayant une structure spéciale qui donne la plupart du temps une forme cristalline aux minéraux. Il existe plus de 4 500 sortes de minéraux. Les minéraux sont composés de molécules et d’atomes qui en s’assemblant entre eux forment les roches. Ainsi, les minéraux sont les composants des roches (tout comme les briques sont les composants des murs). Une roche est faite d’un assemblage de minéraux.

Quelques minéraux :

mineraux-utilite

Et leur utilité dans la vie quotidienne.

mineraux-utilite2

Certaines familles avaient apporté leurs minéraux, polis ou non… Ci-dessous : la tourmaline, la pyrite, la staurodite, l’obsidienne oeil céleste, l’aventurine, la serpentine, l’améthyste, la calcite, la labradorite et la labradorite blanche.

mineraux-virginie

Et ci-dessous, la morganite, la cacoxénite, le quartz, la topaez, la lazulite, l’aventurine, l’aquamarine, la rubelite, la tourmaline, le feldspath, le grenat, la topaze, la tourmaline, l’agate, l’améthyste, le quartz, la brazilianite, le quartz rose, l’hématite et le béryl.

2014-10-29 - 0235 - roches et minérauxPour finir, les enfants ont pu remplir cette fiche de jeux, qui vient du Muséum d’Histoire Naturelle de Fribourg :

fiche jeu