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Discipline
frontière, à mi-chemin entre la géologie
et la chimie, la minéralogie
a tardé a posséder un développement propre. Sans doute, les minéraux
possédant des caractères extérieurs très différents, un certain nombre
d'entre eux ont-ils été distingués dès les temps les plus reculés.
Les pierres précieuses surtout et quelques minéraux utiles ont attiré
l'attention des premiers humains et les plus anciens écrits en font mention.
L'Antiquité.
Les premières notions
scientifiques se rencontrent dans la Météorologie d'Aristote,
qui introduisit un commencement de méthode dans l'étude de la minéralogie.
Il établit d'abord deux grandes classes : les minéraux divisibles sous
le marteau, et les minéraux malléables. Il appela les premiers fossiles,
et les seconds métalliques. Un des élèves de l'illustre
philosophe, Théophraste (fl. 315
av. J.-C.) écrivit à son tour un petit
traité sur les pierres où il s'écarta de cette division pour classer
les minéraux en fossiles, qu'il subdivisa en pierres et
en terres, et en métaux, qu'il classa suivant leur valeur
et leur utilité. Il y donne la description de beaucoup de minéraux très
répandus dans la nature, comme le gypse, le saphir, etc., et il remarque
que plusieurs d'entre eux se présentent en cristaux. A propos du mot cristal,
il est intéressant de rappeler que dans Homère
'krystallos désigne la glace.
Dioscoride,
vers 75 av. J.-C.,
adoptant une classification moins exacte que celle de Théophraste, partagea
les substances minérales en minéraux marins et en minéraux terrestres.
Son contemporain, Pline l'Ancien, qui, malgré
les erreurs populaires qu'il nous a transmises sans examen, s'est assis
au premier rang parmi les naturalistes des temps anciens, adopta le système
de Théophraste et a consacré les livres
XXXIII à XXXVII de son Historia naturalis à la description des
minéraux. Il a aussi fait connaître les propriétés surnaturelles ou
médicinales que leur attribuaient les Anciens.
Le Moyen âge.
Après Pline,
vinrent Zosime, et plus tard Geber,
qui ne virent dans l'étude des minéraux que les supports de leurs spéculations
alchimiques. Si bien que durant la période de temps qui va de Pline
(76 av. J.-C.)
à Avicenne (980-1036),
on ne trouve aucun écrit consacré véritablement à l'étude des minéraux .
Avicenne ajouta aux pierres et aux métaux les sels et les substances sulfureuses,
et rangea les minéraux en quatre classes : les pierres, les métaux,
les soufres et les sels. Il démontra le premier l'utilité
de l'analyse pour distinguer ces différents corps; et sa nomenclature
resta en usage dans certaines écoles jusqu'au
XVIIe
siècle.; ainsi les classifications d'Ol.
Wormius (1655)
et de Jonston (1661)
ne représenteront-elles aucun progrès par rapport à celle d'Avicenne.
Cependant les recherches
minéralogiques en vue de l'extraction des minéraux utiles n'ont jamais
cessé. Au VIe
siècle, les Slaves
et les Vénètes commencent à exploiter les mines de Bohême
et, avant l'an 1000,
les riches mines de Hongrie ,
de Saxe ,
etc., sont découvertes. Deux siècles plus tard, Albert
le Grand (1193-1280)
écrit un traité de minéralogie dans lequel sont enseignées les connaissances
du temps. Il apporta pour seule modification au système d'Avicenne l'introduction
de la dénomination de mineralia media pour désigner les sels et
les substances combustibles. Basile Valentin,
vers la même époque, faisait connaître l'antimoine, et l'alchimiste
Isaac introduisait des procédés méthodiques dans l'analyse des métaux.
La Renaissance.
Mais il faudra attendre
l'époque de la Renaissance, pour voir
la minéralogie devenir l'objet d'études suivies.
Agricola
(1454-1455),
que Werner a appelé le père de la métallurgie,
s'empara des idées de Théophraste, et bientôt
une nouvelle ère commença pour la minéralogie. Il donne, dans ses traités
De
re metallica et De natura fossilium (1546),
la description de beaucoup de minéraux et emploie pour leur détermination
des caractères d'une assez grande valeur, comme la dureté, la densité,
la coloration, l'éclat, etc. Ce fut lui qui découvrit le bismuth, et
qui inventa, pour l'exploitation des mines et le traitement des minerais,
de nouvelles méthodes, qui subirent même peu de changements jusqu'au
XVIIIe
siècle.
Contemporain d'Agricola,
Paracelse,
livré tout entier aux travaux hermétiques, fut conduit par eux à la
connaissance du zinc. Encelius paraît être le premier (1557)
qui ait présenté des vues judicieuses sur la classification des minéraux,
et Gessner (1563)
le premier qui ait écrit sur la cristallographie. En 1575,
Bernard
Palissy fit à Paris, sur la minéralogie
des cours qui furent suivis avec empressement.
Césalpin
(1596)
publia un essai de classification minéralogique que Whewell
a jugée très satisfaisante pour une époque où la chimie
était encore si peu avancée.
Le XVIIe
siècle.
G. Cesius, de Stockholm,
et Aldrovandi, au commencement du XVIIe
siècle, firent des tentatives du même
genre. Ils divisaient tous les minéraux ,
en terres, en fluides solidifiés, en pierres et en
métaux.
Leurs idées, quoique mêlées des idées de l'alchimie
et de la cabale, sont souvent raisonnables. Nicolas
Sténon, est le premier qui ait observé la constance de la forme dans
les cristaux, car, dans son livre De solido intra solidum contento,
publié en 1669,
il remarque que les angles d'un cristal hexagonal ne varient pas, quoique
ses côtés puissent varier.
Le goût des collections
naquit : on étudia le gisement des minéraux; on sentit le besoin d'une
classification fondée sur des principes stables, et les ouvrages se multiplièrent.
Bécher,
en 1664,
fit revivre la méthode de Théophraste et
d'Avicenne, et se livra à des recherches relatives
aux effets que produit le feu sur les minéraux. En Angleterre ,
le physicien Boyle observait, en 1673,
la propriété électrique de quelques-uns de ceux-ci.
Le XVIIIe
siècle.
Domenico Gulielmini
dans une dissertation sur les sels publiée en 1707,
reprend, pour sa part, les vues de Sténon, et observe que :
"attendu
qu'il y a un principe de cristallisation,
l'inclinaison des plans et des angles est toujours constante."
Whewell
dit que Gulielmini a pressenti les vues des cristallographes modernes relativement
à la manière dont les cristaux sont formés par les molécules
élémentaires (atomes). A ces auteurs en succédèrent d'autres qui, sans
faire de grandes découvertes par eux-mêmes, préparèrent par leurs travaux
le champ que devaient féconder des chercheurs plus heureux. Parmi eux,
on cite Brandt, en 1723,
qui découvrit l'arsenic et le cobalt, Cappeler, qui publia son Prodromus
cristallographiae, la même année; Henkel
dont la Pyritologia porte la date de 1725;
et Bourguet, dont les Lettres philosophiques
sur la formation des sels et des cristaux parurent en 1729.
Mais déjà le réformateur
universel des sciences naturelles Linné, avait
introduit en la minéralogie l'importante considération de la forme cristalline,
et avait établi que les formes géométriques des cristaux constituent
leur caractère le plus essentiel. Malheureusement, il ne sut pas en tirer
un parti convenable, préoccupé qu'il était de certaines idées cristallogéniques
complètement erronées dont on débattait depuis la Renaissance
(les minéraux possédaient-ils la vie, avaient-ils la faculté de s'accroître?
etc. ). Ainsi Linné a-t-il appliqué aux minéraux le système de classification
qu'il avait adopté pour les animaux .
admet que les sels doivent être regardés comme des générateurs : l'union
de tel sel avec telle espèce de pierre est une sorte de fécondation,
laquelle communique à la pierre la faculté de cristalliser sous la forme
particulière au sel qui fait la fonction de principe fécondant. Le diamant,
par exemple, serait une espèce d'alun cristallisant comme ce sel; aussi
le naturaliste lui a-t-il donné le nom d'Alumen adamas (alun diamant).
En somme, il croyait trouver dans le règne minéral le système sexuel
dont il avait déjà tiré parti pour classer les végétaux .
Bromel est le premier
(1750)
qui ait classé les minéraux
d'après leurs caractères pyrognostiques, c-à -d. d'après la manière
dont ils se comportent sous l'action de la chaleur. Peu après, en 1756,
Cronstedt,
tenta un mode de classification tout à fait inconnu avant lui, car il
était fondé sur la composition élémentaire des minéraux, quoiqu'il
n'exclut pas les caractères extérieurs et les propriétés faciles Ã
reconnaître par des expériences fort simples. Sa classification, comme
celles introduites par Linné, faisait appel aux
notions de classes, d'ordres, de genres et d'espèces. C'est à ce minéralogiste
que l'on doit la découverte du nickel et l'utile emploi du chalumeau.
Pendant ce temps, Gellert et Cartheuser essayaient aussi de classer les
minéraux; Lehmann enrichissait la minéralogie
d'observations nouvelles, tandis que l'étude de la chimie reconnaissait
l'existence de trois terres simples : la chaux, la silice et l'alumine.
Il furent suivi dans
cette voie par plusieurs auteurs, dont Wallerius, qui utilisa l'analyse
chimique pour tracer de grandes divisions qui se subdivisèrent d'après
les caractères extérieurs. Sa nomenclature, résumée dans le tableau
ci-dessous, est plus régulière que celle d'aucun de ses devanciers; la
description des espèces et des variétés y est plus exacte qu'on ne l'avait
faite jusqu'alors :
-
| Terres |
Humus,
terres calcaires, gypseuses, etc., argiles, ocres, sables, etc. |
| Pierres |
Ordre
I . Pierres clacaires : calcaire, spath, gypse, fluorine. |
| Ordre
II. Pierres vitreuses : sables quartzeux, feldspath, quartz, gemmes
(diamant, rubis, topaze), grenat, agate, jaspe. |
| Ordre
III. Pierres fusibles : zéolite, tourmaline, wolfram, etc. |
| Ordre
IV . Pierres apyres : mica, talc. |
| Ordre
V. Pierres composées (roches) : granit, micaschiste. |
| Minerais |
Ordre
I. Sels : borax,
sel ammoniac. |
| Ordre
II. Sulfures : bitume, succin, ambre, pyrite. |
| Ordre
III. Semi-métalliques : mercure, arsenic, cobalt, nickel, antimoine, bismuth,
zinc. |
| Ordre
IV : Métalliques : fer, cuivre, plomb, étain, argent, or, platine. |
| Concreta |
Laves,
roches, pétrifications. |
Ce fut alors que
la minéralogie devint en France
le sujet d'études profondes. Valmont de Bomare, s'attachant à combiner
ensemble les systèmes de Cartheuser, de Wallerius,
de Lehmann et de quelques autres minéralogistes,
et cherchant à éviter l'inconvénient de divisions trop nombreuses, tomba
dans un excès contraire par l'établissement de dix classes seulement.
Mais si sa classification vicieuse est totalement oubliée aujourd'hui,
il a rendu les plus grands services à la minéralogie, par ses cours publics,
ce que l'on n'avait pas vu depuis Bernard Palissy,
et en faisant avec quelques disciples des excursions dans les environs
de Paris.
Vers l'année
1772,
Sage,
à qui l'on doit l'établissement de l'école des mines de Paris, avança
par ses travaux la
docimasie, ou l'art d'essayer les minerais. Dans
sa Minéralogie docimastique, il divise les minéraux en trois classes
dans la première sont les sels, les acides, les soufres, les bitumes et
les combustibles; la seconde renferme les terres, les pierres simples,
les roches
et les laves ;
les substances métalliques composent la troisième classe : chacune se
divise en un certain nombre d'ordres. Capeller avait reconnu, peu de temps
auparavant, une certaine analogie de formes dans les divers cristaux d'une
même substance.
L'impulsion était
donnée; la minéralogie ne pouvait plus ralentir sa marche. Dellnyard
venait de découvrir le tungstène, Gregor le titane, Muller le tellure,
Hielm le molybdène; et ces découvertes se firent de 1781
à 1782.
Pendant que de Born, en Allemagne ,
établissait un système analogue à celui de Cronstedt;
que Bergmann suivait à peu près la même marche,
avec cette seule différence qu'il portait à cinq, par suite de la découverte
de la magnésie et de la baryte, le nombre d'ordres des substances minérales,
fixé avant lui à trois; que le chimiste Kirwan
adoptait la même division, en rangeant toutefois le diamant parmi les
graphites.
D'un autre côté
le chef de la célèbre école de Freiberg ,
Werner,
s'efforçait de ramener la détermination des espèces minérales à la
simple considération des caractères extérieurs, c.-à -d. de ceux que
nous pouvons constater à l'aide de nos seuls organes et sans le secours
d'aucun instrument. Dans sa nomenclature, les minéraux simples forment
quatre classes : la première comprend les terres et les pierres; la deuxième
les matières salines (sapides et solubles); la troisième, les matières
combustibles; la quatrième, les métaux. C'était à peu près la marche
qu'avait suivie Lehmann; mais Werner partage
la première classe en huit genres, dont le premier ne comprend qu'une
seule espèce, le diamant, parce que, fidèle à ses idées sur l'importance
des caractères extérieurs, il lui semblait que la dureté de ce corps
devait le placer en tête des substances pierreuses; les sept autres genres
sont ce que l'on appelait alors les terres simples, c'est-Ã -dire
la zircone, la silice, l'argile la magnésie, la chaux, la baryte et la
strontiane. Les autres classes se composent d'autant de genres qu'il y
a de sortes de sels, de combustibles et de métaux. Chacun des genres contient
un certain nombre d'espèces, suivant le principe admis par ce savant,
que les minéraux qui diffèrent essentiellement des autres par leur composition
chimique doivent former des espèces différentes.
En France ,
en dépit de l'impasse dans laquelle conduisait cette approche, Daubenton
et surtout Romé de l'Isle
tentèrent encore de pousser la minéralogie dans la direction indiquée
par Linné. Romé de l'Isle, qui était aussi l'ami et le disciple de Sage,
se livra à des recherches assez étendues relativement à la cristallographie.
Sa Cristallographie (1783)
est pleine d'observations précieuses sur la dérivation des formes cristallines.
Il ne fit pas de changements, à la nomenclature de son maître, mais il
sut comparer un grand nombre de cristaux; il rechercha, dans les plus compliqués
par leurs formes, les formes plus simples qui leur avaient donné naissance;
enfin il fit sentir l'importance de la cristallisation dans la détermination
des espèces minérales.
Daubenton,
pour sa part, contribuait puissamment à l'avancement de la minéralogie
par un travail publié eu 1784,
et qui est vraiment remarquable pour cette époque. Peu satisfait des résultats
de l'analyse chimique, il divisa tous les minéraux connus alors en quatre
ordres : le premier comprenant les sables, les pierres et les terres, et
en appendice les agrégats; le deuxième, les sels solubles dans l'eau;
le troisième, les corps inflammables; le quatrième, les métaux,
qui sont suivis des produits volcaniques en appendice. Ces ordres, dates
cette nomenclature, se subdivisent en genres, sortes et variétés, parce
qu'elle n'admet pas d'espèces.
Le XIXe
siècle.
Dans un écrit publié
en 1801
par Dolomieu, ce savant géologue défendit
la nécessité d'établir en minéralogie des bases fixes pour déterminer
les espèces. Ce fut vers le même temps que l'abbé Haüy
(1784
- 1801),
élève de Daubenton, fit une application nouvelle
des formes cristallines à la détermination de l'espèce minéralogique.
II parvint à déterminer la forme primaire de tous les minéraux, et il
montra comment les formes secondaires dérivent de cette forme par les
simples lois du décroissement. Le premier il donna une définition rigoureuse
de l'espèce minérale, qui comprend à !a fois la considération
de la forme et de la composition élémentaire. Voici la classification
à laquelle il aboutit :
-
| Acides
libres |
Acide
sulfurique; acide boracique |
Substance
métalliques
hétéropsides |
Genre
I . Chaux : C. carbonatée, C; phosphatée; C. fluatée, etc. |
| Genre
II. Baryte sulfatée, etc. |
| Genre
III. Strontiane |
| Genre
IV . Magnésie |
| Ordre
V. Alumine, etc. |
| La
silice et les silicates n'ayant pas de principe caractéristique forment
un appendice à cette deuxième classe. |
Substance
métalliques
autopsides |
Ordre
I. Minéraux du platine, de l'iridium, de l'or, de l'argent. Ceux de chaque
minéral forment un genre. |
| Ordre
II. Métaux oxydables et réductibles immédiatement. Mercure |
| Ordre
III. Métaux oxydables, mais non réductibles immédiatement. Minéraux
du plomb, du nickel, du cuivre et de tous les autres métaux. |
Substances
combustibles
non
métalliques |
Soufre;
Diamant; Anthracite; Mellite. |
| Appendice.
Substances phytogènes : bitume, houille, jais, succin. |
A la même époque
la chimie étendait encore le domaine de la minéralogie. Vauquelin,
en 1797,
avait découvert le chrome; Hatchett découvrit le tantale,
Wollaston,
le palladium et le rhodium; Descotis, en 1803,
l'iridium; Tennant,
l'osmium; et Berzélius;
en 1804,
fit la découverte du cérium.
En 1802
et en 1807,
Brochant
et Beudant publièrent chacun un traité élémentaire.
L'ouvrage de Brochant est rédigé d'après les principes de Werner
: ce que nous avons dit de ce minéralogiste suffit pour donner une idée
de ce travail, qui eut une heureuse influence. Le travail de Brochant fut
fait d'après d'autres principes; il partagea les minéraux
en cinq classes :
1° celle
des oxygénés non métalliques;
2° celle des sels
non métalliques;
3° celle de pierres;
4° celle des combustibles;
5°celle des métaux.
Chacune de ces classes
se divise en ordres. La première en comprend deux, l'ordre des oxygénés
non acides et l'ordre des oxygénés acides. La deuxième classe comprend
l'ordre de sels alcalins et l'ordre des sels terreux. Dans la troisième
classe se trouvent : l'ordre des pierres dures, l'ordre des pierres onctueuses
et l'ordre des pierres argiloïdes. La quatrième renferme l'ordre des
combustibles composés et l'ordre des combustibles simples. Enfin, dans
la cinquième sont compris : l'ordre des métaux fragiles et l'ordre des
métaux ductiles.
Par la suite, Brongniart
a proposé une autre classification des substances minérales, que nous
ferons connaître plus loin; il a publié en 1827
une classification des roches ,
qu'il comprend dans deux grandes classes : les roches homogènes ou simples,
divisées en deux ordres: les phanérogènes et les adélogènes;
les roches hétérogènes ou composées, divisées également
en deux ordres : les roches de cristallisation et les roches
d'agrégation.
Les importantes découvertes
de Davy vinrent modifier encore les opinions des
minéralogistes sur les bases d'une bonne classification. Ses recherches
lui firent connaître les éléments de ce qu'on appelait terres et alcalis.
La potasse, la soude, la baryte, la strontiane et la chaux, ne furent plus
pour ce chimiste que les oxydes des divers métaux qu'il appela potassium,
sodium, baryum, strontium et calcium. Ses expériences, répétées par
les autres chimistes, firent adopter son opinion.
Dalton,
autre chimiste, se fondant sur la divisibilité de la matière à l'infini,
introduisit les idées atomistiques de Démocrite,
mais leur donna une application utile et positive. Il avait pris pour point
de départ de la comparaison des atomes des corps l'atome de l'hydrogène;
mais sa théorie manqua de stabilité, parce que ce gaz n'est pas répandu
dans tous les corps, et que son poids n'est pas parfaitement connu. Cependant
il ouvrit une nouvelle route dans laquelle Wollaston se distingua,
en adoptant pour unité des comparaisons atomiques l'oxygène. Thompson
et Berzélius ne tardèrent pas à adopter
son opinion. Mitschelich ayant prouvé, par un grand nombre d'expériences,
que les formes des substances minérales peuvent, suivant les circonstances
dans lesquelles elles se trouvent, se modifier à l'infini, c'est-à -dire
qu'elles peuvent présenter les mêmes formes cristallines, quoiqu'elles
soient composées d'éléments différents, pourvu que leurs atomes soient
en nombre égal et combinés de la même manière, on sentit plus que jamais
l'insuffisance des classifications minéralogiques qui n'étaient pas fondées
sur les principes de la nouvelle chimie. Wollaston
parvint à connaître, en 1818,
la pesanteur spécifique des corps à l'état gazeux, et conséquemment
le poids de leurs atomes.
La même année,
Stromeyer découvrit le cadmium; Arfwedson fit la découverte du lithium;
l'année suivante, Berzélius étendit, plus
que ne l'avait fait Cronstedt, l'emploi du
chalumeau, et démontra le secours que l'on peut en tirer dans les analyses
microscopiques. Jusqu'alors on s'était contenté d'appliquer la chimie
à la détermination des grands groupes minéralogiques. Mohs est le premier
qui ait essayé d'employer le secours de l'analyse chimique pour déterminer
les espèces et les familles minérales. Les minéralogistes français
modifièrent alors leurs classifications. Berzélius fut celui qui alla
le plus loin sur cette route. Il rangea d'abord les substances minérales
d'après leurs éléments les plus électropositifs; mais ensuite il proposa
une seconde classification, d'après les éléments électro-négatifs,
et il en forma deux classes, l'une comprenant les minéraux
composés à la manière des substances inorganiques, et l'autre les minéraux
composés à la manière des substances organiques. L'oxygène étant l'élément
identifié comme le plus électro-négatif, toutes les combinaisons oxygénées
forment dans la nomenclature de Berzélius une division à part, et se
trouvent rangées sous l'oxygène, qui devient ainsi le type d'une immense
famille.
Les mêmes principes
ont servi de base aux méthodes de Beudant et
de Brongniart, que nous allons examiner. Beudant
divise les substances minérales en classes, familles, genres, espèces
et variétés. Les classes, au nombre de trois, portent les dénominations
suivantes, proposées par Ampère, à savoir :
1° les
gazolytes, substances renfermant, comme principe électronégatif, des
corps gazeux, liquides ou solides susceptibles de former des combinaisons
gazeuses permanentes avec l'oxygène, l'hydrogène, ou avec le fluor;
2° les leucolytes,
substances renfermant, comme principe électronégatif des corps solides
qui ne donnent généralement que des solutions blanches avec les acides,
et ne sont point susceptibles de former des gaz permanents;
3° les chroïcolyles,
substances renfermant, comme principe électro-négatif, des corps solides
susceptibles de former des sels ou des solutions colorées, et ne se réduisant
jamais en gaz permanent.
Brongniart,
dans sa nouvelle classification, s'est soustrait à la prétendue nécessité
de prendre un seul principe pour classer les corps qui constituent le règne
minéral. Il a été frappé des avantages qu'il y avait à adopter pour
la classification des pierres et des alcalis un principe différent de
celui que semble exiger la classification de métaux. Il a cru plus convenable
ou plus naturel de prendre l'acide ou l'élément négatif comme principe
commun dans la classification des pierres et des sels alcalins, et la base
ou l'élément positif pour le groupement en genres des métaux proprement
dits. La classification par les bases, si peu naturelle pour les pierres,
dit-il, est, au contraire, très naturelle pour les combinaisons dans lesquelles
les métaux se présentent comme éléments fondamentaux.
Et après.
La science minéralogique
ainsi constituée, toutes les découvertes modernes faites en physique
et en chimie ont répandu sur elle de nouvelles lumières et ont puissamment
concouru à ses progrès. Telles sont les découvertes de l'isomérie,
de l'isomorphisme, de la polarisation de
la lumière, etc. Et il est ici à noter
que, contrairement aux autres branches des sciences naturelles, le nombre
des minéraux
a diminué. Avant l'emploi des méthodes modernes, le même minéral portait
en effet des noms différents suivant son état d'agrégation, sa couleur,
etc. Il en est résulté de nombreuses suppressions, que n'a nullement
compensées le nombre des minéraux découverts annuellement.
L'historique des
propriétés chimiques appartient à l'histoire de la chimie. De même
celui des propriétés physiques (élasticité, double réfraction, pyro-
et piézoélectricité, etc.) appartient à l'histoire de la physique.
Nous n'avons donc pas à nous en occuper ici. On notera seulement que Max
von Laue, en 1912,
a appliqué la diffraction des rayons X par les cristaux pour étudier
les minéraux et a ainsi confirmé les vues avancées par Haüy.
L'identification des minéraux s'en est trouvé facilitée grandement,
en même temps que les anciennes tentatives de classification, calquées
sur les concepts à l'oeuvre en biologie, se sont avérées inadéquates.
Le tableau que l'on trouvera dans la page de ce site consacrée aux minéraux
donnera une idée des grandes lignes de la classification des minéraux
actuellement adoptée. |
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