Les silicates des roches magmatiques et métamorphiques

Les minéraux terrestres sont divisés en 8 classes : les Eléments natifs, les Sulfures, les Oxydes, les Halogénures, les Carbonates et Borates, les Sulfates, les Phosphates et les Silicates. Leurs cristallisations et composition chimique traduisent des contextes physico-chimiques de mise en place variés depuis des conditions oxydantes, réductrices, de haute ou basse température et pression, en milieu hydraté ou non etc.

Distribution des minéraux constitutifs de la lithosphère terrestre

Parmi ces classes, les silicates représentent 92% des minéraux constitutifs de la lithosphère c'est à dire de la croûte et de la partie solide du manteau supérieur (voir tableau ci-dessous).

Parmi les silicates, 7 minéraux dominent et sont respectivement et par ordre de fréquence décroissant : les Plagioclases (39%), les Feldspaths alcalins (12%), le Quartz et dérivés (12%), les Pyroxènes (11%), les Amphiboles (5%), les Micas (5%) les Argiles (5%) soit 89% du total, le reste des silicates ne comptant que pour 3%.

Cette distribution peut s'expliquer par l'abondance de certains éléments chimiques de la Terre. En effet, 8 éléments chimiques (Figure 4) reflètent 99,999% en volume et 96% en poids de la Terre.

Cette distribution élémentaire montre que l'environnement géochimique est dominé par l'oxygène (46,6% pondéral) et le silicium (27,72% pondéral). L'édifice iono-covalent d'un cristal inorganique le plus stable du point de vue thermodynamique de ces 2 éléments est le tétraèdre formé d'un atome de silicium entouré à équidistance de 4 atomes d'oxygène pour former électriquement neutre. D'autres structures sont possibles mais n'assurent pas la meilleure thermo-stabilité de l'édifice en fonction des rapports ioniques (Rc/Ra) selon la règle de Pauling (Figure 5) :