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Le charbon est une roche sédimentaire combustible, noire ou brun foncé, composée principalement de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote et de soufre. Sa formation résulte de la décomposition et de la transformation de végétaux accumulés sur des millions d'années. Il existe différents rangs de charbon, de la tourbe (le moins carbonisé) à l'anthracite (le plus carbonisé), en passant par le lignite et la houille, chacun ayant des propriétés physiques et chimiques distinctes.
Comment identifier
- Couleur
- Noir à brun foncé.
- Éclat
- Mat, terne, vitreux (pour l'anthracite) ou résineux.
- Texture
- Variable, de terreuse et fibreuse (tourbe, lignite) à compacte et cassante (houille, anthracite). Peut présenter des bandes brillantes et mates.
- Forme cristalline
- Amorphe; ne forme pas de cristaux macroscopiques. Peut présenter des structures végétales fossilisées.
- Clivage
- Absente. Fracture conchoïdale ou irrégulière.
- Environnement géologique
- Bassins sédimentaires continentaux ou paraliques (zones côtières), souvent associés à des grès, des schistes argileux et des conglomérats, dans des séquences cycliques (cyclothèmes).
Faits clés
- Dureté: 1-2.5 sur l'échelle de Mohs (variable selon le rang, l'anthracite étant le plus dur)
- Densité: 1.1-1.8 g/cm³ (variable, augmente avec le rang)
- Système cristallin: Amorphe
- Couleur: Noir, brun foncé
- Éclat: Mat, terne, vitreux (anthracite), résineux
- Transparence: Opaque
- Cassure: Conchoïdale, irrégulière, sub-conchoïdale
- Clivage: Absente
- Composition: Principalement carbone (40-98%), avec des proportions variables d'hydrogène, d'oxygène, d'azote, de soufre et de cendres (matière minérale incombustible).
Vérification rapide
- Couleur: Noir à brun foncé
- Éclat: Mat, terne, vitreux
- Trace: Noir ou brun foncé
Caractéristiques physiques
- Habitus cristallin: Massif, stratifié, parfois avec des structures végétales fossilisées.
- Type de clivage: Aucun
- Type de cassure: Conchoïdale à irrégulière
- Ténacité: Cassant
- Type d'éclat: Mat, vitreux, résineux
Formation
Le charbon se forme à partir de l'accumulation et de la compaction de matière végétale dans des environnements anaérobies (marécages, tourbières). Sous l'effet de la pression et de la température croissantes lors de l'enfouissement, cette matière organique subit une carbonisation progressive, perdant de l'eau, du méthane et du dioxyde de carbone, et augmentant sa teneur en carbone. Ce processus est appelé houillification.
Utilisation
Combustible fossile majeur pour la production d'électricité, la sidérurgie (coke), la production de ciment, et comme matière première pour l'industrie chimique (gazéification, liquéfaction).
Répartition des âges
Principalement Carbonifère (359-299 millions d'années), mais aussi Permien, Jurassique, Crétacé et Tertiaire.
Où trouver
États-Unis
Appalaches (houille), Bassin de la Powder River (lignite, sub-bitumineux).
Chine
Principaux bassins houillers dans le nord et le nord-est du pays.
Inde
Bassins de Gondwana.
Australie
Queensland, Nouvelle-Galles du Sud.
Russie
Bassin de la Kouznetsk, Sibérie.
Allemagne
Bassin de la Ruhr (historique), lignite dans la région de la Lusace.
Afrique du Sud
Bassins du Karoo.
Conseils pour trouver
Recherche de gisements
Les gisements de charbon se trouvent généralement dans des bassins sédimentaires où des conditions de sédimentation favorables à l'accumulation de matière organique ont persisté sur de longues périodes. La prospection implique souvent des études géophysiques et des forages.
Identification sur le terrain
Le charbon est reconnaissable par sa couleur noire, sa faible densité (flotte parfois dans l'eau pour la tourbe et certains lignites), sa combustibilité et son aspect souvent stratifié. L'anthracite est plus dur et plus brillant que les autres types.
Sécurité
Le charbon peut contenir des impuretés comme la pyrite (sulfure de fer), qui peut générer de l'acide sulfurique et des métaux lourds lors de l'oxydation. La poussière de charbon est inflammable et peut provoquer la silicose (maladie pulmonaire) en cas d'inhalation prolongée. Le charbon peut également libérer du méthane (grisou), un gaz explosif et asphyxiant. Manipuler avec des équipements de protection individuelle (masque, gants) dans des zones bien ventilées. Le charbon peut être légèrement radioactif en raison de la présence d'éléments traces comme l'uranium et le thorium, mais les niveaux sont généralement faibles et ne posent pas de risque significatif en manipulation occasionnelle.
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Classification scientifique
- Classe minérale
- Roche sédimentaire organique
- Groupe
- Combustibles fossiles
- Système cristallin
- Amorphe
- Formule chimique
- Non stoechiométrique, principalement C, H, O, N, S
- Composition
- Matière organique carbonisée, avec des impuretés minérales.
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