- Pyrite
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Pyrite
Catégorie II : sulfures et sulfosels[1]
Pyrite Octaèdre - Mines de Huaron, Pérou (8×8 cm) Général Nom IUPAC bis(sulfanylidene) de fer Numéro CAS Classe de Strunz 02.EB.05aClasse de Dana 2.12.1.1Formule brute FeS2 Identification Masse formulaire[2] 119,975 ± 0,012 uma
Fe 46,55 %, S 53,45 %,Couleur doré pâle, terne Classe cristalline et groupe d'espace diploïdal - Pa3 Système cristallin cubique Réseau de Bravais primitif P Macle sur [110], interpénétration (croix de fer), et sur [001] Clivage faible à {100} et {110} Cassure irrégulière, parfois conchoïdale Habitus cubique, les faces peuvent être striées, mais aussi souvent octaèdre ou pyritoèdre Échelle de Mohs 6 - 6,5 Trait vert-noir à marron avec une odeur de soufre Éclat métallique, brillant Propriétés optiques Transparence opaque Propriétés chimiques Densité 4,95 - 5,10 Température de fusion 1 177 - 1 188 °C Fusibilité fond et donne une boulette magnétique Solubilité faiblement soluble dans HNO3 Propriétés physiques Magnétisme magnétique après chauffage Radioactivité aucune Précautions SIMDUT[3] Produit non contrôlé Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. La pyrite est une espèce minérale composée de sulfure de fer, de formule FeS2, pouvant contenir des traces de Ni, Co, As, Cu, Zn, Ag, Au, Tl, Se et V.
Sommaire
Historique de la description et appellations
Inventeur et étymologie
Le terme pyrite est attribué à Dioscoride en l'an 50 qui en fait le premier mention. La pyrite fut remarquée des anciens pour les étincelles qu'elle produit sous les chocs. Le terme provient du grec πυρίτης (λίθος) – pyrítēs (líthos) – littéralement « pierre à feu ».
Topotype
Le topotype de cette espèce minérale n'est pas référencé.
Synonymes
Il existe de très nombreux synonymes pour cette espèce[4] :
- fer sulfuré (Haüy) ;
- hépatopyrite ;
- or des fous (terme commun avec la chalcopyrite)[5] ; durant la ruée vers l'or, la méconnaissance et le désespoir de bien des mineurs les menèrent à confondre la pyrite et la chalcopyrite avec l'or à cause de leur éclat et leur couleur ;
- Pyrit (Haidenger) ;
- pyrites ;
- Schwefelkies (Werner) ;
- sidéropyrite ;
- tombazite ;
- xanthopyrite.
Caractéristiques physico-chimiques
Critères de détermination
Du point de vue macroscopique, les cristaux de pyrite prennent souvent des formes dodécaédriques aux faces pentagonales appelé pyritoèdres. De façon générale, la pyrite forme des cristaux d'habitus cubique, octaèdrique ou pyritoèdrique, dont les faces peuvent être striées.
D'éclat métallique brillant et opaque, la pyrite a une couleur dorée pâle. Son trait est vert-noir à marron et dégage une odeur de soufre.
Sa dureté est entre 6 et 6,5 sur l'échelle de Mohs. Sa cassure est irrégulière et parfois conchoïdale.
Les macles des pyritoèdres sont dites en « croix de fer ». La pyrite est souvent maclée sur [110], par interpénétration (croix de fer) et sur [001].
La pyrite est faiblement soluble dans l'acide nitrique. Elle devient magnétique lorsqu'elle est chauffée ; lors de la fusion entre 1 177 °C et 1 188 °C, elle forme une boulette magnétique.
Variétés
- Arsenian pyrite : pyrite contenant 3 % d’arsenic. Les cristaux de cette variété ont la particularité d’avoir des faces incurvées ou mal formées. Elle s’est rencontrée en France dans la mine de Salsigne dans l’Aude (gisement épuisé) et dans de nombreuses autres localités dans le monde.
- Ballesterosite : variété riche en zinc et en étain trouvée à Riego Rubio, Ribadeo, Lugo, Galice, Espagne. Cette seule occurrence mondiale suggère que cette « variété » soit en fait un simple synonyme de la pyrite.
- Bravoïte (synonyme de mechernichite) : espèce décrite par Hillebrand en 1907[6] et dédiée au minéralogiste péruvien Jose J. Bravo (1874-1928). Cette espèce est déclassée au rang de variété par l’IMA. Il s'agit d'une pyrite nickélifère de formule (Fe,Ni)S2. Il existe une sous variété : l’hengleinite, de formule (Ni,Fe,Co)S2, connue à Müsen (Allemagne). La bravoïte posséde plusieurs occurrences dans le monde. En France elle est connue dans la vallée d'Aure, Beyrède-Jumet, Hautes-Pyrénées[7], à Malepeyre, Lubilhac, Haute-Loire[8] et dans plus de cinquante autres gisements.
- Cayeuxite : variété de pyrite riche en As, Sb, Ge, Mo, Ni et autres métaux, se présentant sous forme de nodules polymétaliques du crétacé inférieur. Elle est dédiée au minéralogiste français Lucien Cayeux[9].
- Cobalt-nickel-pyrite : variété contenant de 2 à 3 % de cobalt et 2 à 6 % de nickel, de formule 4[(Fe,Ni,Co)S2].
- Cobaltoan pyrite : variété cobaltifère de pyrite de formule (Fe,Co)S2. Il existe de nombreuses occurrences à travers le monde.
Cristallochimie
- Elle forme une série avec la cattiérite CoS2.
- Il existe un polymorphe de la pyrite : la marcassite.
- La pyrite sert de chef de file à un groupe de 19 espèces isostructurelles selon la classification de Strunz : le groupe de la pyrite.
Groupe de la pyrite Minéral Formule Groupe ponctuel Groupe d'espace Pyrite FeS2 m3 Pa3 Vaesite NiS2 m3 Pa3 Cattiérite CoS2 m3 Pa3 Penroseite (Ni,Co,Cu)Se2 m3 Pa3 Trogtalite CoSe2 m3 Pa3 Villamaninite (Cu,Ni, Co,Fe)S2 m3 Pa3 Fukuchilite Cu3FeS8 m3 Pa3 Krutaite CuSe2 m3 Pa3 Hauerite MnS2 m3 Pa3 Laurite RuS2 m3 Pa3 Aurostibite AuSb2 m3 Pa3 Krutovite NiAs2 m3 Pa3 Sperrylite PtAs2 m3 Pa3 Geversite Pt(Sb,Bi)2 m3 Pa3 Insizwaite Pt(Bi,Sb)2 m3 Pa3 Erlichmanite OsS2 m3 Pa3 Dzharkenite FeSe2 m3 Pa3 Gaotaiite Ir3Te8 m3 Pa3 Mayingite IrBiTe m3 Pa3 Cristallographie
La pyrite cristallise dans le système cristallin cubique, de groupe d'espace Pa3 (Z = 4 unités formulaires par maille), avec le paramètre de maille a = 5,416 Å (volume de la maille V = 158,87 Å3, masse volumique calculée = 5,02 g⋅cm-3)[10].
Elle est constituée d'ions fer(II) Fe2+ et d'ions disulfure S22−, autrement notés −S-S−. La structure de la pyrite est apparentée à celle de la halite NaCl. Les ions Fe2+ forment un réseau cubique à faces centrées, comme les ions Na+ de la structure NaCl. Les ions disulfure constituent des bâtonnets −S-S− dont le centre est en position intermédiaire de la maille cubique face-centrée, c'est-à-dire dans la position des ions Cl− de NaCl.
Coordonnées des ions dans la structure de la pyrite Ion Position
de WyckoffSymétrie
ponctuelleDans l'unité
asymétriquePar l'application des opérations
de symétrie du groupe d'espaceFe2+ 4a .3. 0 0 0 0 1/2 1/2 1/2 0 1/2 1/2 1/2 0 −S-S− 4b .3. 1/2 1/2 1/2 1/2 0 0 0 1/2 0 0 0 1/2 S− 8c .3. 0,38 0,38 0,38
(coordonnées
arrondies)0,12 -0,38 0,88 -0,38 0,88 0,12 0,88 0,12 -0,38 -0,38 -0,38 -0,38 0,88 0,38 0,12 0,38 0,12 0,88 0,12 0,88 0,38 Les bâtonnets −S-S− sont inclinés de 54,74° par rapport aux axes du cube, de telle sorte que :
- les cations Fe2+ sont en coordination octaédrique, entourés d'anions S−, avec une longueur de liaison Fe-S de 2,263 Å ;
- les ions S− (extrémité des bâtonnets d'ions disulfure −S-S−) sont en coordination tétraédrique, chaque S− étant entouré de trois ions Fe2+ à distance 2,263 Å et de l'autre ions S− du pont disulfure à distance 2,160 Å ;
- la longueur des liaisons S-S est 217 pm[11]. La variabilité de cette longueur dans la famille des pyrites est interprétée comme un écart à une structure purement ionique.
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Structure de la pyrite. Jaune : S−, gris : Fe2+.
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Structure de la halite. Bleu : Na+, Vert : Cl−.
Gîtes et gisements
Gîtologie et minéraux associés
La pyrite peut être d’origine sédimentaire, magmatique métamorphique mais aussi dans les dépôts hydrothermaux. On trouve également de la pyrite dans certaines météorites.
Gisements producteurs de specimens remarquables
- Espagne
- France
- Mines de Batère, Corsavy, Arles-sur-Tech, Pyrénées-Orientales[13]
- Carrière de talc de Trimouns près Luzenac dans l’Ariège[14]
- Italie
- Cantiere Vigneria, Miniera di Rio (Miniera di Rio Marina), Rio Marina, Île d'Elbe, Toscane[15]
- Pérou
- Mines de Huaron, San Jose de Huayllay District, Cerro de Pasco, Daniel Alcides Carrión Province, Pasco Department
- Slovaquie
- Banská Štiavnica baňa (ex Schemmittz), Banská Štiavnica, Banská Štiavnické rudné pole, Štiavnické vrchy, Banskobystrický Kraj[16]
Exploitation des gisements
Utilisation
- La pyrite fut plus exploitée comme source de soufre que de fer. Cette industrie très polluante tend cependant à être remplacée par d'autres procédés. En 1985, 18% du soufre était obtenu à partir de ce minerai. La quantité extraite est de moins de 8% actuellement, soit 6,6 millions de tonnes extraites par an, dont 6 millions rien qu'en Chine[17]. Elle n'est pas utilisée comme source de fer pour la fabrication de l'acier car le coût d'extraction est supérieur par rapport à l'hématite (Fe2O3) ou à la magnétite (Fe3O4). L'extraction du fer à partir de la pyrite permet également l'obtention d'une fonte, qui doit cependant être soufflée à l'oxygène pour éliminer le soufre en solution. Les derniers procédés de biolixiviation ont permis l'extraction du chrome à partir de la pyrite.
- Elle reste le minerai de base de la fabrication de l’acide sulfurique par le procédé des chambres au plomb. Elle est exploitée dans beaucoup de gisements pour le traitement métallurgique des poudres (pelletisation) dans la production de l'or, du cuivre, du cobalt, du nickel…
- Le récepteur à pyrite connu sous le nom de poste à pyrite est un récepteur radio à modulation d'amplitude extrêmement simple qui historiquement permit la réception des ondes radioélectriques pendant la Seconde Guerre mondiale.
- Son utilisation dans le remblai autour des fondations de diverses constructions, notamment au Québec, a été à l'origine de critiques en raison de l'affaiblissement des fondations dû aux fissures provoquées par le gonflement de la pyrite en présence d'eau.
Galerie
Galerie France
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Pyrite - mine de Batère, Pyrénées-Orientales (17×11 cm) -
Pyrite - macle en « croix de fer » - mine de Batère, Pyrénées-Orientales (7×5 cm) -
Pyrite - octaèdre - Trimouns, Ariège (6×5 8 cm) -
Pseudomorphose ammonite en pyrite - Bully, Calvados (4 cm)
Galerie Monde
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Pyrite - dodécaèdre - Rio Marina, île d'Elbe, Italie -
Pyrite - mine Ampliación a Victoria, Espagne (4×4×4 cm) -
Pyrite et sphalérite - mines de Huaron, Pérou (18×11 cm) -
Pyrite et quartz - Banská Štiavnica baňa, Slovaquie (7×5 5 cm)
Références
- La classification des minéraux choisie est celle de Strunz.
- Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk
- « Pyrite » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
- « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
- François Pernot, L'or, Artemis, p. 22
- (en) W.F. Hillebrand, « Vanadium sulphide, patronite, and its mineral associates from Minasragra, Peru », dans American Journal of Science, vol. 24, no 140, 1907, p. 141-151 [lien DOI]
- C. Gourault, « Indice de Beyrède-Jumet (Hautes-Pyrénées) », dans Le Cahier des Micromonteurs, vol. 2, 1998, p. 5-9
- P.G. Pélisson, « Étude Minéralogique et Métallogénique du District Filonien Polytype de Paulhaguet (Haute-Loire, Massif Central Français) », thèse de doctorat, Orléans, France, 1989
- (en) Zbigniew Sujkowsrki, « The nickel bearing shales in Carpathian Flysch », dans Arch. Mineral. Warsaw, vol. 12, 1936, p. 118-138
- ICSD No. 109 377 ; (en) Milan Rieder, John C. Crelling, Ondřej Šustai, Milan Drábek, Zdeněk Weiss et Mariana Klementová, « Arsenic in iron disulfides in a brown coal from the north bohemian basin, Czech Republic », dans International Journal of Coal Geology, vol. 71, no 2-3, 2007, p. 115-121 [lien DOI]
- Greenwood N.N. & Eanrshaw A (2003) Chemistry of the elements. 2rd Ed. Elsevier
- (es) Miguel Calvo Rebollar, Minerales y Minas de España. Volumen II. Sulfuros y sulfosales, Museo de Ciencias Naturales de Álava, 2003, 703 p.
- C. Berbain, G. Favreau et J. Aymar, Mines et Minéraux des Pyrénées-Orientales et des Corbières, Association Française de Microminéralogie, 2005, p. 39-44
- D. Descouens et P. Gatel, « Le Gisement de Talc de Trimouns », dans Monde & Mineraux, no 78, Avril 1987
- (it) P. Orlandi et A. Pezzotta, I minerali dell'Isola d'Elba. I minerali dei Giacimenti metalliferi dell'Elba orientale e delle Pegmatiti del Monte Capanne, Novecento Grafico, Bergamo, 1997, 245 p.
- (en) M. Haber, S. Jelen, E.L. Shkolnik, A.A. Gorshkov et E.A. Zhegallo, « The participation of micro-organisms in the formation of todorokite from oxidation zone (Terézia Vein, Banskà Stiavnica deposit, Slovak Republic) », dans Acta Miner. Petr., vol. 1, 2003
- Vigne J.L., ANDRE G, KAPALA, (2009). Données industrielles, économiques, géographiques sur les principaux produits chimiques, métaux et matériaux. 8e Ed. SFC Eds. http://www.societechimiquedefrance.fr/extras/Donnees/acc.htm
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