Covellite

Covellite
Covellite
Catégorie II : sulfures et sulfosels[1]
Covellite – Leonard Mine Montana (États-Unis) (7,5×5 cm)

Covellite – Leonard Mine Montana (États-Unis) (7,5×5 cm)
Général
Numéro CAS 19138-68-2
Classe de Strunz 2.CA.05a
Formule brute CuSCuS
Identification
Masse formulaire[2] 95,611 ± 0,008 uma
Cu 66,46 %, S 33,54 %,
Couleur bleu indigo, violet, irisé, pourpré, noir, grisâtre
Classe cristalline et groupe d'espace holoédrie hexagonale, P63/mmc
Système cristallin hexagonal
Réseau de Bravais primitif P
Macle non connu
Clivage parfait sur {0001}
Cassure irrégulière
Habitus cristaux hexagonaux tabulaires à aplatis ; massif
Échelle de Mohs de 1,50 à 2,00
Trait gris, noir, bleu foncé, gris de plomb
Éclat métallique
Propriétés optiques
Indice de réfraction nω = 1,450 ; nε = 2,620
Biréfringence uniaxial (+)
Dispersion 2vz ~ δ = 1,170
Transparence opaque
Propriétés chimiques
Densité 4,60 à 4,76
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La covellite est une espèce minérale composée de sulfure de cuivre de formule CuS avec des traces de fer, sélénium, argent et plomb. La covellite est le premier supraconducteur naturel découvert[3].

Sommaire

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

La covellite est dédiée à Niccola Covelli, minéralogiste italien (1790-1832) qui découvrit l'espèce. Sa description a été faite par François Sulpice Beudant en 1832[4].

Topotype

Le topotype se trouve au Mont Somma (Vésuve), Naples, Campanie, Italie.

Synonymes

Liste des synonymes[5] :

  • breithauptite (Chapman) ; il existe bien une espèce minérale de ce nom : la breithauptite ;
  • cantonite (Pratts). Le nom évoque le topotype : la mine de Canton, comté de Cherokee, Géorgie, États Unis. Il s'agit d'une espèce déclassée qui est en fait une pseudomorphose de galène par la covellite[6] ;
  • coveline ;
  • covellinite ;
  • covellonite.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La covellite se présente sous forme de cristaux hexagonaux tabulaires à aplatis.

Elle est opaque et d'éclat métallique, sa couleur est un mélange de bleu indigo, violet, irisé, pourpré, noir et grisâtre. Son trait est gris, noir, bleu foncé ou gris de plomb.

C'est un minéral très tendre, de dureté entre 1,50 et 2,00 sur l'échelle de Mohs. Sa cassure est irrégulière.

Cristallographie

La covellite cristallise à température ambiante dans le système cristallin hexagonal, de groupe d'espace P63/mmc (Z = 6 unités formulaires par maille conventionnelle)[7].

  • Paramètres de la maille conventionnelle : a = 3,7938 Å, c = 16,341 Å (volume de la maille V = 203,68 Å3)
  • Masse volumique calculée = 4,68 g/cm3

Les atomes de cuivre sont distribués sur deux sites non-équivalents, ainsi que ceux de soufre. Cu1 possède une coordination triangulaire plane de soufre inhabituelle pour les composés de cuivre. Cu2 est en coordination tétraédrique. Les groupes Cu1S3 et Cu2S4 sont reliés par leurs sommets. S1 est en coordination trigonale bipyramidale de cuivre. S2 est en coordination tétragonale (3+1) de cuivre et de soufre et forme des liaisons S2 similaires à celles trouvées dans la pyrite FeS2. Les longueurs de liaison moyennes sont Cu1-S = 2,190 Å, Cu2-S = 2,312 Å, S1-Cu = 2,247 Å, S2-Cu = 2,305 Å et S2-S2 = 2,071 Å. La structure de la covellite peut être décrite comme un empilement de couches le long de la direction c, contenant alternativement les groupes plans Cu1S3 et des doubles couches formées par les tétraèdres Cu2S4.

  • Groupe Cu1S3
  • Groupe Cu2S4
  • Groupe S1Cu5
  • Groupe S2Cu3S

En-dessous de 55 K, la covellite subit une transition de phase structurelle du second degré et devient orthorhombique, de groupe d'espace Cmcm (Z = 12)[8], avec les paramètres de maille a = 3,760 Å, b = 6,564 Å et c = 16,235 Å (V = 400,69 Å3, masse volumique calculée = 4,75 g/cm3).

  • Structure de la covellite à température ambiante. Jaune : S, gris : Cu.

  • Structure de la covellite en-dessous de 55 K. Jaune : S, gris : Cu.

Propriétés physiques

À partir de la température critique 1,63 K et en-dessous, la covellite devient supraconductrice[3].

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

La covellite est un minéral de formation secondaire des gisements de cuivre associé à l’énargite, à la chalcocite, aux cuivres gris… La formation volcanique du topotype est exceptionnelle.

Gisements producteurs de specimens remarquables

  • Allemagne
Grube Clara près d'Oberwolfach (Forêt-Noire), Baden-Württemberg[9]
  • Belgique
Carrière de la Flèche, Bertrix, Province de Luxembourg[10]
  • Canada
Robb-Montbray Mine, Rouyn-Noranda TE, Abitibi-Témiscamingue, Québec[11]
  • États-Unis
Galactic Open Pit, Summitville District, Comté de Rio Grande, Colorado[12]
Leonard Mine, Butte District, comté de Silver Bow, Montana[13],[14]
  • France
La Verrière, Monsols, Rhône[15]
Le Franciman Mine, Saint-Jean-de-Jeannes, Paulinet, Alban, Tarn[16]
  • Italie
Calabona et Alghero en Sardaigne

Galerie

  • Grube Clara, Oberwolfach (Forêt Noire, Allemagne)

  • Covellite, habitus hexagonal en feuillets (avec de la pyrite)

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Notes et références

  1. ↑ La classification des minéraux choisie est celle de Strunz.
  2. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk
  3. ↑ a et b (en) Francesco di Benedetto, Miria Borgheresi, Guillaume Chastanet, Curzio Cipriani, Dante Gatteschi, Giovanni Pratesi, Maurizio Romanelli et Roberta Sessoli, « First evidence of natural superconductivity », dans European Journal of Mineralogy, vol. 18, no 3, 2006, p. 283-287 [lien DOI] 
  4. ↑ N. Covelli, (1827) « Sur le Bisulfure de Cuivre qui se forme actuellement dans le Vésuve » (1826), dans Ann. Chim., vol. XXXV, p. 105-111, Paris
  5. ↑ « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
  6. ↑ dans American journal of science, vol. 73, 1857, p.417
  7. ↑ ICSD No. 41 911 ; (en) Howard T. Evans, Jr. et Judith A. Konnert, « Crystal structure refinement of covellite », dans American Mineralogist, vol. 61, no 9-10, 1976, p. 996-1000 [texte intégral] 
  8. ↑ ICSD No. 63 328 ; (en) Helmer Fjellvåg, Fredrik Grønvold, Svein Stølen, Arne F. Andresen, Reinhold Müller-Käfer et Arndt Simon, « Low-temperature structural distortion in CuS », dans Zeitschrift für Kristallographie, vol. 184, no 1-2, 1988, p. 111-121 [lien DOI] 
  9. ↑ (de) K. Walenta, Die Mineralien des Schwarzwaldes und ihre Fundstellen, Munich, Chr. Weise, 1992 (ISBN 978-3-921656-24-2), p. 336 
  10. ↑ J. Dehove, « Les minéraux de la Carrière de la Flèche, Bertrix, province du Luxembourg, Belgique », dans Magazine du 4M, vol. 27, no 261, 2006, p. 7-11
  11. ↑ (en) Abdulkader M. Afifi, William C. Kelly et Eric J. Essene, « Phase relations among tellurides, sulfides, and oxides; Pt. II, Applications to telluride-bearing ore deposits », dans Economic Geology, vol. 83, no 2, 1988, p. 395-404 [lien DOI] 
  12. ↑ (en) dans Rocks & Minerals, vol. 64, no 6, 1989, p. 500
  13. ↑ (en) dans Rocks & Minerals, vol. 61, 1986, p. 12
  14. ↑ (en) dans Rocks & Minerals, vol. 62, no 5, 1987, p. 323
  15. ↑ G. Favreau, J.-R. Legris et M. Dardillac, « La Verrière (Rhône): Histoire et Minéralogie », dans Le Cahier des Micromonteurs, vol. 53, no 3, 1996, p. 3-28 
  16. ↑ R. Pierrot, P. Picot, J.-P. Fortune et F. Tollon, Inventaire minéralogique de la France n°6 - Tarn, Editions du BRGM, 1976

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