Sphalérite

Le sulfure de zinc cristallise en plusieurs polytypes, les deux principaux étant la sphalérite et la wurtzite. Quoique la formule parfaite soit ZnS, la wurtzite est un peu déficiente en soufre et la sphalérite est un peu déficiente en zinc.



Catégories :

Minerai - Composé du zinc - Sulfure (minéral) - Polymorphisme - Matériau semi-conducteur - Semi-conducteur - Micro-électronique - Électronique

Sphalérite
Catégorie II : sulfures et sulfosels
Blendeperou2.jpg

Sphalérite, Mines de Huaron Pérou (4x4cm)
Général
Catégorie Minéral
Formule brute (Zn, Fe) S
Numéro CAS 12169-28-7
Identification
Masse formulaire 96, 98 g/mol
Couleur marron, jaune, rouge, vert, noir
Classe cristalline et groupe d'espace hexakistétraédrique \bar 4 \ 3\ m
Système cristallin cubique
Clivage parfait à {110}
Fracture irrégulière
Échelle de Mohs 3.5-4
Éclat adamantin
Propriétés optiques
Indice de réfraction n=2, 396 ; n=2, 47
Biréfringence isotrope
Fluorescence ultraviolet Pour les variétés transparentes, aux UV ainsi qu'aux RX. Thermoluminescent, triboluminescent.
Trait blanc, beige, marron clair
Transparence transparent à translucide
Autres propriétés
Densité 3.9 - 4.2
Caractères différentifs
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Principales variétés
Cleiophane Marmatite
Mátraite Przibramite

Le sulfure de zinc (ZnS) cristallise en plusieurs polytypes, les deux principaux étant la sphalérite et la wurtzite. Quoique la formule parfaite soit ZnS, la wurtzite est un peu déficiente en soufre (ZnS1-x) et la sphalérite est un peu déficiente en zinc (Zn1-xS). L'éclat, résineux, devient métallique lorsque le taux de fer augmente. La couleur fluctue d'incolore (sphalérite particulièrement pure) à jaune-brun ; avec du fer, elle devient noire.

Quand elle est pure, est un mauvais semi-conducteur, mais elle peut contenir en solution solide jusqu'à 50% de fer et peut aussi être faiblement argentifère. Manganèse et cadmium peuvent aussi remplacer le zinc.

La sphalérite est employée comme géothermomètre, car la teneur en FeS est toujours maximale selon la température et la pression de formation (jusqu'à 40-45 mole%). Par altération superficielle, la sphalérite peut donner la smithsonite et le hémimorphite (calamine), qui sont exploités ensemble pour la production du zinc. La variétés riche en manganèse présente la particularité de Triboluminescence. Les variétés transparentes sont taillées comme gemme de collection.

Inventeur et étymologie

Citée par Georgius Agricola en 1546; par Wallerius en 1747 et Torbern Olof Bergman en 1782 elle sera décrite par Ernst Friedrich Glocker en 1847, le nom dérive du grec "sphaleros" = trompeur, en allusion à la possibilité de confusion avec la galène.

Cristallographie

Sphalérite

La sphalérite est le polytype ZnS-3C stable dans les conditions ambiantes.

Cubique, de groupe d'espace  F\bar{4}3m, la structure de la sphalérite est basée sur un empilement cubique de soufre, le zinc occupant la moitié des cavités tétraédriques ainsi constituées (structure dite «blende»).

Structure cristalline de la sphalérite

Wurtzite

La wurtzite est le polytype ZnS-2H stable uniquement à haute température (au-dessus de 1 020 °C). Cependant, on la trouve toujours comme forme métastable à basse température dans la zone de réduction, où sa formation est influencée par le pH. La wurtzite cristallise en formes différentes de couleur jaune : lamelles, prismes, pyramides.

Hexagonale, de groupe d'espace P 6mm, la structure de la wurtzite est basée sur un empilement hexagonal de soufre, le zinc occupant la moitié des cavités tétraédriques ainsi constituées.

La stabilité de la wurtzite est influencée par la fugacité du soufre f (S2)  :

f (S2) = γ (S2) p (S2)
où f (S2) est la fugacité, γ (S2) le cœfficient de fugacité et p (S2) la pression partielle.

Autres polytypes

Le sulfure de zinc se présente fréquemment sous forme de polytypes complexes hexagonaux en co-croissance avec la sphalérite. Les polytypes à plus longue période connus sont : 20T 1, 20T 2, 26T 1, 26T 2, 26T 3, 36T, 40T, 60R 1, 60R 2, 60R 3, 60R 4, 64T, 78R 1, 78R 2, 90R, 108R 1, 108R 2, 120R, 162R.

   Sphalérite taillée – Espagne – Asturie – Picos de Europe
Sphalérite taillée – Espagne – Asturie – Picos de Europe

Gîtologie

La sphalérite est un mineral particulièrement commun et beaucoup répandu dans le monde. Elle peut être d'origine hydrothermale. Mais elle est en particulier trouvée dans les filons de pegmatites pneumatolithique. Dans les gîtes plomb-zinc la sphalérite est fréquemment associé avec la galène, la chalcopyrite, la calcite, la dolomite, la pyrite et la pyrrhotite.

Synonymie[1]

  • blende,
  • brunckite (Herzenberg, 1938)
  • calæm
  • gumucionite
  • marasmolite (M. Shepard)
  • pseudo-galène
  • zinc-blende
  • zinc sulfuré (René Just Haüy, 1801)

Gisements remarquables

En France

Dans le monde

Les variétés

Utilité

La sphalérite est le principal minéral de zinc. Elle peut aussi servir de minerai pour des métaux rares, comme le cadmium, l'indium ou le germanium. Mine de Saint-Salvy-de-la-Balme Tarn France[9]

Galerie France

Galerie Monde

Notes et références

  1. «Index alphabétique de nomenclature minéralogique» BRGM
  2. Min. Rec.  : 20 :483.
  3. Hubert, M. and Hubert, M. N. (1992). "A propos du gisement de Peyrebrune. " Le Cahier des Micromonteurs (2), pp :27.
  4. Græser, S., Cannon, R., Drechsler, E., Raber, T. and Roth, P., Eds. (2008)  : Faszination Lengenbach. Abbau – Forschung – Mineralien 1958-2008. Chr. Weise Verlag, Munich, 192 pp.
  5. Rogulina, L. I., and Sveshnikova, O. L. (2008)  : The Nikolævsky Base-Metal Skarn Deposit, Primorye, Russia. Geology of Ore Deposits 50 (1), 60-74.
  6. Rocks & Mins.  : 22 :321-322.
  7. anales des mines, 5e série, Tome III, Paris 1853 P687
  8. Manuels - Roret Par J. J. N. Huot p. 298 1841
  9. Galvier J. et Gautron L. (1995), Le Règne Minéral, N°6, pp 42-46

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