Pyrite

Pyrite CatégorieII:sulfures et sulfosels
Pyrite de la mine de Huanzala (Pérou)
Général
Nom IUPAC	disulfure de fer(II)
Numéro CAS	12068-85-8
Classe de Strunz	02.EB.05a 2SULFIDES and SULFOSALTS (sulfides, selenides, tellurides; arsenides, antimonides, bismuthides; sulfarsenites, sulfantimonites, sulfbismuthites, etc.) 2.EMetal Sulfides, M:S £ 1:2 2.EBM:S = 1:2, with Fe, Co, Ni, PGE, etc. 2.EB.05aAurostibite AuSb2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aCattierite CoS2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aHauerite MnS2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aFukuchilite Cu3FeS8 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aErlichmanite OsS2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aGeversite Pt(Sb,Bi)2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aInsizwaite Pt(Bi,Sb)2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aLaurite RuS2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aKrutaite CuSe2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aPyrite FeS2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aPenroseite (Ni,Co,Cu)Se2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aSperrylite PtAs2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aVaesite NiS2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aVillamaninite (Cu,Ni,Co,Fe)S2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aTrogtalite CoSe2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aDzharkenite FeSe2 Space Group P a3 Point Group 2/m3 2.EB.05aGaotaiite Ir3Te8 Space Group P a3 Point Group 2/m3
Classe de Dana	02.12.01.01 Sulfures et sulfosels 2. Sulfures, incluant séléniures et tellurures 2.12.1/ Groupe de la pyrite 2.12.1.1PyriteFeS2
Formule chimique	FeS2 [Polymorphes]FeS2
Identification
Masse formulaire	119,975 ± 0,012 uma Fe 46,55 %, S 53,45 %,
Couleur	doré pâle, terne
Système cristallin	cubique
Réseau de Bravais	primitif P
Classe cristallineetgroupe d'espace	diploïdal - Pa3
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 oupyritoèdre
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
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.
Unités duSI&CNTP,sauf indication contraire.

PyriteOctaèdre- Mines de Huaron, Pérou (8×8cm)

Lapyriteest une espèceminéralecomposée dedisulfure de fer(FeS₂),polymorphede lamarcassite;elle contient généralement des traces de métaux précieux (argent (Ag),or (Au)), et demétaux lourdsetmétalloïdestoxiquesnickel (Ni),cobalt (Co),arsenic (As),cuivre (Cu),zinc (Zn),thallium (Tl),sélénium (Se)etvanadium (V),et qui rendent son exploitation en tant quemineraitrès polluante.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

Le terme pyrite est attribué àDioscoride;il en fait la première mention connue en l'an50.La pyrite fut remarquée des anciens pour les étincelles qu'elle produit sous les chocs. Le terme provient du grecπυρίτης/pyrítēs–λίθος/líthos,littéralement « pierre à feu ».

Topotype

Letopotypede cette espèce minérale n'est pas référencé.

Synonymes

Il existe de très nombreux synonymes pour cette espèce:

• fer sulfuré (Haüy);
• hépatopyrite;
• or des fous (terme commun avec lachalcopyrite);durant laruée vers l'or,la méconnaissance et le désespoir de bien des mineurs les menèrent à confondre la pyrite et lachalcopyriteavec l'orà cause de leur éclat et leur couleur; paradoxalement, la pyrite contient des traces d'or (l'arsenic et l'or sont des éléments qui entrent dans la structure de la pyrite via une substitution couplée), le métal précieux prospecté dans les sédiments provenant notamment de la diffusion de son élément chimique hors du minéral de pyrite pendant des millions d'années;
• Pyrit (Haidenger);
• pyrites;
• Schwefelkies (Werner);
• sidéropyrite;
• tombazite;
• xanthopyrite.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

Du point de vue macroscopique, lescristauxde pyrite prennent souvent des formesdodécaédriquesaux facespentagonalesappelépyritoèdres.De façon générale, la pyrite forme des cristaux d'habituscubique,octaédriqueou pyritoédrique, dont les faces peuvent être striées.

D'éclat métallique brillant et opaque, la pyrite a une couleur dorée pâle. Sontraitest vert-noir à marron et dégage une odeur de soufre.

Sa dureté est entre 6 et 6,5 sur l'échelle de Mohs.Sacassureest irrégulière et parfoisconchoïdale.

Lesmaclesdes 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 lafusionentre1 177°Cet1 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 lamine de Salsignedans l’Aude (gisement épuisé) et dans de nombreuses autres localités dans le monde.
• Ballesterosite: variété riche enzincet enétaintrouvée 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 1907et 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 pos sắc de plusieurs occurrences dans le monde. En France elle est connue dans la vallée d'Aure,Beyrède-Jumet,Hautes-Pyrénées,à Malepeyre, Lubilhac, Haute-Loireet dans plus de cinquante autres gisements.
• Cayeuxite: variété de pyrite riche en As, Sb, Ge, Mo, Ni et autres métaux, se présentant sous forme denodulespolymétaliques du crétacé inférieur. Elle est dédiée au minéralogiste français Lucien Cayeux.
• 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 unesérieavec lacattiériteCoS₂.
• Il existe unpolymorphede la pyrite: lamarcassite.
• La pyrite sert de chef de file à un groupe de 19 espècesisostructurellesselon laclassification de Strunz:legroupe de la pyrite.

Groupe de la pyrite

Minéral	Formule	Groupe ponctuel	Groupe d'espace
Pyrite	Fe[S2]	m3	Pa3
Cattiérite	Co[S2]	m3	Pa3
Vaesite	Ni[S2]	m3	Pa3
Penroséite	(Ni,Co,Cu)Se2	m3	Pa3
Trogtalite	CoSe2	m3	Pa3
Villamaninite	(Cu,Ni, Co,Fe)S2	m3	Pa3
Fukuchilite	Cu3FeS8	m3	Pa3
Krutaïte	CuSe2	m3	Pa3
Hauérite	Mn[S2]	m3	Pa3
Laurite	Ru[S2]	m3	Pa3
Aurostibite	AuSb2	m3	Pa3
Krutovite	Ni[As2]	m3	Pa3
Sperrylite	Pt[As2]	m3	Pa3
Géversite	Pt(Sb,Bi)2	m3	Pa3
Insizwaïte	Pt(Bi,Sb)2	m3	Pa3
Erlichmanite	OsS2	m3	Pa3
Dzharkénite	Fe[Se2]	m3	Pa3
Gaotaiite	Ir3Te8	m3	Pa3
Mayingite	IrBiTe	m3	Pa3

voir aussien:Pyrite group.

Cristallographie

La pyrite cristallise dans lesystème cristallincubique, degroupe d'espacePa3(Z = 4 unités formulaires parmaille), avec leparamètrede maille$a$= 5,416Å(volume de la maille V = 158,87ų,masse volumiquecalculée =5,02g cm⁻³).

Elle est constituée d'ions fer(II) Fe²⁺et d'ions disulfure S₂²⁻,autrement notés⁻S-S⁻.Lastructurede la pyrite est apparentée à celle de lahaliteNaCl. Les ions Fe²⁺forment un réseaucubique 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 Wyckoff	Symétrie ponctuelle	Dans l'unité asymétrique	Par l'application des opérations de symétrie du groupe d'espace
Fe2+	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:

• lescationsFe²⁺sont encoordinationoctaédrique, entourés d'anionsS⁻,avec une longueur deliaisonFe-S de 2,263Å;
• 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 2,263Ået de l'autre ions S⁻du pont disulfure à distance 2,160Å;
• la longueur des liaisons S-S est217pm.La variabilité de cette longueur dans la famille des pyrites est interprétée comme un écart à une structure purement ionique.

• 
  Structure de la pyrite. Jaune: S⁻,gris: Fe²⁺.
• 
  Structure de lahalite.Bleu: Na⁺,Vert: Cl⁻.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

La pyrite peut être d'originesédimentaire,magmatique,métamorphiqueouhydrothermale.On la trouve également dans certainesmétéorites.

En particulier, les sols schisteux et argileux sont susceptibles de contenir des pyrites en milieu pauvre en oxygène, par action de bactéries sur de la matière organique. Le point de départ de cette minéralisation se trouve dans la production d'hydrogène sulfuré par les bactéries protéolytiques qui dégradent les protéines ou par les bactéries sulfato-réductrices qui décomposent les sulfates (produits issus de la décomposition des protéines) en hydrogène sulfuré. D'autres bactéries réduisent les hydroxydes ferriques (hydroxydes issu des roches ou de la matière organique) et libèrent les ions ferreux dans le milieu ambiant. En se combinant avec le fer, l'hydrogène sulfuré conduit à la précipitation de sulfures de fer, précurseurs de la pyrite. Lorsque la pyrite a une origine sédimentaire, elle constitue le minéralauthigènecaractéristique des environnements marins anoxiques riches en matière organique.

Gisements producteurs de specimens remarquables

• Espagne

Mina Ampliación a Victoria, Navajún,La Rioja.

• Belgique (Région wallonne)

Mine du Rocheux à Theux-Oneux (fin d'exploitation en 1880).

• France

Mines de Batère,Corsavy,Arles-sur-Tech,Pyrénées-Orientales.

Carrière de talc de Trimounsprès de Luzenac dans l’Ariège.

Mine de Saint-Pierre-la Palud(Rhône), exploitée jusqu'en 1972.

• Italie

Cantiere Vigneria, Miniera di Rio (Miniera di Rio Marina),Rio Marina,Île d'Elbe,Toscane.

• 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.

Exploitation des gisements

Utilisation

• Lapyritefut plus exploitée aussi bien comme source desoufreque defer.Cetteindustrietrèspolluantetend 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.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 lamagnétite(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 debiolixiviationont permis l'extraction duchromeà partir de la pyrite.

• Elle reste le minerai de base de la fabrication de l’acide sulfuriquepar 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 deposte à pyriteest unrécepteur radioàmodulation d'amplitudeextrêmement simple qui historiquement permit laréception des ondes radioélectriquespendant laSeconde Guerre mondiale.

• La pyrite servit aussi commepierre à feu,on en trouve sur la momie d'Otzi.

Problèmes sanitaires et environnementaux

• Son utilisation dans le remblai autour des fondations de diverses constructions, notamment au Québec et accidentellement comme composant pour le béton à Trois-Rivières, a été à l'origine de critiques en raison de l'affaiblissement des fondations dû aux fissures provoquées par gonflement. Ce gonflement est produit par la réaction de la pyrite avec l'eau, l'air et la chaux (Ca(OH)₂) du béton. Les solides produits, hydroxyde ferrique (Fe(OH)₃) et gypse (CaSO₄(H₂O)₂), sont plus volumineux que les réactifs solides car ils incorporent les atomes des fluides réactifs; eau (H₂O) et dioxygène (O₂).

4 FeS₂+ 15O₂+ 14H₂O+ 8Ca(OH)₂→ 4Fe(OH)₃+ 8CaSO₄(H₂O)₂.

• Les mine de pyrites et leursdéchets minierscomptent parmi les sources les plus importantes de pollution par l'antimoine, l'arsenic et surtout lethallium,le plus toxique de métaux. Il est rare dans lacroute terrestremais souvent significativement présent dans la pyrite (ex: 1299 ppm en moyenne dans les pyrites de Sennari, 1967 ppm Canale della Radice et et 2623 ppm à Fornovolasco en Italie.qui sont« dissous dans la matrice de la pyrite (...) dans desnanoparticulesdistribuées de manière homogène (...) sous la forme de Tl+, Sb3+, As3+ et As− (...) Tl+ pourrait se produire dans les défauts structuraux de la pyrite, dépourvus de tout ordre à longue distance. La nature "lâche" de Tl dans la pyrite favorise sa perte rapide lors de la recristallisation métamorphique de la pyrite et sa redistribution dans les corps minéralisés et les roches encaissantes, avec des implications importantes d'un point de vue économique et environnementaL ».

Galerie

France

• 
  Pyrite - mine de Batère,Pyrénées-Orientales(17 × 11cm)
• 
  Pyrite -macleen « croix de fer » - mine de Batère,Pyrénées-Orientales(7 × 5cm)
• 
  Pyrite -octaèdre- Trimouns, Ariège (6 × 5,8cm)
• 
  Pseudomorphose ammonite en pyrite - Bully, Calvados (4cm)

Monde

• 
  Pyrite -dodécaèdre-Rio Marina,île d'Elbe,Italie
• 
  Pyrite - mine Ampliación a Victoria, Espagne (4 × 4 × 4cm)
• 
  Pyrite et sphalérite - mines de Huaron, Pérou (18 × 11cm)
• 
  Pyrite et quartz - Banská Štiavnica baňa, Slovaquie (7 × 5,5cm)
• 
  Pyrite; diamètre maximum 52 mm.
• 
  Pyrite avec des cristaux de hématite.