Sphalérite - Définition
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Introduction
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| Catégorie | Minéral | ||
| Formule brute | (Zn,Fe)S | ||
| Numéro CAS | |||
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| Masse formulaire | 96,98 g/mol | ||
| Couleur | marron, jaune, rouge, vert, noir | ||
| Classe cristalline et groupe d'espace | hexakistétraédrique
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| Système cristallin | cubique | ||
| Clivage | parfait à {110} | ||
| Fracture | irrégulière | ||
| Échelle de Mohs | 3.5-4 | ||
| Éclat | adamantin | ||
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| Indice de réfraction | n=2,396 ; n=2,47 | ||
| Biréfringence | isotrope | ||
| Fluorescence ultraviolet | Pour les variétés transparentes, aux UV et aux RX. Thermoluminescent, triboluminescent. | ||
| Trait | blanc, beige, marron clair | ||
| Transparence | transparent à translucide | ||
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| Densité | 3.9 - 4.2 | ||
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| Magnétisme | aucun | ||
| Radioactivité | aucune | ||
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| Cleiophane | Marmatite | ||
| Mátraite | Przibramite | ||
Le sulfure de zinc (ZnS) cristallise en plusieurs polytypes, les deux principaux étant la sphalérite et la wurtzite. Bien que la formule idéale soit ZnS, la wurtzite est légèrement déficiente en soufre (ZnS1-x) et la sphalérite est légèrement déficiente en zinc (Zn1-xS). L’éclat, résineux, devient métallique quand le taux de fer augmente. La couleur varie d'incolore (sphalérite très pure) à jaune-brun ; avec du fer, elle devient noire.
Lorsqu'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.
Gîtologie
La sphalérite est un mineral très commun et largement répandu dans le monde. Elle peut être d’origine hydrothermale. Mais elle est surtout trouvée dans les filons de pegmatites pneumatolithique. Dans les gîtes plomb-zinc la sphalérite est souvent associé avec la galène, la chalcopyrite, la calcite, la dolomite,la pyrite et la pyrrhotite.
Cristallographie
Sphalérite
La sphalérite est le polytype ZnS-3C stable dans les conditions ambiantes.
Cubique, de groupe d'espace
Wurtzite
La wurtzite est le polytype ZnS-2H stable seulement à haute température (au-dessus de 1 020 °C). Toutefois, 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 formées.
La stabilité de la wurtzite est influencée par la fugacité du soufre f(S2):
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- f(S2) = γ(S2)p(S2)
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- où f(S2) est la fugacité, γ(S2) le coefficient de fugacité et p(S2) la pression partielle.
Autres polytypes
Le sulfure de zinc se présente souvent 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.
