SULFURES ET SULFOSELS NATURELS

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Le soufre se combine avec la plupart des éléments métalliques pour constituer les sulfures et les sulfosels. Le sélénium et le tellure sont aussi susceptibles de former avec certains métaux des composés, les séléniures et tellurures, inclus dans la même classe minéralogique ; celle-ci comprend ainsi 350 espèces environ. Dans la nature, l'importance quantitative des sulfosels par rapport aux sulfures est très faible.

La formule générale des sulfures, séléniures et tellurures peut s'écrire Ax Xz, où X représente le soufre (rarement le sélénium ou le tellure, exceptionnellement l'antimoine, l'arsenic ou le bismuth), et A l'élément métallique. Les métaux montrant le plus d'affinité pour le soufre sont le fer, le cuivre, le zinc, le plomb, l'argent, l'antimoine, l'arsenic, l'étain, le bismuth, le nickel, le cadmium, le cobalt, le mercure, le molybdène. Certains métaux, qui se trouvent à l'état natif (Au, Pt) ou sous forme oxydée (Ti, Cr, Al, Mn), ne se combinent ordinairement, en revanche, pas avec le soufre. Les tellurures (surtout d'or, d'argent, de bismuth) sont moins rares que les séléniures.

Sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures

Tableau : Sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures

Principaux sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures (les sulfosels sont marqués d'une astérisque) 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La formule générale des sulfosels est Ax By Xz, dans laquelle A = Cu, Pb, Ag, Sn, Fe ; B = Sb, As, Bi, Sn, V... ; X = S. Les sulfosels les plus fréquents sont les sulfoantimoniures et sulfoarséniures de plomb, de cuivre et d'argent. Les séries isomorphes entre un pôle arsénié et un pôle antimonié ne sont pas rares (par exemple, les « cuivres gris »).

Sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures

Tableau : Sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures

Principaux sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures (les sulfosels sont marqués d'une astérisque) 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Sulfures et sulfosels sont presque tous des minéraux opaques à éclat métallique (cf. minéralogie, pl. I et II), de densité élevée (4 à 9). La plupart des sulfosels ont une dureté faible ou moyenne (2 à 5), celle des sulfures est très variable (1 à 7).

La détermination des sulfures et sulfosels est fondée sur ces propriétés physiques, observées soit à l'œil nu soit au microscope métallographique sur des sections polies (cf. photos). Certaines espèces minérales ne peuvent être déterminées que par diffractométrie des rayons X et/ou par analyse chimique.

Les sulfures ont des liaisons ioniques, mais ils se rapprochent plus des éléments natifs que des composés oxygénés ioniques types. Les anions S2-, Se2-, Te2- possèdent en effet des rayons beaucoup plus grands que O2-, ils se polarisent et donnent plus facilement des liaisons homopolaires ; les cations qui entrent en combinaison avec eux sont fortement polarisés. Ces phénomènes de polarisation confèrent à ces composés, outre leur éclat métallique, bon nombre de leurs caractéristiques : électro-conductibilité élevée, déficit occasionnel en atomes métalliques (par rapport aux métalloïdes), non-observation des lois de valence, par exemple.

Les sulfosels, tout comme les sels oxygénés, ont des structures comprenant des groupes anioniques compacts, ce qui les distingue des sulfures. Malheureusement, on ne connaît surtout que les structures les plus simples : groupes pyramidaux (AsS3)3- et (SbS3)3-, groupes tétraédriques (VS4)3-, etc. La formule chimique est parfois mal définie, car, dans bien des cas, les espèces sont intimement associées et difficiles à analyser.

Les principaux types structuraux sont représentés dans la planche ci-après.

L'abondance du soufre dans l'écorce terrestre est très faible, et la teneur moyenne de la totalité des combinaisons de cet élément est estimée entre 0,05 et 0,28 p. 100 selon les types de roches. L'intérêt économique des sulfures et sulfosels est, en revanche, très grand, car ces minéraux forment des concentrations exploitables représentant la source principale de la majorité des métaux nécessaires à l'industrie. Il faut noter que, parfois, ce ne sont pas les métaux principaux des sulfures ou sulfosels qui sont exploités, mais des métaux contenus dans ces minéraux en faibles teneurs (quelques grammes à quelques kilogrammes par tonne) : c'est, par exemple, le cas de l'or dans la [...]

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Sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures

Sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures
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Nickelite

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  • : chef de département adjoint au Bureau de recherches géologiques et minières, Orléans
  • : docteur ès sciences, chargé de recherche au C.N.R.S., au Laboratoire de géologie appliquée de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

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Pour citer l’article

Roland PIERROT, Guy ROGER, « SULFURES ET SULFOSELS NATURELS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/sulfures-et-sulfosels-naturels/