SULFURES ET SULFOSELS NATURELS
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
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
Principaux sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures (les sulfosels sont marqués d'une astérisque)
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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
Principaux sulfures, arséniures, sulfosels, tellurures et antimoniures (les sulfosels sont marqués d'une astérisque)
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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 [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 10 pages
Écrit par :
- Roland PIERROT : chef de département adjoint au Bureau de recherches géologiques et minières, Orléans
- Guy ROGER : 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
Classification
Autres références
« SULFURES ET SULFOSELS NATURELS » est également traité dans :
ANTIMOINE
Dans le chapitre « Préparation » : […] Lorsqu' on dispose de minerais à haute teneur, la stibine, très fusible, est directement fondue vers 600 0 C avec du fer, qui se sulfure tandis que l'antimoine liquide coule sous la scorie. Dans la plupart des cas, les stibines naturelles subissent une fusion préalable qui les débarrasse de leur gangue et qui donne l'antimoine « cru » à l'aspect vitreux, que l'on grille dans un courant d'air. L'o […] Lire la suite
ARGENT, métal
Dans le chapitre « État naturel » : […] L'argent est disséminé sur toute la surface de la Terre. C'est cependant un métal très rare qui ne vient qu'au 63 e rang dans l'ordre d'abondance des éléments de l'écorce terrestre. Il existe aussi dans l'eau de mer à une concentration correspondant sensiblement à la solubilité du chlorure (10 -5 g/l), et on l'a signalé dans les pierres météoriques. Les principales espèces minéralogiques considé […] Lire la suite
ARSENIC
L'arsenic est l'élément chimique de symbole As et de numéro atomique 33. Bien qu'il soit très répandu dans le règne minéral et dans les organismes vivants, une quarantaine d'éléments sur quatre-vingt-douze sont plus abondants que lui ; il ne représente qu'environ cinq millionièmes en masse de la croûte terrestre. Son importance vient de son rôle physiologique ; c'est un constituant systématique de […] Lire la suite
BLENDE ou SPHALÉRITE
Sulfure de zinc, la blende, également appelée sphalérite, présente de nombreuses couleurs selon les quantités de fer, de manganèse, de cadmium ou de gallium qu'elle contient dans son réseau cristallin. Les variétés qui renferment le plus de fer – la christophite et la marmatite – sont brunes à noires . La blende pure peut cristalliser de belles formes centimétriques, dérivées du tétraèdre et du d […] Lire la suite
CHALCOSITE ou CHALCOCITE
Sulfure de cuivre, la chalcosite, ou chalcosine (terme ancien), se présente le plus souvent sous forme massive de couleur gris de plomb à brun noir selon l'altération du cuivre, teintes qui la distinguent facilement des autres sulfures de cuivre. Elle se caractérise aussi par son éclat métallique et sa propriété sectile (elle se coupe au couteau), moindre toutefois que celle de l'argentite. Ses cr […] Lire la suite
CHAPEAUX OXYDÉS
Initialement, le mineur désignait par chapeaux de fer les masses de limonites formées par altération des gisements renfermant de la pyrite et/ou d'autres sulfures de fer. Puis, par extension, on parle de chapeaux de fer des gisements métalliques sulfurés, c'est-à-dire la zone où s'effectue l'oxydation de ces sulfures. Cette zone, dont la puissance varie d'une à plusieurs dizaines de mètres (900 m […] Lire la suite
CUIVRE
Dans le chapitre « Mines et minerais » : […] Le cuivre est assez irrégulièrement réparti à la surface du globe. On trouve les grands gisements au sud du bouclier canadien, dans le Michigan et le Montana, ainsi que dans le sud-ouest des États-Unis, au nord du Mexique, dans les Andes occidentales, Pérou et Chili (Chuquicamata et El Teniente), sur la plate-forme africaine (république démocratique du Congo et Zambie), en Afrique du Sud (Transva […] Lire la suite
ÉTAIN
Dans le chapitre « Degré d'oxydation IV » : […] L'étain possède un caractère ionique prédominant dans ses oxydes (SnO 2 , les spinelles Mg 2 SnO 4 et Co 2 SnO 4 , les pérovskites CaSnO 3 et PbSnO 3 ...) et ses fluorures (SnF 4 , LiSnF 6 , Na 2 SnF 6 ...). L'ion Sn 4+ y possède toujours la coordinence 6. Dans ses composés covalents, l'étain IV possède soit une configuration tétraédrique correspondant à une hybridation sp 3 (hydrure SnH 4 , […] Lire la suite
LÖLLINGITE
De formule chimique FeAs 2 , la löllingite est un diarséniure de fer du groupe de la pyrite. Elle est composée de 27,2 p. 100 de fer, de 72,8 p. 100 d'arsenic et d'un peu de soufre et d'antimoine. La löllingite forme un sous-groupe qui correspond aux diarséniures de fer, de nickel et de cobalt et cristallisant dans le système orthorhombique. Sa structure cristalline est analogue à celle de la marc […] Lire la suite
MARCASSITE ou MARCASITE
Bisulfure de fer, la marcassite peut être fréquente dans certaines roches sédimentaires. Assez rare en cristaux isolés, elle présente alors une forme tabulaire allongée ou parfois prismatique, à l'éclat métallique argenté. Le plus souvent les cristaux sont associés en un ensemble complexe de macles multiples en « crêtes de coq » ou en « pointes de flèche » sur lesquels se plaquent parallèlement b […] Lire la suite
Voir aussi
- ARSÉNIURES
- ARSÉNOPYRITE ou MISPICKEL
- BISMUTHINITE
- BORNITE
- BOULANGÉRITE
- BOURNONITE
- CHALCOPYRITE
- CINABRE (sulfure de mercure)
- COBALTITE
- COVELLITE ou COVELLINE
- CUIVRES GRIS
- ÉNARGITE
- GALÈNE (sulfure de plomb)
- GERMANITE
- GISEMENT géologie
- GISEMENTS MÉTALLIFÈRES
- GREENOCKITE
- DÉPÔTS HYDROTHERMAUX
- GISEMENTS INTRAPLUTONIQUES
- JAMESONITE
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/