Covellite

Covellite Catégorie II : sulfures et sulfosels[1]
Covellite – Leonard Mine Montana (États-Unis) (7,5 × 5 cm)
Général
Nom IUPAC	Sulfure de cuivre
Numéro CAS	19138-68-2
Classe de Strunz	2.CA.05a 2 SULFIDES and SULFOSALTS (sulfides, selenides, tellurides; arsenides, antimonides, bismuthides; sulfarsenites, sulfantimonites, sulfbismuthites, etc.)  2.C Metal Sulfides, M:S = 1:1 (and similar)   2.CA With Cu    2.CA.05a Covellite CuS Space Group P 63/mmc Point Group 6/m 2/m 2/m
Classe de Dana	02.08.12.01 Sulfures et sulfosels 2. Sulfures, incluant séléniures et tellurures
Formule chimique	CuS CuS
Identification
Masse formulaire[2]	95,611 ± 0,008 uma Cu 66,46 %, S 33,54 %,
Couleur	bleu indigo, violet, irisé, pourpré, noir, grisâtre
Système cristallin	hexagonal
Réseau de Bravais	primitif P
Classe cristalline et groupe d'espace	holoédrie hexagonale, P63/mmc
Macle	non connu
Clivage	parfait sur {0001}
Cassure	irrégulière
Habitus	cristaux hexagonaux tabulaires à aplatis ; massif
Échelle de Mohs	de 1,50 à 2,00
Trait	gris, noir, bleu foncé, gris de plomb
Éclat	métallique
Propriétés optiques
Indice de réfraction	nω = 1,450 ; nε = 2,620
Biréfringence	uniaxe (+) ; δ = 1,170
Transparence	opaque
Propriétés chimiques
Densité	4,60 à 4,76
Propriétés physiques
Magnétisme	aucun
Radioactivité	aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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La covellite ou covelline est une espèce minérale composée de sulfure de cuivre de formule CuS avec des traces de fer, de sélénium, d'argent et de plomb. La covellite est le premier supraconducteur naturel découvert[3].

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

La covellite est dédiée à Niccola Covelli, minéralogiste italien (1790-1832) qui découvrit l'espèce. Sa description a été faite par François Sulpice Beudant en 1832[4].

Topotype

Le topotype se trouve au Mont Somma (Vésuve), Naples, Campanie, Italie.

Synonymes

Liste des synonymes[5] :

• breithauptite (Chapman) ; il existe bien une espèce minérale de ce nom : la breithauptite ;
• cantonite (Pratts). Le nom évoque le topotype : la mine de Canton, comté de Cherokee, Géorgie, États-Unis. Il s'agit d'une espèce déclassée qui est en fait une pseudomorphose de galène par la covellite[6] ;
• coveline ;
• covellinite ;
• covellonite.

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

La covellite se présente sous forme de cristaux hexagonaux tabulaires à aplatis.

Elle est opaque et d'éclat métallique, sa couleur est un mélange de bleu indigo, violet, irisé, pourpré, noir et grisâtre. Son trait est gris, noir, bleu foncé ou gris de plomb.

C'est un minéral très tendre, de dureté entre 1,50 et 2,00 sur l'échelle de Mohs. Sa cassure est irrégulière.

Cristallographie

La covellite cristallise à température ambiante dans le système cristallin hexagonal, de groupe d'espace P6₃/mmc (Z = 6 unités formulaires par maille conventionnelle)[7].

• Paramètres de la maille conventionnelle : ${\displaystyle a}$ = 3,793 8 Å, ${\displaystyle c}$ = 16,341 Å (volume de la maille V = 203,68 Å^3)
• Masse volumique calculée = 4,68 g/cm^3

Les atomes de cuivre sont distribués sur deux sites non-équivalents, ainsi que ceux de soufre. Cu1 possède une coordination triangulaire plane avec les atomes de soufre, inhabituelle pour les composés de cuivre. Cu2 est en coordination tétraédrique. Les groupes Cu1S₃ et Cu2S₄ sont reliés par leurs sommets. S1 est en coordination trigonale bipyramidale au cuivre. S2 est en coordination tétragonale (3+1) au cuivre et au soufre et forme des liaisons S₂ similaires à celles trouvées dans la pyrite FeS₂. Les longueurs de liaison moyennes sont Cu1-S = 2,190 Å, Cu2-S = 2,312 Å, S1-Cu = 2,247 Å, S2-Cu = 2,305 Å et S2-S2 = 2,071 Å. La structure de la covellite peut être décrite comme un empilement de couches le long de la direction c, contenant alternativement les groupes plans Cu1S₃ et des doubles couches formées par les tétraèdres Cu2S₄.

• 
  Groupe Cu1S₃
• 
  Groupe Cu2S₄
• 
  Groupe S1Cu₅
• 
  Groupe S2Cu3S

En dessous de 55 K, la covellite subit une transition de phase structurelle du second degré et devient orthorhombique, de groupe d'espace Cmcm (Z = 12)[8], avec les paramètres de maille ${\displaystyle a}$ = 3,760 Å, ${\displaystyle b}$ = 6,564 Å et ${\displaystyle c}$ = 16,235 Å (V = 400,69 Å^3, masse volumique calculée = 4,75 g/cm^3).

• 
  Structure de la covellite à température ambiante. Jaune : S, gris : Cu.
• 
  Structure de la covellite en dessous de 55 K. Jaune : S, gris : Cu.

Propriétés physiques

À partir de la température critique 1,63 K et en dessous, la covellite devient supraconductrice[3].

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

La covellite est un minéral de formation secondaire des gisements de cuivre associé à l’énargite, à la chalcocite, aux cuivres gris… La formation volcanique du topotype est exceptionnelle.

Gisements producteurs de spécimens remarquables

• Allemagne

Grube Clara près d'Oberwolfach (Forêt-Noire), Bade-Wurtemberg[9]

• Belgique

Carrière de la Flèche, Bertrix, province de Luxembourg[10]

• Canada

Mine Robb-Montbray, Rouyn-Noranda, Abitibi-Témiscamingue, Québec[11]

• États-Unis

Galactic Open Pit, Summitville District, Comté de Rio Grande, Colorado[12]

Leonard Mine, Butte District, comté de Silver Bow, Montana[13],[14]

• France

La Verrière, Monsols, Rhône[15]

Le Franciman Mine, Saint-Jean-de-Jeannes, Paulinet, Alban, Tarn[16]

• Italie

Calabona et Alghero en Sardaigne

Utilisation

La covellite peut être utilisée pour son minerai de cuivre.

Galerie

• 
  Grube Clara, Oberwolfach (Forêt-Noire, Allemagne)
• 
  Covellite, habitus hexagonal en feuillets (avec de la pyrite)

Notes et références

1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. (en) F. Di Benedetto, M. Borgheresi et al., « First evidence of natural superconductivity: covellite », European Journal of Mineralogy, vol. 18, n^o 3,‎ mai 2006, p. 283-287 (ISSN 0935-1221, DOI 10.1127/0935-1221/2006/0018-0283)
4. N. Covelli, « Sur le Bisulfure de Cuivre qui se forme actuellement dans le Vésuve », Annales de chimie et de physique, vol. XXXV,‎ 1826, p. 105-111
5. « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
6. (en) F. A. Genth, « Cantonite (Pratt), a pseudomorph of Covelline after Galena », AJS, 2^e série, vol. XXIII, n^o 69,‎ mai 1857, p. 417-418 (ISSN 0002-9599, lire en ligne)
7. ICSD No. 41 911 ; (en) H. T. Evans et J. A. Konnert, « Crystal structure refinement of covellite », American Mineralogist, vol. 61, n^os 9-10,‎ septembre-octobre 1976, p. 996-1000 (ISSN 0003-004X, lire en ligne)
8. ICSD No. 63 328 ; (en) H. Fjellvåg, F. Grønvold et al., « Low-temperature structural distortion in CuS », Zeitschrift für Kristallographie, vol. 184, n^os 1-2,‎ janvier 1988, p. 111-121 (ISSN 0044-2968, DOI 10.1524/zkri.1988.184.1-2.111)
9. (de) K. Walenta, Die Mineralien des Schwarzwaldes und ihre Fundstellen, Munich, Chr. Weise, 1992, 336 p. (ISBN 978-3-921656-24-2, présentation en ligne), p. 336
10. J. Dehove, « Les minéraux de la Carrière de la Flèche, Bertrix, province du Luxembourg, Belgique », Magazine du 4M, vol. 27, n^o 261,‎ janvier 2006, p. 7-11 (ISSN 0778-8185)
11. (en) A. M. Afifi, W. C. Kelly et al., « Phase relations among tellurides, sulfides, and oxides; Pt. II, Applications to telluride-bearing ore deposits », Econ. Geol., vol. 83, n^o 2,‎ avril 1988, p. 395-404 (ISSN 0361-0128, DOI 10.2113/gsecongeo.83.2.395)
12. (en) « pas de titre », Rocks & Minerals, vol. 64, n^o 6,‎ 1989, p. 500 (ISSN 0035-7529)
13. (en) « pas de titre », Rocks & Minerals, vol. 61,‎ 1986, p. 12 (ISSN 0035-7529)
14. (en) « pas de titre », Rocks & Minerals, vol. 62, n^o 5,‎ 1987, p. 323 (ISSN 0035-7529)
15. G. Favreau et J.-R. Legris, « La Verrière (Rhône): Histoire et Minéralogie », Le Cahier des Micromonteurs, vol. 53, n^o 3,‎ 1996, p. 3-28 (ISSN 1277-0353)
16. Roland Pierrot, Paul Picot, Jean-Pol Fortuné et Francis Tollon, Inventaire minéralogique de la France, vol. 6 : Tarn, Éditions du BRGM, 1976, 147 p. (présentation en ligne)