Covellite

Covellite Catégorie II : sulfures et sulfosels[1]
Covellite – Leonard Mine Montana (États-Unis) (7,5×5 cm)
Général
Numéro CAS	19138-68-2
Classe de Strunz	2.CA.05a
Formule brute	CuSCuS
Identification
Masse formulaire[2]	95,611 ± 0,008 uma Cu 66,46 %, S 33,54 %,
Couleur	bleu indigo, violet, irisé, pourpré, noir, grisâtre
Classe cristalline et groupe d'espace	holoédrie hexagonale, P63/mmc
Système cristallin	hexagonal
Réseau de Bravais	primitif P
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	uniaxial (+)
Dispersion	2vz ~ 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.

La covellite est une espèce minérale composée de sulfure de cuivre de formule CuS avec des traces de fer, sélénium, argent et 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 : a = 3,7938 Å, c = 16,341 Å (volume de la maille V = 203,68 Å³)
• Masse volumique calculée = 4,68 g/cm³

Les atomes de cuivre sont distribués sur deux sites non-équivalents, ainsi que ceux de soufre. Cu1 possède une coordination triangulaire plane 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 de cuivre. S2 est en coordination tétragonale (3+1) de cuivre et de 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 a = 3,760 Å, b = 6,564 Å et c = 16,235 Å (V = 400,69 Å³, masse volumique calculée = 4,75 g/cm³).

• 

  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 specimens remarquables

• Allemagne

Grube Clara près d'Oberwolfach (Forêt-Noire), Baden-Württemberg^[9]

• Belgique

Carrière de la Flèche, Bertrix, Province de Luxembourg^[10]

• Canada

Robb-Montbray Mine, Rouyn-Noranda TE, 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

Galerie

• 

  Grube Clara, Oberwolfach (Forêt Noire, Allemagne)

• 

  Covellite, habitus hexagonal en feuillets (avec de la pyrite)

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Notes et références

1. ↑ La classification des minéraux choisie est celle de Strunz.
2. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk
3. ↑ ^{a et b} (en) Francesco di Benedetto, Miria Borgheresi, Guillaume Chastanet, Curzio Cipriani, Dante Gatteschi, Giovanni Pratesi, Maurizio Romanelli et Roberta Sessoli, « First evidence of natural superconductivity », dans European Journal of Mineralogy, vol. 18, n^o 3, 2006, p. 283-287 [lien DOI] 
4. ↑ N. Covelli, (1827) « Sur le Bisulfure de Cuivre qui se forme actuellement dans le Vésuve » (1826), dans Ann. Chim., vol. XXXV, p. 105-111, Paris
5. ↑ « Index alphabétique de nomenclature minéralogique » BRGM
6. ↑ dans American journal of science, vol. 73, 1857, p.417
7. ↑ ICSD No. 41 911 ; (en) Howard T. Evans, Jr. et Judith A. Konnert, « Crystal structure refinement of covellite », dans American Mineralogist, vol. 61, n^o 9-10, 1976, p. 996-1000 [texte intégral] 
8. ↑ ICSD No. 63 328 ; (en) Helmer Fjellvåg, Fredrik Grønvold, Svein Stølen, Arne F. Andresen, Reinhold Müller-Käfer et Arndt Simon, « Low-temperature structural distortion in CuS », dans Zeitschrift für Kristallographie, vol. 184, n^o 1-2, 1988, p. 111-121 [lien DOI] 
9. ↑ (de) K. Walenta, Die Mineralien des Schwarzwaldes und ihre Fundstellen, Munich, Chr. Weise, 1992 (ISBN 978-3-921656-24-2), p. 336 
10. ↑ J. Dehove, « Les minéraux de la Carrière de la Flèche, Bertrix, province du Luxembourg, Belgique », dans Magazine du 4M, vol. 27, n^o 261, 2006, p. 7-11
11. ↑ (en) Abdulkader M. Afifi, William C. Kelly et Eric J. Essene, « Phase relations among tellurides, sulfides, and oxides; Pt. II, Applications to telluride-bearing ore deposits », dans Economic Geology, vol. 83, n^o 2, 1988, p. 395-404 [lien DOI] 
12. ↑ (en) dans Rocks & Minerals, vol. 64, n^o 6, 1989, p. 500
13. ↑ (en) dans Rocks & Minerals, vol. 61, 1986, p. 12
14. ↑ (en) dans Rocks & Minerals, vol. 62, n^o 5, 1987, p. 323
15. ↑ G. Favreau, J.-R. Legris et M. Dardillac, « La Verrière (Rhône): Histoire et Minéralogie », dans Le Cahier des Micromonteurs, vol. 53, n^o 3, 1996, p. 3-28 
16. ↑ R. Pierrot, P. Picot, J.-P. Fortune et F. Tollon, Inventaire minéralogique de la France n°6 - Tarn, Editions du BRGM, 1976

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