Image de la semaine | 10/11/2014

Cube, cubo-octaèdre, octaèdre, dodécaèdre… les différentes formes cristallines de la pyrite (FeS2)

10/11/2014

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

Résumé

Les morphologies cristallines les plus courantes de la pyrite ou « or des fous ».


Échantillon de pyrite (FeS2) formé de plusieurs cubes s'interpénétrant (macle)

Figure 1. Échantillon de pyrite (FeS2) formé de plusieurs cubes s'interpénétrant (macle).

Les faces de ces cubes sont striées et/ou cannelées : on parle de pyrite triglyphe.

Échantillon originaire du Pérou.


Macle de pyrite (FeS2) formée de plusieurs cubes s'interpénétrant

Figure 2. Macle de pyrite (FeS2) formée de plusieurs cubes s'interpénétrant.

Les faces de ces cubes sont striées et/ou cannelées : on parle de pyrite triglyphe.

Échantillon originaire du Pérou.


La pyrite (FeS2) est un disulfure de fer naturel, également appelé « or des fous » du fait de sa couleur jaune doré qui pouvait la faire confondre avec de l'or par des chercheurs néophytes et/ou naïfs. Elle cristallise dans le système cubique. La marcassite est une variété polymorphe du FeS2, qui cristallise dans le système orthorhombique. Le nom de la pyrite, qui signifie (en grec) "pierre à feu", vient du fait que les étincelles qu'elle produit à la suite d'un choc restent incandescentes plus longtemps que les étincelles de silice (silex), du fait de leur combustion avec l'O2 de l'air.

La pyrite a été et est encore exploitée le plus souvent comme source de soufre plutôt que comme minerai de fer. Elle est souvent associée à d'autres sulfures hydrothermaux, et est alors un sous-produit des mines de chalcopyrite (CuFeS2), de galène (PbS)… exploitées, elles, pour le cuivre, le plomb… Elle peut contenir de l'or à l'état de traces (quelques ppm) : on parle alors de pyrite aurifère.

On trouve de la pyrite dans tous les types de roches (magmatiques, métamorphiques…) mais les gisements les plus fréquents sont sédimentaires (et diagénétiques) et hydrothermaux (hydrothermalisme océanique et continental). Les cristaux des figures 5 à 10 viennent de la carrière de talc de Trimouns (Ariège). Le talc de cette carrière (la plus grande carrière de talc du monde) a une origine métamorphico-hydrothermale. Ce gisement est établi le long d'une faille séparant roches silicatées (gneiss, micaschistes…) et roches magnésiennes (dolomies), avec réaction entre la silice et le magnésium pour donner du talc [Mg3Si4O10(OH)2]. De la pyrite (hydrothermale dans ce cas) et de la calcite ont cristallisé au sein de la masse de talc.

La pyrite cristallise dans le système cubique. Mais la morphologie de ses cristaux est beaucoup plus variée que le simple cube. En plus du cube, les formes les plus fréquentes sont le cubo-octaèdre, l'octaèdre, le dodécaèdre à face pentagonale (également appelé pyritoèdre).

Structure de la pyrite

Figure 3. Structure de la pyrite.

Les ions Fe2+ forment un réseau cubique à faces centrées ; les ions S- forment des octaèdres autour des ions Fe2+.


Les quatre formes cristallines les plus fréquentes de la pyrite


Ensemble de dodécaèdres de pyrite (également appelés pyritoèdres), région d'Allevard, Isère

Figure 11. Ensemble de dodécaèdres de pyrite (également appelés pyritoèdres), région d'Allevard, Isère.

Pour en savoir plus sur l'exploitation du fer dans le Massif de Belledonne : Allevard, Belledonne et le fer.


Cristaux de pyrite dodécaédriques (en haut), octaédriques (au centre) et cubiques (en bas)

Figure 12. Cristaux de pyrite dodécaédriques (en haut), octaédriques (au centre) et cubiques (en bas).

… dégagés naturellement de leur encaissant, et ramassés en se promenant dans la carrière de Trimouns (Ariège) pour les cubes et les octaèdres, ou dans les marnes noires du Lias des Causses pour les dodécaèdres.


Ensemble de cristaux de pyrite de morphologie complexe (dodécaèdres cannelés et autres)

Ensemble de cristaux de pyrite de morphologie complexe (dodécaèdres cannelés et autres)

Détail de l'ensemble de cristaux de pyrite de morphologie complexe (dodécaèdres cannelés et autres)

Détail de l'ensemble de cristaux de pyrite de morphologie complexe (dodécaèdres cannelés et autres)