Molybdénite

La molybdénite est une espèce minérale formée de sulfure de molybdène de formule MoS2 avec des traces de rhodium, rhénium, argent, or et sélénium. Elle est dimorphe de la jordisite pour les deux polytypes.

Molybdénite
Catégorie II : sulfures et sulfosels[1]

Molybdénite sur quartz - La Motte (Québec)
(5,5 × 3 cm)
Général
Nom IUPAC Disulfure de molybdène
Numéro CAS 1309-56-4
Classe de Strunz
02.EA.30
Classe de Dana
02.12.10.01
Formule chimique MoS2   [Polymorphes]MoS2
Identification
Masse formulaire[2] 160,09 ± 0,03 uma
Mo 59,94 %, S 40,06 %,
Couleur gris argenté, noir
Classe cristalline et groupe d'espace dipyramidale
P63/mmc
Système cristallin hexagonal
Réseau de Bravais primitif P
Clivage parfait à {001}
Cassure flexible
Habitus plaquettes hexagonales minces ; agrégats sphériques ; masses encroûtées ; cristaux hexagonaux jusqu'à 5 cm.
Échelle de Mohs 1 - 1,5
Trait bleu-gris
Éclat métallique
Propriétés optiques
Transparence opaque
Propriétés chimiques
Densité 4,73
Fusibilité infusible
Solubilité pratiquement insoluble dans l'eau à 20 °C
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Précautions
Directive 67/548/EEC
SIMDUT[3]

Produit non contrôlé
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie
  • Molybdénite-2H (polytype commun) : décrit par Scheele, en 1778. Le nom dérive du grec Molybdos qui désignait le plomb. Ce terme générique était commun à de nombreux minéraux d'éclat métallique pouvant contenir du plomb, du graphite ou de l'antimoine.
  • Molybdénite-3R (polytype rare) : décrit par Trail en 1963, à partir d'échantillons de Mine Con, Yellowknife (Territoires du Nord-Ouest, Canada). Les échantillons type sont, pour ce polytype, conservés au Canadian Geological Survey, Ottawa, Canada, no 12112.

Caractéristiques physico-chimiques

Variété et mélange
Variétés
  • Fémolite : variété de molybdénite riche en fer de formule (Mo,Fe)S2[4].
  • Rhénium-molybdénite (ou Rhenian Molybdenite)[5] : variété de molybdénite riche en rhénium de formule (Mo,Re)S2 décrite par Galbraith en 1947 sur des échantillons de Childs-Adwinkle Mine Bunker Hill District (Copper Creek District), Comté de Pinal (Arizona, États-Unis) et trouvée depuis au Maroc à Bou Azzer [6].
Mélange
  • Muchuanite : mélange de molybdénite et de jordisite [7].

Cristallochimie

La molybdénite est le chef de file d'un groupe de minéraux isostructuraux qui porte son nom :

Groupe de la Molybdénite
  • Drysdallite (en) Mo(Se,S)2
  • Jordisite MoS2
  • Molybdénite (-2H,-3R) MoS2
  • Tungsténite (-2H,-3R) WS2

Cristallographie
Structure cristalline du bisulfure de molybdène MoS2.
Le molybdène est en bleu-vert,
le soufre en jaune.

a = 3,16 ; c = 12,3 ; Z = 2 ; V = 106,37 ;

  • Densité calculée : 5,00.

La molybdénite existe en deux polytypes :

Environ 80 % des molybdénites naturelles sont 2H. Le molybdène a une coordination trigonale prismatique.

La liaison intra-couche est essentiellement covalente tandis que l'inter-couche est normalement considérée comme de type Van der Waals, ce qui explique le clivage facile et la faible dureté : 1-1½. La couleur est gris-graphite.

Plusieurs métaux peuvent remplacer le molybdène en faible proportion : niobium, bismuth, fer, cuivre, argent, plomb, magnésium.

Par rapport aux autres sulfures, la molybdénite est un conducteur relativement médiocre, avec une résistivité supérieure à 10−3 Ohm·m ; la résistivité est très anisotrope à cause de la structure en couches.

Les cristaux de molybdénite sont lamellaires {00.1}, flexibles et clivables dans ces plans ; ils ressemblent à des couches de papier d'aluminium. La molybdénite est le minéral de molybdène le plus important, utilisé comme lubrifiant solide (comme le graphite). La tungsténite, WS2, est isostructurelle avec la molybdénite et parfois les deux sulfures se trouvent associés.

Propriétés physiques

En 2011, des chercheurs de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne ont montré que la molybdénite se comporte comme un semi-conducteur[8]. Elle pourrait être utilisée, dans l’avenir, dans la microélectronique afin de remplacer le silicium.

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés

Sa genèse est pneumatolytique, mais elle peut aussi se présenter comme minéral accessoire des roches magmatiques. La molybdénite se concentre dans les veines de quartz associée avec des sulfures de fer et de nickel : scheelite, fluorine et topaze. Elle peut se rencontrer dans certaines météorites.

Gisements producteurs de spécimens remarquables
  • Allemagne
Revier Breitenbrunn (Monts Métallifères, Saxe) [9]
  • Belgique
Herzogenhügel (Hertogenwald ; carrière de la Helle), Ternell, Eupen (Province de Liège)[10]
  • Canada
Moly Hill mine, Rivière-Héva, Preissac, La Vallée-de-l'Or, La Motte (Comté d'Abitibi, Québec)[11]
  • France
Anglade (Gironde) ; Salau, Seix (Ariège)[12]
Mine des Montmins (Échassières), Ébreuil (Allier)[13]
Mine de Montbelleux, Luitré, (Ille-et-Vilaine)[14]
Carrière de Madec, La Clarté, Perros-Guirec, Lannion (Côtes-d'Armor) [15]

Exploitation des gisements

Le minerai de molybdène peut être utilisé comme élément d'alliage pour les aciers. La molybdénite est aussi utilisée comme additif dans les lubrifiants.

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. « Sulfure de molybdène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail)
  4. Bulletin signalétique - Centre national de la recherche scientifique. Volume 36 France. Bureau de recherches géologiques et minières 1975
  5. Galbraith, F.W. (1947), Minerals of Arizona, AZ Bur. of Mines Bull. 153: 24-25.
  6. S. Weiß: Lapis 31(7/8), 72-73 (2006)
  7. Materials Handbook: A Concise Desktop Reference Par François Cardarelli, 2008
  8. (en) B. Radisavljevic et al., Single-layer MoS2 transistors, Nature nanotechnology, 30 janvier 2011
  9. Mädler, F. (1992): Lapis 17(10):13-24+82
  10. Fransolet, A.M., Kramm, U., Schreyer, W. (1977): Metamorphose und Magmatismus im Venn-Stavelot-Massiv, Ardennen, Fortschr. Miner., Vol. 55, Beiheft 2, 75-103
  11. R.Mielke 2009
  12. C. Derré, M. Fonteilles, L.Y. Nansot : "Le Gisement de Scheelite de Salau, Ariège - Pyrénées", Publications du 26e Congrès Géologique International, Paris, 7-17 July, 1980
  13. J.M. Boisson et al. : "Filon Sainte Barbe, Commune d'Echassières, Allier, France", Le Cahier des Micromonteurs, 2000, 4, 3-46
  14. François Pillard, Louis Chauris, Claude Laforêt, Inventaire minéralogique de la France n°13 - Ille-et-Vilaine, Éditions du BRGM, 1985, p. 60-66
  15. Roland Pierrot, Louis Chauris, Claude Laforêt, Inventaire minéralogique de la France n°5 - Côtes-du-Nord, Éditions du BRGM, 1975, p. 174-179
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