Métacinabre

Le métacinabre est une espèce minérale de sulfure de mercure(II), de formule chimique HgS, avec des traces de zinc, sélénium, cadmium et fer. Il sert de minerai de mercure.

Métacinabre[1]
Catégorie II : sulfures et sulfosels[2]

Mine Mount Diablo, Comté de Contra Costa, Californie
Général
Nom IUPAC Sulfure de mercure(II)
Numéro CAS 23333-45-1
Classe de Strunz
02.CB.05a
Classe de Dana
02.08.02.03
Formule chimique HgS   [Polymorphes]
Identification
Masse formulaire[3] 232,66 ± 0,03 uma
Hg 86,22 %, S 13,78 %,
Couleur noir grisâtre ; gris noir ; noir gris.
Classe cristalline et groupe d'espace hexakistétraédrique ;
F43 m
Système cristallin cubique (isométrique)
Réseau de Bravais faces centrées F
Macle commun sur {111}
Cassure irrégulière ; subconchoïdale
Habitus tétraédrique ; massif ; grenu ; pulvérulent ; agrégat ; croûte ; hexaédrique ; dodécaédrique
Échelle de Mohs 3
Trait noir
Éclat métallique
Propriétés optiques
Transparence opaque
Propriétés chimiques
Densité 7,65
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Historique de la description et appellations

Inventeur et étymologie

Il a été décrit la première fois par Gilbert Joseph Adam en 1869 sous le nom de Guadalcazarite, mais le titre d’inventeur est attribué à Moore en 1870 qui en fit une description plus complète. Son nom signifie étymologiquement produit de l'altération du cinabre. Sa formule est (β-HgS). Il a souvent été incriminé dans le processus d’assombrissement du cinabre (formule chimique : α-HgS) à température ambiante.

Topotype

Redington Mine (Boston Mine; Knoxville Mine; Excellsior Mine), District de Knoxville, Comté de Napa, Californie, États-Unis.

Synonymie

Caractéristiques physico-chimiques

Critères de détermination

Le métacinabre se distingue notablement du cinabre par deux aspects : la couleur, respectivement noire et rouge, d'une part, et de l'autre, la structure cristalline qui n'est pas identique. De plus, sa dureté sur l'échelle de Mohs s'avère légèrement plus élevée : elles sont respectivement de 3 et 2,5. Sa masse volumique est aussi différente.

Variétés et mélanges
  • Guadalcazarite : variété zincifère de métacinabre décrite par Adam à Guadalcázar, Municipalité de Guadalcázar, San Luis Potosí, Mexique qui a donné le nom[5].
  • Kittlite : variété sélénifère de métacinabre[6].
  • Onofrite (Haidinger): variété sélénifère de métacinabre de formule idéale Hg(S,Se) avec un ratio de 1 / 5 de sélénium par rapport au soufre. Décrite par Wilhelm Karl Ritter von Haidinger à partir d'échantillons de San Onofre, Plateros, Zacatecas, Mexique, Gisement topotype qui a inspiré le nom.
  • Saukovite : variété cadmiumifère de métacinabre.

Cristallochimie
Groupe de la sphalérite

Cristallographie
  • Paramètres de la maille conventionnelle : = 5,853 Å, ; Z = 4 ; V = 200,51 Å3
  • Densité calculée = 7,71 g cm−3
  • Formules des différents polymorphes du sulfure de mercure
α-HgS cinabre
α'-HgS sulfure de mercure amorphe
β-HgS métacinabre
γ-HgS hypercinabre

Propriétés physiques
Habitus
le plus souvent massif, rarement en petits cristaux tétraédriques de 1 mm à faces rugueuses[7].

Gîtes et gisements

Gîtologie et minéraux associés
Gîtologie
Dans les gisements de mercure formés à basse température, près de la surface.
Minéraux associés
barytine, calcite, cinabre, marcassite, mercure natif, réalgar, stibine, wurtzite.

Gisements producteurs de spécimens remarquables
  • États-Unis
Redington Mine (Boston Mine; Knoxville Mine; Excellsior Mine), District de Knoxville, Comté de Napa, Californie (Topotype)
  • Italie
Schilpario, Val Scalve, Bergame, Lombardie[8]
  • Japon
Mine de Nyu, Préfecture de Mie, Région de Kinki, Honshu
  • Mexique
Guadalcázar, Municipalité de Guadalcázar, San Luis Potosí

Exploitation des gisements
Utilisations
La forme cristalline noire du sulfure de mercure, le métacinabre (β-HgS cubique), peut se trouver naturellement comme minerai et n’a pas eu d’utilisation notable comme pigment. Il peut être préparé par synthèse, favorisé par un milieu acide.
Problème de l'obscurcissement du cinabre/vermillon
De nombreux chercheurs ont expliqué le noircissement des peintures murales romaines, peintes à fresque avec du cinabre, par la transformation du pigment rouge en métacinabre cubique noir. Bien que l'on retrouve cette explication dans la littérature de manière plutôt fréquente, il paraît pourtant évident que ce changement de couleur ne peut s'opérer à des températures basses comme c'est le cas lors des fouilles archéologiques. La transformation du cinabre en métacinabre s'opère à plus de 300 degrés Celsius.

Notes et références
  1. Structure Reports of Strukturbericht, 1964, vol. 29, p. 67.
  2. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. S. L. Penfield, « Notes on the crystallography of metacinnabarite », p. 383 in Samuel Lewis, « Contributions to mineralogy », American Journal of Science, 3e série, vol. 44,‎ , p. 381-389 (DOI 10.2475/ajs.s3-44.263.381).
  5. Rocks & Minerals, janvier 1999.
  6. (en) Ernest A. J. Burke, « A Mass Discreditation of GQN Minerals », The Canadian Mineralogist, vol. 44, no 66,‎ , p. 1557-1560 (DOI 10.2113/gscanmin.44.6.1557).
  7. (en) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh et Monte C. Nichols, The Handbook of Mineralogy : Elements, Sulfides, Sulfosalts, vol. I, Mineral Data Publishing, .
  8. (it) Alessandro Capitanio, Il Ferro della Val di Scalve, http://scalve.it/museoschi/default.htm Museo Etnographico di Schilpario et http://scalve.it/ski-mine/default.htm Ski-Mine, , 159 p. (présentation en ligne).
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