Bornite

La bornite, souvent appelée minerai de paon, est un minéral sulfuré de formule Cu5FeS4. Elle cristallise dans le système orthorhombique (pseudo-cubique) et constitue une source importante de cuivre. Les surfaces fraîches présentent une teinte brune à rouge cuivré, mais celles-ci se ternissent rapidement en bleus et violets irisés, d'où son surnom de cuivre paon ou minerai de paon.

En tant que minéral clé du minerai de cuivre, la bornite est répandue dans les gisements de cuivre porphyrique, généralement aux côtés de la chalcopyrite, plus commune. Dans la zone d'enrichissement supergène des gisements de cuivre, la chalcopyrite et la bornite sont généralement remplacées par la chalcocite et la covellite. La bornite apparaît également sous forme de disséminations dans les roches ignées mafiques, les skarns de métamorphisme de contact, les pegmatites et les schistes cuprifères sédimentaires. Sa teneur en cuivre est d'environ 63 % en masse, ce qui en fait un minerai important.

À des températures supérieures à 228 °C (442 °F), la structure de la bornite est isométrique, avec une maille élémentaire d'environ 5,50 Å d'arête. Cette structure présente des atomes de soufre en empilement compact cubique, les atomes de cuivre et de fer occupant aléatoirement six des huit sites tétraédriques dans les octants du cube. Lors du refroidissement, les atomes de fer et de cuivre deviennent ordonnés : des sous-mailles de 5,5 Å où les huit sites tétraédriques sont remplis alternent avec des sous-mailles où seulement quatre sont remplis, réduisant la symétrie à orthorhombique.

Les quantités relatives de cuivre et de fer peuvent varier considérablement, avec une solution solide s'étendant vers la chalcopyrite (CuFeS2) et la digénite (Cu9S5). L'exsolution de gouttelettes et de lamelles de chalcopyrite, de digénite et de chalcocite est courante.

Les cristaux rares sont à peu près cubiques, dodécaédriques ou octaédriques, mais la bornite est généralement massive. Des macles de pénétration se produisent dans la direction cristallographique {111}.

La bornite se trouve dans le monde entier dans les minerais de cuivre. Les localités cristallines notables incluent Butte, Montana, et Bristol, Connecticut, aux États-Unis ; la mine Carn Brea, Illogan, et ailleurs dans les Cornouailles, en Angleterre ; les Alpes de Frossnitz dans le Tyrol oriental, en Autriche ; la mine Mangula dans le district de Lomagundi, au Zimbabwe ; la mine N'ouva à Talate, au Maroc ; la côte ouest de la Tasmanie ; et Djhezkazgan, au Kazakhstan. Des traces sont également trouvées parmi l'hématite dans la région de Pilbara en Australie-Occidentale. La bornite a également été découverte sur des artefacts historiques en cuivre et en bronze exposés à des environnements de sources minérales chaudes, bien qu'une telle patine soit considérée comme rare.

Décrite pour la première fois en 1725 à partir d'une occurrence dans les Monts Métallifères, en Bohême (aujourd'hui la région de Karlovy Vary en République tchèque), elle a été nommée en 1845 en l'honneur du minéralogiste autrichien Ignaz von Born. La bornite est reconnue comme un minéral cuprifère depuis l'antiquité, bien qu'elle ait souvent été confondue avec d'autres sulfures de cuivre en raison de son apparence similaire et de son association dans les gisements de minerai. Les premières civilisations extrayaient des minerais contenant de la bornite pour le cuivre afin de produire des outils, des armes, des ornements, des pièces de monnaie et d'autres objets, soutenant l'âge du bronze et les cultures métallurgiques ultérieures. Alors que l'exploitation minière et la science minéralogique progressaient au cours des 18e et 19e siècles, la bornite a été identifiée comme un minéral distinct et a gagné en importance en tant que minerai de cuivre. Pendant la révolution industrielle, de vastes gisements hydrothermaux de cuivre contenant de la bornite ont été exploités pour répondre à la demande croissante de cuivre dans le câblage électrique, les machines à vapeur, les machines, la construction et les transports. Au 20e siècle, les améliorations de l'exploration géologique, du traitement du minerai et de l'extraction métallurgique ont permis une récupération efficace du cuivre à partir de gisements de bornite de moindre qualité, augmentant encore sa valeur économique. En raison de sa teneur élevée en cuivre et de son association fréquente avec d'autres minéraux sulfurés de valeur, la bornite est restée l'un des minerais de cuivre secondaires les plus importants au monde et a joué un rôle important dans l'histoire de l'exploitation minière et de la métallurgie du cuivre.