La pirite (simbolo IMA: Py), nota anche come ghiaia di zolfo o ghiaia di ferro, nonché oro degli sciocchi, è un minerale molto comune della classe dei "solfuri e solfosali". Da un punto di vista chimico, è la modificazione cubica del per-solfuro di ferro (II) (FeS2Sarebbe scorretto definirlo di-solfuro di ferro perché lo ione solfuro è S2- , mentre in questo caso abbiamo lo ione S1-. Quindi siamo in presenza di un per-solfuro (caso analogo lo abbiamo nell' H2O2, non si chiama di-ossido di idrogeno ma per-ossido di idrogeno). p.s. il trattino "-" è usato solo a scopo esplicativo per enfatizzare il concetto nella scrittura non si usa, la parola va unita, la forma corretta sarebbe: persolfuro e perossido.), cioè è costituito da ferro e zolfo in un rapporto di 1:2.
Etimologia e storia Il nome pirite deriva dal greco antico: da πῦρ (pyr) per "fuoco" e λἱθος (lithos) per "selce" deriva πυρίτης (pyrites). La ragione di ciò è che la pirite può essere scheggiata con una selce dura; le schegge si accendono e bruciano nell'aria:
4\ FeS2 \,+ 11O2 \longrightarrow 2Fe2O3 \,+ 8SO2
Questa proprietà era già utilizzata negli accendifuoco dell'età della pietra per accendere fuochi.
Noduli di pirite di zolfo con tracce di lavorazione sono stati rinvenuti in vari siti e potrebbero essere assegnati a diverse epoche dell'età della pietra.
Le sedi includono:
grotta di Vogelherd vicino a Niederstotzingen (Baden-Württemberg) in Germania una grotta vicino a Les Eyzies-de-Tayac-Sireuil Grand Abri vicino a Laussel nel dipartimento francese della Dordogna Grotte du Bois Laiterie nel circondario Profondeville Trou de Chaleux nei pressi di Hulsonniaux (comune di Houyet) in Belgio, risalente al Paleolitico superiore Trou al'Wesse nel comune belga di Modave risalente al Mesolitico Robenhausen, Feldmeilen-Vorderfeld e Wollishofen-Haumesser (Canton Zurigo) Muntelier (Canton Friburgo) Lago di Chalain (Dipartimento del Giura) vicino a Gisement des Baigneurs nel comune di Charavines (Isère) a Beg-er-Goalennec sulla penisola di Quiberon (dipartimento del Morbihan) in Francia, risalente al Neolitico.
Nell'antichità, tuttavia, il termine piriti includeva non solo il minerale noto oggi come pirite, ma anche altre pietre "contenenti fuoco". Ad esempio, nel suo 36º volume della Naturalis historia, Plinio il Vecchio descrisse due tipi di pirite dall'aspetto metallico di colore argento e oro provenienti dalle miniere di Cipro. Si ritiene che la pirite color oro sia la pirite attuale (forse inclusa la calcopirite) e la pirite color argento sia un altro solfuro precedentemente non identificato. p. 3
Il nome colloquiale oro degli sciocchi deriva dall'antico alto tedesco Kazzūngold, che significa "resina di ciliegia giallo-dorata". Questo termine apparve nei manoscritti già nel XII secolo con l'idea di qualcosa di contraffatto o non autentico (in contrapposizione all'oro vero). Sebbene il termine oro degli sciocchi sia solitamente usato in relazione alla mica in generale o alla biotite alterata in particolare, p. 820 è anche usato come nome per la pirite. pp. 4–5
Per molto tempo si è pensato che la pirite e la marcasite fossero lo stesso minerale (a volte in forme diverse); entrambi sono stati spesso indicati in letteratura come ghiaia di zolfo o ghiaia di ferro, e parallelamente anche come marcasite e fino al XVIII e XIX secolo "marcasite" era ancora considerato un nome banale. Fu solo nel 1845 che Wilhelm Karl Ritter von Haidinger chiarì che la ghiaia di ferro consisteva in realtà di due minerali diversi, anche se molto simili, riferendosi all'esaedrico (cubico) col termine pirite e al prismatico (rombico) col termine marcasite.
Poiché la pirite era già conosciuta e riconosciuta come specie minerale a sé stante molto prima della fondazione dell'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA), questa è stata adottata dalla sua Commissione per i Nuovi Minerali, la Nomenclatura e la Classificazione (CNMNC) e si riferisce alla pirite come un cosiddetto minerale grandfathered.
Classificazione Già nell'obsoleta 8ª edizione della sistematica minerale secondo Strunz, la pirite apparteneva alla classe minerale dei "solfuri e solfosali" e lì alla sottoclasse dei "solfuri con [il rapporto di massa] M:S < 1:1", dove prendeva il nome dalla "serie della pirite" con il numero di sistema II/C.05, che formava con gli altri membri aurostibite, cattierite, geversite, hauerite, laurite, michenerite, penroseite, sperrylite, trogtalite, vaesite e villamanínite.
Nella Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß, che si basa ancora su questa vecchia forma di classificazione di Strunz per rispetto verso i collezionisti privati e delle collezioni istituzionali, al minerale è stato assegnato il sistema e il minerale n. II/D.17-030. In questa Sistematica ciò corrisponde anche alla classe dei "Solfuri con il rapporto di massa metallo: S,Se,Te < 1:1". Qui, la pirite forma l'omonimo "gruppo della pirite" con il numero di sistema nº II/D.17 con altri membri aurostibite, cattierite, changchengite, dzharkenite, erlichmanite, fukuchilite, geversite, hauerite, insizwaite, kruťaite, laurite, maslovite, mayingite, michenerite, padmaite, penroseite, sperrylite, testibiopalladite, trogtalite, vaesite e villamanínite (questa a partire dal 2018).
La 9ª edizione della sistematica minerale di Strunz, aggiornata l'ultima volta dall’Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) nel 2024, inizialmente classifica la pirite nella classe più generale "2.E Solfuri metallici, M: S ≤ 1:2". Questa è ulteriormente suddivisa in base all'esatto rapporto di quantità e agli ioni metallici predominanti nel composto, in modo che il minerale possa essere trovato in base alla sua composizione nella suddivisione "2.EB M:S = 1:2, con Fe, Co, Ni, PGE, ecc.", dove dà anche il nome al "gruppo della pirite" con il sistema nº 2.EB.05a che forma insiema agli altri membri aurostibite, cattierite, dzharkenite, erlichmanite, fukuchilite, gaotaiite, geversite, hauerite, insizwaite, iridissite (attualmente non riconosciuta dall'IMA), kruťaite, laurite, penroseite, sperrylite, trogtalite, vaesite e villamanínite.
Anche la sistematica dei minerali secondo Dana, che viene utilizzata principalmente nel mondo anglosassone, classifica la pirite nella classe dei "solfuri e solfosali" e lì nella sottoclasse dei "minerali solfuri". Qui dà anche il nome al "gruppo della pirite (isometrico: Pa)" con il numero di sistema 02.12.01 e gli altri membri aurostibite, cattierite, dzharkenite, erlichmanite, fukuchilite, gaotaiite, geversite, hauerite, insizwaite, kruťaite, kutovite, laurite, mayingite, penroseite, sperrylite, trogtalite, vaesite e villamanínite all'interno della suddivisione "Solfuri – tra cui selenidi e telluridi – con la composizione AmBnXp, con (m+n):p = 1:2".
Chimica Da un punto di vista teorico, cioè con una composizione ideale (purezza della materia), la pirite è costituita da ferro (Fe) e zolfo (S) in un rapporto di 1:2, che corrisponde a una frazione di massa (% in peso) del 46,55 % di ferro e del 53,45 % di zolfo. Piriti naturali con una composizione quasi pura del 46,49% di ferro e del 53,49% di zolfo e solo tracce di 0,04% di silice (SiO2) sono state rilevate, tra gli altri luoghi, sull'isola d'Elba italiana.
Tuttavia, molti campioni di minerali a volte contengono proporzioni considerevoli di altri elementi. Ad esempio, il 16,69% di nichel è stato misurato in campioni provenienti dalla miniera di Millclose vicino a South Darley nel Derbyshire, in Inghilterra, e il 13,90% in campioni provenienti dal distretto di rame e cobalto di Gladhammar vicino a Västervik nella contea di Kalmar, in Svezia.
Inoltre, campioni di minerali provenienti da altri siti hanno trovato miscele estranee di arsenico, antimonio e tallio e, più raramente, additivi metallici come rame, oro, argento e zinco. p. 322 Degli elementi menzionati, tuttavia, solo le proporzioni di nichel, cobalto e arsenico possono servire come possibile sostituto per parte del ferro e dello zolfo, mentre gli altri si basano su additivi metallici di calcopirite (CuFeS2).
A causa dell'elevata percentuale di legami omeopolari covalenti con un'energia di legame corrispondentemente elevata, la pirite mostra generalmente una tendenza piuttosto bassa a formare difetti reticolari e cristalli misti. p. 246 Solo con la cattierite (CoS2) la pirite è miscibile senza restrizioni. I cristalli misti con l'euerite (MnS2) sono praticamente inesistenti. p. 853 La solubilità della vaesite (NiS2) nella pirite è piuttosto bassa. Secondo le analisi effettuate da L. A. Clark e G. Kullerud nel 1963, la solubilità massima di NiS2 nella pirite è del 7,7% a 729 °C e scende al 6,8% a 700 °C, ma non può più essere determinata a temperature più basse. Tuttavia, la maggior parte delle piriti contenenti nichel si deposita a temperature relativamente basse, con una solubilità di equilibrio del nichel ben al di sotto dell'1% (tutti i dati sono espressi in peso-%). La varietà di pirite contenente nichel, la bravoite può formarsi solo al di sotto di 137 °C e la maggior parte del nichel in queste piriti è presente in una soluzione solida metastabile.
Abito cristallino
La pirite cristallizza nel sistema cubico-disdodecaedrico nel gruppo spaziale Pa (gruppo nº 205) con il parametro del reticolo a = 5,42 Å e quattro unità di formula per cella unitaria.
Strutturalmente, la pirite è molto simile all'alite (anche al cloruro di sodio, NaCl), anche se gli ioni di sodio singolarmente caricati positivamente sono sostituiti da ioni di ferro, e gli ioni di cloruro caricati singolarmente negativamente sono sostituiti da gruppi S2 a forma di manubrio; uno ione disolfuro corrisponde strutturalmente allo ione perossido. Ciascuno degli assi dei manubri è allineato parallelamente ai 3 assi di rotazione, ma in orientamenti diversamente, il che porta a una riduzione della simmetria. All'interno del “manubrio di zolfo” esiste un legame covalente, mentre tra lo zolfo e il ferro esiste un legame ionico.
Occasionalmente, la minore simmetria della classe disdodecaedrica rispetto alla classe esakisocaedrica altamente simmetrica può essere vista dalle strisce superficiali dei cristalli di pirite cubici. Solo nel caso di superfici cubiche opposte la striscia punta nella stessa direzione. Gli assi di rotazione perpendicolari alle superfici del cubo non sono quindi contati a quattro come in un cubo geometricamente esatto, ma solo a due.
La forma cristallina del pentagondodecaedro, che è comune nella pirite, è anche una forma caratteristica della classe dei disdodecaedri. capitolo: Was ist Pyrit? Was ist Markasit?, pp. 10–11
Proprietà Morfologia Con una durezza Mohs compresa tra 6 e 6,5, la pirite è uno dei minerali duri che può essere semplicemente graffiato con una lima, simile al minerale di riferimento ortoclasio (durezza 6). Questa durezza Mohs insolitamente elevata per un solfuro è dovuta all'elevata percentuale di legami covalenti. p.245
La pirite di solito si presenta in masse grossolane e granulari o forma aggregati sferici o a forma di lampone. Gli aggregati radiali a forma di disco (soli di pirite) si formano sedimentariamente.
I cristalli ben formati sono comuni e possono crescere fino a oltre 25 cm di dimensione. Finora sono note più di 60 forme cristalline. Le forme più comuni con i loro indici di Miller sono il cubo {100}, il pentagondodecaedro {210} e l'ottaedro {111} più le loro combinazioni. Il pentagondodecaedro si trova principalmente nei cristalli di pirite e quindi questa forma è anche chiamata piritoedro. Più raramente, e di solito solo in combinazione con altre forme, il dodecaedro rombico {110}, il {221} trapezoidale e il disdodecaedro (diploide) {321}. Molto rari sono i cristalli curvi, a forma di cresta.