CALCOPIRITA – CuFeS2 A calcopirita é um sulfeto muito comum, frequente em muitos tipos de rochas e minérios. É o mais comum e abundante minério de cobre, contendo 25% de Cu em peso.

Forma uma série com a eskebornita (CuFeSe2). Nas raras ocasiões em que forma cristais idiomórficas, mostra estrias paralelamente a (1-10) nas faces {112} dos esfenóides, que são as faces grandes e foscas dos cristais. As faces {-112} são pequenas, sem estrias e tem brilho metálico. É magnética se aquecida. Quanto a variedades: calcopiritas botrioidais são conhecidas como “blister copper” e calcopiritas embaçadas (assim como bornitas embaçadas) como “peacock ore” (= minério pavão).

Sua composição química normalmente é estequiométrica se formada a temperaturas inferiores a aproximadamente 250ºC. A temperaturas mais elevadas inclui várias outras substâncias que desmisturam com o abaixamento da temperatura. A calcopirita pode conter impurezas como Co, Ni, Mn, Zn e Sn substituindo o Cu e o Fe. Além disso, Se, Fe e As substituem o S e foram registradas calcopiritas com traços de Ag, Au, Pt, Te, Pd, Pb, V, Cr, In e Sb. E possível que muitos destes elementos na realidade são provenientes de pequeníssimas inclusões.

1. Características: Sistema Cristalino Cor Hábitos Clivagem

Tetragonal escalenoédrico.

Amarelo profundo, dourado, pode estar embaçada em cores

iridescentes.

Maciço, granular, reniforme, botrioidal,

raros cristais bisfenoidais, lembrando

tetraedros.

{011} indistinta {111} indistinta,

geralmente não é possível observa-las.

Tenacidade

Quebradiço.

Maclas Fratura Dureza Mohs Partição

De penetração, lamelares, comuns.

Irregular. 3,5 - 4 Não.

Traço Brilho Diafaneidade Densidade (g/cm3)

Preto-esverdeado. Metálico. Opaco. 4,1 – 4,3

2. Geologia e depósitos:

A calcopirita é um sulfeto primário que ocorre em grãos anédricos pequenos em muitos tipos de rochas ígneas intrusivas, especialmente nas básicas. Calcopirita é típica de depósitos de origem hidrotermal como depósitos de sulfetos maciços vulcanogênicos e depósitos sedimentares exhalativos (SEDEX). Também é importante em depósitos de metamorfismo e metasomatismo de contato (escarnitos), depósitos de cobre pórfiro, pegmatitos, veios hidrotermais de Sn, veios hidrotermais de alta temperatura de Au, veios hidrotermais do tipo Cu-Pb-Zn-Ag ou Cu-Zn-As, bem como em depósitos de minério de Ni komatiitico.

Ocorre em camadas de carvão associada a nódulos de pirita, como disseminação em rochas sedimentares carbonáticos, em folhelhos betuminosos (“Kupferschiefer”) e muitos outros. 3. Associações Minerais: Associa-se a muitos outros sulfetos (bornita, calcocita, digenita, millerita, pentlandita, pirrotita, tetraedrita, esfalerita, linnaeita, covellita, etc.), carbonatos (malaquita, azurita), óxidos (cuprita), cobre nativo e a muitos silicatos formadores de rocha. Não há uma paragênese específica, típica, para a calcopirita.

4. MICROSCOPIA DE LUZ TRANSMITIDA: não se aplica, pois a calcopirita é completamente opaca.

5. MICROSCOPIA DE LUZ REFLETIDA:

Preparação da amostra: A calcopirita adquire um excelente polimento com grande facilidade, pois sua dureza é apenas um pouco maior que aquela da galena. É menor que a dureza da esfalerita e, evidentemente, menor que magnetita, pentlandita e pirita. As seções precisam ser limpas e secas adequadamente após o polimento, caso contrário a cor escurece. Em algumas seções este escurecimento é uniforme, em outras o escurecimento se processa em manchas.

ND Cor de reflexão: Amarelo forte de brilho intenso; às vezes com tonalidades esverdeadas ou amarronzadas (se com Se).

Comparada com a cor da pirita, da pentlandita e da jamesonita, a cor da calcopirita é muito mais amarela, um dourado forte.

Comparada com a cor do ouro nativo a cor da calcopirita é verde-oliva a amarelo-latão, dependendo da relação entre as quantidades de ouro e calcopirita.

Comparada com a cor da pirrotita a cor da calcopirita é um pouco mais escura, sem tonalidades creme ou amarronzadas.

Comparada com a cor da cubanita a cor da calcopirita é amarelo claro.

Pleocroísmo: fraco, normalmente impossível de observar. Se a calcopirita for fortemente pleocróica, foi formada a altas temperaturas e provavelmente possui composições anormais, com mais Fe.

Refletividade: 38,69 a 39,80, mas muda perceptivelmente entre ocorrências distintas

Birreflectância: Não.

NC Isotropia / Anisotropia: Sempre é fracamente anisótropa, o que é melhor observável com iluminação intensa. As cores de anisotropia variam entre marrom-oliva a azul ou de azulado a amarelado.

Calcopiritas com pleocroísmo forte são mais anisótropas.

Em função da baixa dureza desenvolvem-se espessas camadas de Beilby durante o polimento, que ocultam os efeitos de anisotropia.

Reflexões internas: Não apresenta.

Pode ser confundida com: quando recém polida, a cor é tão característica que praticamente não há dificuldades na sua identificação. Grãos muito pequenos podem ser confundidos com ouro nativo. Millerita é um pouco mais clara e de cor mais creme, tende a formar cristais aciculares; Cubanita é um pouco mais marrom e muito anisótropa; Pirita é muito mais dura (polimento muito pior, relevo ato), mais refletiva e de cor muito mais fraca.

Forma dos grãos geralmente é anédrica, ocorrendo como massas sem nenhuma forma definida. Quando há cristais, o que é muito raro, é algo isométrica, o que corresponde à simetria cúbica da forma de alta temperatura, desde que os agregados não sofreram cataclase ou deformação. Quando ocorre com outros minérios, a forma dos grãos é anédrica, de preenchimento de espaços. Podem estar presentes várias gerações de calcopirita, cada qual com suas características.

Tamanho de grão frequentemente é muito diversificado mesmo na mesma amostra, variando de muito pequeno até 5 – 10 cm. Existe uma relação difusa entre os tamanhos de grão da calcopirita e os tamanhos de grãos dos minerais vizinhos.

Sulcos de polimento são normais em função da baixa dureza, sendo difícil produzir uma seção sem alguns sulcos persistentes, especialmente se os agregados forem maiores.

Limites intergranulares são sempre muito intercrescidos (“interfingered” em inglês, “verzahnt” em alemão, não existe termo correspondente em português). Às vezes esta íntima relação entre os grãos é muito desenvolvida devido à esforços mecânicos. A plasticidade da calcopirita permite a formação de estruturas semelhantes à “cauda de chumbo” da galena. Em seções bem polidas estas estruturas não podem ser observadas, apenas em amostra de mão ou em seções que passaram por ataque químico. Na maioria dos casos estas estruturas já passaram por recristalização. Muitos minérios que apresentam bandas de calcopirita alternadas com outros minerais se formaram por este processo.

Clivagem raramente é perceptível. Apenas quando a calcopirita está sofrendo oxidação ou cimentação a clivagem se torna visível. Calcopiritas que se originaram pela alteração de cubanita mostram abundantes clivagens segundo {111}.

Maclas quase sempre estão presentes; sua observação a NC deve ser realizada com NC+2º e com iluminação intensa. Em grãos ou agregados pequenos geralmente sua visualização é difícil a impossível. Mesmo em agregados maiores as maclas podem ser muito sutis, difíceis de observar mesmo com iluminação intensa e nicóis algo descruzados. Geralmente as maclas apresentam-se na forma de lamelas, mas podem formar manchas ou zonas irregulares. As maclas são de várias leis que mudam de grão para grão. A forma e largura das lamelas muda e pode ser característica para uma determinada ocorrência. No mesmo grão, frequentemente há grandes variações das larguras e dos comprimentos das lamelas, da predominância de um conjunto ou de outro e das relações dos conjuntos entre si. As lamelas podem se originar (i) durante o crescimento dos grãos, (ii) muitas vezes devido à pressão (dependem de fraturas e zonas cataclásticas) ou (iii) pela transformação da calcopirita de alta temperatura (cúbica) para a fase de baixa temperatura. Uma indicação quanto à orientação das lamelas pode ser obtida pelas lamelas de cubanita, dispostas paralelamente a (111).

Desmisturas na calcopirita são muito comuns. A altas temperaturas a calcopirita contém várias outras substâncias, que se desmisturam com o abaixamento da temperatura.

Desmisturas de esfalerita (ZnS) ocorrem em muitas calcopiritas na forma de pequenas inclusões principalmente em forma de estrelas e pequenos esqueletos, mas também como pequenos bastões, formas que lembram mirmequitos, poeira e bastonetes. Essas exsoluções em forma de estrelas estão restritas a jazimentos de altas temperaturas. Na literatura estas inclusões são descritas como “chalcopyrite disease” – “doença da calcopirita”, porque lembra sarampo, por exemplo.

Desmisturas de cubanita (CuFe2S3) ocorrem se o abaixamento da temperatura não é rápido demais. Formam-se perfeitas lamelas paralelamente a (111). A cubanita pode ser reconhecida pelo típico hábito lamelar, pela cor de reflexão creme, leve birreflectância em tons de creme, ausência de pleocroísmo, refletividade de 38,62 a 42,18% e, a NC, pela anisotropia distinta entre azul claro e azul escuro.

Desmisturas de estannita (Cu2(Fe,Zn)SnS4) ocorrem da mesma forma que as desmisturas de esfalerita. Podem ser reconhecidas pela cor de reflexão cinza média com um tom verde-oliva, ausência de pleocroísmo e birreflectância, refletividade de ~29% e anisotropia distinta entre violeta e verde-ardósia.

Desmisturas de valleriita (4(Fe,Cu)S·3(Mg,Al)(OH)2) ocorrem apenas em calcopiritas de altas temperaturas. As formas e sua distribuição podem ser muito irregulares, mas também podem ocorrer rigorosamente paralelamente a (100) e (001), portanto paralelas ao pseudo-cubo. Mesmo em grãos pequenos a valleriita é fácil de reconhecer devido à cor de reflexão marrom média a cinza azulada, forte pleocroísmo

entre marrom e cinza azulado, forte birreflectância, refletividade baixa (10,20 – 18,51%) e forte anisotropia entre amarelado e marrom.

Desmisturas de magnetita (Fe3O4) estão descritas na literatura, formando finos alinhamentos em calcopiritas de altas temperaturas. Na realidade trata-se da alteração de lamelas de cubanita.

Desmisturas de tennantita-tetraedrita são raras. Normalmente os grãozinhos são apenas pequenos cristais de formas estreladas ou como lamelas curvas, formados sobre faces cristalinas anteriores e incorporadas posteriormente quando o grão continuou seu crescimento.

Desmisturas de mackinawita (Fe,Ni)S0,9) estão restritas a calcopiritas de altas temperaturas. As formas e sua distribuição podem ser muito irregulares, mas também podem ocorrer rigorosamente paralelamente a (100) e (001), portanto paralelas ao pseudo-cubo. A mackinawita possui uma refletividade de 22,38 – 47,13%, uma cor de reflexão em tons de creme mais claros e mais escuros, com birreflectância distinta e pleocroísmo forte em tons de creme. Possui anisotropia extrema de amarronzado a azul quase celeste.

Desmisturas de pirrotita podem ocorrer em calcopiritas de alta temperatura, desenvolvendo hábitos capilares. Podem se originar por exsolução ou por decomposição de lamelas de cubanita.

Desmisturas de calcopirita em bornita, esfalerita, estannita e alguns outros minerais podem ocorrer.

Pseudo-desmisturas (ou pseudo-exsoluções) podem ocorrer quando a calcopirita substituiu apenas um de dois minerais desmisturados. Um exemplo é calcopirita com lamelas orientadas de ilmenita, que na realidade são o relicto de uma titanomagnetita desmisturada na qual a calcopirita substituiu apenas a magnetita.

Inclusões de estefanita e de ullmannita podem ocorrer.

Zonação típica desenvolve-se raramente e fica limitada a cristais que cresceram uns sobre os outros. Torna-se perceptível em alguns casos através de suaves nuances de cor e é mais fácil de ver através de ataque químico.

Substituições de calcopirita por bornita ou de bornita por calcopirita são comuns, pois a desintegração da bornita gera calcopirita, calcocita ou idaita.

Intercrescimentos orientados são muito frequentes, podendo ocorrer com esfalerita, pirita, tennantita-tetraedrita, estannita, bornita, pentlandita, digenita, cubanita, covellita, valleriita, pirita, bournonita, linnaeita, mackinavita, magnetita, marcassita, pirrotita, cobaltita e polybasita. Entre estes minerais, são mais frequentes os intercrescimentos com aqueles cuja rede cristalina é semelhante àquela da calcopirita, sendo mais raros aqueles com estruturas de outros tipos (como intercrescimentos de calcopirita com magnetita e pirrotita.

Deformações são bastante comuns. Por vezes ocorrem plasticamente, sem fraturas, sendo reconhecíveis pelas deformações das lamelas de macla. Em muitos casos ocorre cataclase, mas é mais rara e menos desenvolvida que, por exemplo, na esfalerita.

Estruturas de géis com deposições bandadas rítmicas são raras. São facilmente perceptíveis mesmo sem ataque químico se a estrutura de bandas paralelas de calcopirita é ressaltada por outros minerais existentes entre as bandas.

Mirmequitos são muito raros. Quando presentes, são pouco desenvolvidas, podendo ocorrer com bornita, pirargirita, estannita, cassiterita, calcocita, esfalerita, galena e outros.

Substituições são extremamente comuns, tendo em vista que calcopirita é um mineral muito comum em vários tipos de minérios. Calcopirita substitui esfalerita, pirita, magnetita, pirrotita, estannita, tetraedrita, galenas, polybasita, cubanita, maucherita, niquelina, pentlandita, pechblenda, minerais de Sb e outros, mas também minerais da ganga. Frequentemente é difícil definir se é uma substituição, um preenchimento de

fraturas abertas por soluções ou um preenchimento sob pressão. Por sua vez, a calcopirita pode ser substituída por covellita, digenita, calcocita, electrum, minerais de Ag, magnetita, hematita e goethita.

Alteração da calcopirita na zona de oxidação produz vários minerais como limonita, calcocita ou covellita. Assim, são possíveis as sequências calcopirita-limonita, calcopirita-zona de calcocita-limonita, calcopirita- zona de covellita-limonita. As três podem ocorrer lado a lado. Se a ocorrência contém carbonatos, o cobre é retido na forma de malaquita, azurita e outros. Uma alteração rara é marcassita tabular paralelamente a (111) da calcopirita, com covellita nas porções intermediárias. Na zona de cimentação, a tendência é a formação de minerais cada vez mais ricos em cobre: calcopirita→bornita→covellita→calcocita.

Os dois termos intermediários podem estar ausentes. Em casos raros o processo ocorre em ordem inversa, neste caso a calcopirita pode formar películas sobre bornita e outros.

Calcopirita idiomórfica (dourada) com witherita (cinza escura) a ND. Raramente a calcopirita forma cristais idiomórficos como neste caso. Esses cristais sempre são muito pequenos.

Calcopirita anédrica (dourada) em meio a silicatos (cinza) a ND. Essa é a forma típica de ocorrência de calcopirita em rochas ígneas, principalmente rochas ígneas básicas como basaltos, diabásios e gabros. O amarelo dourado se destaca muito.

Em duas rochas ígneas diferentes, a ND, pirita (amarelo muito fraco, quase branca, polimento ruim, muitos sulcos de polimento e buracos) com calcopirita (setas, amarelo bem mais forte, polimento excelente, sem sulcos) tanto próximas às piritas (esquerda) como em inclusões (direita). Com certa frequência ocorre essa associação de sulfetos nas rochas ígneas.

Calcopirita com hábito framboidal, que é

uma feição muito rara. Muito mais

comum é a pirita framboidal, mas neste

caso o amarelo intenso indica

framboides de calcopirita.

A ND, arsenopirita (branca, formas poligonais, uma seção basal em losango (rômbica)), pirrotita (cinza rosa, algo marrom), calcopirita (bem amarela). O polimento dos agregados menores de calcopirita e pirrotita é bom. À medida que ficam maiores, o polimento fica de pior qualidade. Em cinza escuro, silicatos. Na imagem da direita é possível visualizar melhor a diferença de cor entre calcopirita, arsenopirita e pirrotita.

Esquerda: a ND, ganga (cinza escuro), pirita (amarelo claro, relevo alto) e calcopirita (dourada). Típicos para calcopirita são a cor muito amarela o hábito maciço e finos sulcos de polimento. Direita: a NC+2º. Ganga tem reflexões internas claras, pirita é isótropa com pontos luminosos devido às imperfeições de polimento e calcopirita é muito escura, não possui reflexões internas e sempre possui essas maclas lamelares irregulares, com anisotropia entre azulado e amarelado.

Calcopirita a ND (esquerda) e a NC+2º (direita). Há uma fratura na diagonal e no topo onde se desenvolveu covellita azul (ND) e laranja (NC), um mineral secundário de cobre que auxilia na identificação da calcopirita. Finos sulcos de polimento são inevitáveis na calcopirita e acabam sendo diagnósticos. As maclas lamelares, muito irregulares, variando de grão em grão, são melhor observadas descruzando os nicóis em dois graus e sempre estão presentes, mais ou menos desenvolvidas.

Quando há apenas pirita na seção polida, esta nos parece muito amarela. Entretanto, quando há pirita e calcopirita lado a lado, como nesta imagem, a pirita aparenta um amarelo fraco, quase prateado, pois o dourado da calcopirita é muito intenso. Diagnóstico para pirita e calcopirita é o relevo: pirita sempre com relevo alto e calcopirita com relevo baixo. Nesta imagem, o contraste de relevo resultou em foco na pirita e a calcopirita está desfocada.

6. MICROSCOPIA DE LUZ OBLÍQUA:

Desligando a luz do microscópio e iluminando a lâmina obliquamente por cima com uma luz LED forte, a calcopirita se destaca em função de uma luminosidade amarela intensa que apresenta.

Versão de julho de 2020

Ilustração da técnica de Luz Oblíqua.

A luz LED precisa ser forte.

À esquerda, calcopirita a Luz Transmitida a NC. A calcopirita é opaca (preta), em verde há cloritas e em castanho há calcita. À direita, agora iluminando a lâmina obliquamente de cima com uma luz LED. A calcopirita apresenta luminosidade intensa e uma cor amarela, muito semelhante à cor da pirita na mesma técnica. Em quase preto, cloritas; em cinza, calcita.

Observando cuidadosamente os contatos da calcopirita com os minerais transparentes vizinhos vamos encontrar alguns pontos onde uma delgada camada inferior de calcopirita está coberta por uma delgada camada superior de um mineral transparente. É nestes pontos que podemos confirmar a cor amarelo-dourada da calcopirita e concluir, com razoável grau de certeza, de que o opaco é calcopirita.