CALCOCITA – Cu2S A calcocita é um sulfeto relativamente comum, sendo um dos mais lucrativos minérios de Cu, com quase 80% em peso em Cu. A abundância planetária de cobre e enxofre, sua ampla distribuição nos mais variados ambientes geológicos e a alta reatividade dos dois elementos geraram quase 300 espécies minerais diferentes que os contém. Existem nove minerais diferentes formados apenas por Cu + S:

sulfeto de cobre formado a baixas temperaturas (T<~105ºC) é a calcocita monoclínica. A altas

temperaturas (T>~105ºC) (inclusive em altos-fornos) forma-se a digenita (Cu9S5 trigonal).

Outro sulfeto de cobre, a djurleita (Cu31S16 monoclínica), é facilmente confundida com a

calcocita. Para aumentar a confusão, um outro sulfeto de cobre, a anilita (Cu7S4) ortorrômbica,

transforma-se em digenita durante a confecção da seção polida, pelo polimento. Outros

sulfetos de cobre são a roxbyita (Cu9S5 monoclínica), a spionkopita (Cu39S28 trigonal), a

yarrowita (Cu9S8 trigonal), a geerita (Cu8S5 trigonal) e a covellita (CuS hexagonal).

A situação fica mais difícil porque em vários destes minerais há substituições de Cu por teores variáveis de Ag, Fe e Mn, além de substituições do S por Se e Te. Além disso, há cristais com desmisturas de digenita x calcocita e de digenita x covellita. E há sérios problemas de preparação de amostras, que estão comentados mais abaixo. Este conjunto de complicadores historicamente causou muita confusão e erros de identificação (Mais: Pósfai, M. & Buseck, P. R. (1994): Djurleite, digenite, and chalcocite: Intergrowths and transformations. American Mineralogist, 79, 308-315).

A calcocita é classificada na Série Calcocita-Yarrowita, no Grupo Calcocita-Digenita, formando uma série com a yarrowita. Possui quatro variedades: uma perimorfose sobre pirita, uma pseudomorfose sobre galena, uma paramorfose sobre calcocita de alta temperatura e uma variedade contendo Ag.

Os cristais bem formados de calcocita, muito raros, obtendo altos preços no mercado de minerais de coleção, alcançam tamanhos de 12 cm quando prismáticos curtos e de 25 cm quando prismáticos longos. As maclas em {110} são comuns e produzem, macroscopicamente, formas estreladas pseudo-hexagonais; microscopicamente aparecem como lamelas paralelas. A fusibilidade da calcocita é de 2 – 2,5.

Há 3 tipos de calcocitas com hábitos diferentes, formadas em ambiente diferentes e apresentadas abaixo em ordem crescente de abundância:

a) Calcocita formada a temperaturas altas (>~103ºC) pela transformação e recristalização da digenita.

A recristalização e transformação do sulfeto de cobre original (digenita) gera misturas de calcocita + digenita ou calcocita + covellita ou calcocita + bornita. Em todos os casos surge uma excelente estrutura pseudo-octaédrica de lamelas de calcocita com (001) paralelamente a (111) da digenita. Foram muito descritas como “calcocitas lamelares” (= “Lamellarer Kupferglanz”) e não devem ser confundidas com as lamelas originais da digenita. Os espaços entre as lamelas, com espessuras de 0,03mm, podem ser ocupados por bornita, pela própria digenita, por digenita + calcocita ou covellita, etc. A Nicóis Cruzados frequentemente evidenciam a estrutura trigonal anterior.

Em alguns casos os preenchimentos conservam a estrutura lamelar, prevenindo sua recristalização. Em outros casos esta recristalização ocorreu e os únicos indícios de sua existência são agregados de calcocita de grão muito fino, dispersos aleatoriamente. Pseudomorfoses de grão grosseiro sobre bornita, digenita ou pirita são muito comuns.

Estruturas lamelares muito semelhantes podem ser geradas pela substituição de bornita por lamelas de calcocita paralelamente a (111). Com alguma prática, observa-se que nas calcocitas recristalizadas a partir

da digenita a proporção de calcocita e bornita é aproximadamente igual, enquanto nos casos de substituição de bornita pela calcocita as proporções são muito variadas.

Mas as estruturas lamelares em alguns casos não estão presentes, mesmo em calcocitas formadas nitidamente a partir de digenitas. Existe uma “calcocita rosa-cinza” formada pela desmistura de cristais com Cu2S + Cu5FeS4. A abordagem destes casos fogem do escopo da presente abordagem.

b) Calcocita formada a baixas (T<~105ºC) temperaturas diretamente a partir da redução de soluções de sulfato de cobre na zona de cimentação.

Estas calcocitas apresentam estruturas muito variadas. Frequentemente os grãos são grosseiros com clivagem nítida, ou há inclusões de placas finas de covellita paralelamente a (001). Estas calcocitas também podem ocorrer em “red beds”, bacias sedimentares e outros tipos de ambientes geológicos.

c) Calcocita formada a baixas (T<~105ºC) temperaturas diretamente a partir de sulfetos em geral (calcopirita, pirita, esfalerita, galena e muitos outros) na zona de cimentação.

Estas calcocita supergênicas são economicamente as calcocitas mais importantes. Normalmente forma massas compactas de grãos homogeneamente finos, pouco entrelaçados entre si, conhecidas como “steely chalcocite”. Um outro tipo, “sooty chalcocite” geralmente é formado por uma mistura de calcocita preta supergênica de granulação muito fina misturada com digenita supergênica e covellita, que simula isotropia. Calcopiritas na porção inferior do chapéu de ferro ou na zona superior da zona de cimentação apresentam frequentemente esta “sooty chalcocite” na forma de finos filmes superficiais, flocos e capas.

Macroscopicamente este tipo de calcocita possui fratura conchoidal e, em fratura fresca(!), cor branca-azul clara. Por corrosão, mesmo por processos naturais de oxidação, a estrutura poligonal dos grãos (“crackled porcelaine”) se destaca muito bem. Existem abundantes estruturas de substituição e relictos do mineral substituído. Em algumas ocorrências há estruturas rítmicas (bandadas) indicativas de deposição coloidal. Em outros casos, a recristalização apagou em grande parte as estruturas.

1. Características da calcocita mais comum: Sistema Cristalino Cor Hábitos Clivagem

Monoclínico prismático.

Cinza-chumbo preto, preto-cinza, preto-azul. Embaçamento rápido a

cores marrons. Às vezes iridescente.

Maciça, granular. Raros cristais tabulares prismáticos curtos ou pseudo-ortorrômbicos (maclas), Pulverulento.

{110} indistinta.

Estrias // a [100] comuns e profundas.

Tenacidade

Quebradiço, algo séctil.

Maclas Fratura Dureza Mohs Partição

ver acima. Conchoidal. 2,5 - 3 não

Traço Brilho Diafaneidade Densidade (g/cm3)

Cinza-chumbo preto Metálico. Opaca. 5,5 – 5,8

2. Geologia e depósitos: Geralmente a calcocita é secundária (supergênica), formada na zona de oxidação de minérios de cobre, que podem ser veios hidrotermais ou grandes corpos de minério de baixo teor do tipo “cobre pórfiro”, devido à lixiviação do cobre pela alteração dos minerais originais. Em climas áridos, a calcocita forma um nível aproximadamente horizontal dentro ou abaixo da zona de oxidação que corresponde à posição (passada

ou presente) do aquífero freático. Este nível é denominado de “chalcocite blanket” (“lençol de calcocita”) e é o horizonte mais rico em cobre de toda a ocorrência. Às vezes a calcocita é encontrada como mineral primário em veios hidrotermais. Raramente ocorre em rochas ígneas básicas (basaltos) e pode se formar em fumarolas vulcânicas. Pode ocorrer em depósitos metamórficos de contato (escarnitos) e em pegmatitos. É encontrada em depósitos de Cu do tipo “red beds”, hospedados em arenitos.

3. Associações Minerais:

Associa-se aos minerais comuns de ganga, como quartzo e calcita.

Naturalmente ocorre com muitos minerais diferentes de Cu, tanto primários (bornita, calcopirita, djurleita) como secundários (cobre nativo, covellita, crisocola, malaquita, azurita, digenita, enargita, tenorita, luzonita, delafossita, stromeyerita, atacamita, etc.). Nas zonas de oxidação também ocorrem óxidos e hidróxidos de Fe, como goethita.

Ocorre com outros sulfetos como pirita, pirrotita, esfalerita, galena e molibdenita.

Pode ser encontrada associada a com prata, estannita, wittichenita, telurídeos e selenetos.

4. MICROSCOPIA DE LUZ TRANSMITIDA: Não se aplica, pois a calcocita é completamente opaca.

5. MICROSCOPIA DE LUZ REFLETIDA:

Preparação da amostra: a calcocita é relativamente fácil de polir, produzindo uma superfície de alto brilho. A dureza ao polimento é bem superior à dureza da acanthita, aproximadamente igual à dureza da digenita e da galena e mais baixa que a dureza da bornita e da tetraedrita. Em relação à covellita, a dureza da calcocita é maior que a dureza das seções basais de covellita e menor que a dureza das seções prismáticas de covellita.

Normalmente a superfície está com muitos sulcos de polimento, especialmente quando há pequenos grãos (duros) de pirita inclusos na calcocita. É necessário cuidado no polimento e longos polimentos devem ser evitados porque produzem um relevo alto demais nos minerais associados e porque a superfície da calcocita fica borrada devido ao filme superficial exagerado. Para evitar esta borração superficial da calcocita, nunca deve ser polido a seco ou sob alta pressão. Pressão demais produz na calcocita filmes superficiais que escurecem em cores azuis posteriormente. Além disso, os sulcos de polimento produzidos com abrasivos grosseiros (que devem ser evitados nos minérios com calcocita) e que não foram eliminados durante o polimento, são preenchidos com pasta mineral durante o processo de polimento, parecem mais azuis que a cor de reflexão correta e podem gerar pseudo-estruturas.

Polimentos de baixa qualidade fazem a cor de reflexão da calcocita parecer mais azulada do que o normal. Após o polimento a seção deve ser secada imediatamente e com muito cuidado. Secagens mal feitas produzem superfícies com cores azuis anormais. A seção não pode ser impregnada a temperatura elevadas (T>60º) nem deve ser observada ao microscópio com imersão em óleo por longos períodos (exceção feita a microscópios com luz fria LED), porque a estrutura da calcocita começa a se modificar e covellitas associadas são reabsorvidas. A resina da seção polida não pode conter enxofre, porque este reage com a calcocita produzindo um filme semelhante a mofo.

As superfícies das seções polidas (e das amostras macro) das coleções modificam-se levemente devido à formação de uma crosta marrom de CuS. Deixando as seções expostas à atmosfera úmida, desenvolve-se em suas superfícies uma corrosão ao ar (turvação) que evidencia eventuais estruturas existentes na calcocita.

ND Cor de reflexão: Cinza-branco a branco-azulado. Cores com tonalidades anormais esverdeadas podem ocorrer.

Comparada com a cor da galena, a cor da calcocita é distintamente azulada.

Comparada com a cor da pirita, a cor da calcocita é cinza azulada.

Comparada com a cor da covellita, a cor da calcocita é branca, sem uma tonalidade rosada.

Comparada com a cor da bornita, a cor da calcocita é branco azulado.

Comparada com a cor do cobre nativo, a cor da calcocita é cinza azulada.

Pleocroísmo: Extremamente fraco, quase impossível de perceber.

Refletividade: 29,93% Birreflectância: Não.

NC Isotropia / Anisotropia: Anisotropia fraca a distinta, entre verde-esmeralda e rosa claro, difícil de observar com nicóis exatamente cruzados.

Deve ser observada descruzando os nicóis em 2º e mesmo assim às vezes é difícil de observar. Com uma luz LED forte a observação é mais fácil.

Isotropia aparente pode se originar quando é empregada força demais durante o polimento da amostra.

Reflexões internas: Não apresenta.

Pode ser confundida com: outros minerais brancos, isótropos ou com anisotropia fraca, como galena, tetraedrita-tennantita e outros.

Clivagem (111) pode ser visível, mas apenas em cristais maiores.

Sulcos de polimento em grande quantidade podem ocorrer.

Maclas (111) às vezes podem ser observadas, com formas hexagonais.

Estruturas de substituição de outros minerais pela calcocita são muito frequentes, tanto substituições pela calcocita ascendente (primária) como pela calcocita descendente (secundária). As texturas geradas pelas calcocitas primárias e secundárias podem ser idênticas. Calcocita descendente pode substituir quase todos os minérios sulfetados, especialmente pirita, calcopirita, esfalerita, enargita, estannita, bismutinita, tennantita-tetraedrita, bornita, galena e muitos outros. Em casos raros substitui carbonatos e minérios oxidados. Quando a calcocita encontra a calcopirita formam-se frequentemente bordas de reação de bornita. A magnetita, por outro lado, nunca foi observada em contato com calcocita. A substituição dos minerais pela calcocita segue normalmente as direções cristalográficas, com a calcocita neoformada formando lamelas // (010) em enargita ou // (100) na bornita, por exemplo. Inversamente, calcocita primária pode ser substituída por calcopirita e bornita em todos os estágios. Calcocita secundária é substituída por acanthita, prata nativa e alguns outros minerais de prata, cuprita, cobre nativo, covellita e minérios oxidados de cobre como malaquita e outros. As estruturas de substituição podem ser encontradas em todos os jazimentos de cobre, em qualquer nível (chapéu-de-ferro, zona de oxidação, zona de cimentação). Muitas vezes a substituição pode eliminar qualquer vestígio do minério primário.

Intercrescimentos orientados são comuns e estão descritos acima.

Deposições rítmicas na forma de massas estalagtíticas são mais raras, mas localmente frequentes. Intercrescimentos mirmequíticos são muito comuns, especialmente com bornita, mas também com galena, clausthalita, covellita, hematita, wittichenita, stromeyerita e outros. Os mirmequitos com bornita são muito frequentes, em escalas desde macroscópica até submicroscópica.

Pseudomorfoses de calcocita podem ser sobre bornita, covellita, calcopirita, pirita, enargita, millerita, galena e esfalerita.

Versão de outubro de 2021

Esquerda: calcocita (branca), bornita (marrom-rosa) e ganga (cinza escura) a ND. A calcocita muito raramente forma cristais, sempre essas massas intercrescidas com outros sulfetos. Direita: A NC a calcocita (e a bornita) são muito escuros, quase pretos. Nesta imagem, a NC + 2º, é possível observar a fraca anisotropia da calcocita, mas é difícil de perceber.

Grãos grosseiros de

calcocita (branca) com

clivagem bem definida,

associada a bornita

(marrom-rosa) e com a

ganga em cinza escuro, a

ND.

Muito típicos são

mirmequitos de bornita em

calcocita, como na imagem

ao lado, a ND. Calcocita é

branca, ganga é cinza escura

e a bornita já está com um

tom definido para azul, o que

evidencia que já está um

pouco embaçada, mas o tom

marrom-rosa ainda

predomina.