© Mario Izquierdo
Los minerales de este grupo van a presentar simetrías rómbicas y monoclínicas:
Marcasita -------------- FeS2 ----------- Rómbica
Lollingta -------------- As2Fe ---------- Monoclínica
Arsenopirita ----------- FeAsS ---------- Monoclínica
MARCASITA: Es fácil de reconocer cuando aparece en maclas, con la formación de grupos en cresta de gallo o punta de espada.
La configuración de los átomos vecinos más próximos es la misma que la de la Py. Es una red rómbica centrada en el interior, con el Fe en los vértices y centro de la red, y el S entre triadas de Fe, de forma que dan cadenas helicoidales inclinadas. La estructura es menos compacta y menos estable que la de la Py. La Marcasita se convierte en Py por encima de los 360°C, siendo reversible el cambio. También puede transformarse en Po por encima de 157°C, dado estructuras de ojo de pájaro.
Es de color amarillo bronce pálido o casi blanco en fractura reciente, llamada por ello Py de hierro blanco. La raya es negra-grisácea. Y tiene una densidad cercana a 5.
Se forma sobre todo a bajas temperaturas, encontrándose en yacimientos de origen exógeno o magmático de baja temperatura.
ARSENOPIRITA: Cristaliza en el sistema monclínico. En su estructura, el Fe se encuentra en coordinación 6, rodeado de 3 azufres y 3 arsénicos, dando octaedros irregulares.
Es de color blanco Ag. La raya es negra. Sus cristales son prismáticos paralelos al eje c, a veces paralelos al eje b, formando estrellas incompletas.
- Ambiente de formación:
LOLLINGITA: Es más raro y presenta unas propiedades físicas parecidas a la arsenopirita, diferenciándose de ella en la composición. La dureza es la misma que la Py.
- Localización:
Aparecen una serie de arseniuros de níquel-cobalto cuya fórmula general es AX3:
Skutterudita -------- (Co,Ni)As3
Esmaltina ----------- (Co,Ni)As3-x x=0-.5
Cloantita ----------- (Ni,Co)As3-x x=.5-1
La única vía que existe para saber de que tipo de mineral se trata es por microsonda química. Su composición es:
| [Co%] | [Ni%] | [Fe%] | |
| Skutterudia | 12.0-20.0 | 0.0-10.0 | 0.0-6.0 |
| Esmaltina | 1.0-15.0 | 1.0-7.0 | |
| Cloantita | 3.5-6.0 | 14.5-21.0 | 3.0- 5.0 |
Cristalizan en cubos y octaedros, más raros el dodecaedro y el piritoedro. Normalmente aparece en masa, denso a granular.
Su estructura está formada por As dispuesto en grupos de 4 arsénicos, situándose en la mitad de las aristas y caras de una estructura cúbica. Los metales se encuentran situados en los ocho octantes.
El tamaño de la celdilla depende del contenido en Fe y Ni, creciendo con el contenido de los mismos. Por lo tanto, como el contenido en Fe es creciente desde la Skutterudita a la Cloantita la celdilla será mayor en la Cloantita y Esmaltina que en la Skutterudia.
B.1.c. ASOCIACION W-Mo-SnSe pueden distinguir tres minerales bien diferenciados:
La Molibdenita es más común que la Tungstenita y Herzenbergita, debido a que el Sn y el W son litófilos y el Mo es calcófilo. Desde el punto de vista químico, el Sn va a formar Casiterita y el W Scheelita y Wolframita.
MOLIBDENITA: Presenta una composición teórica del 60% en Mo y aproximadamente un 40% de S, frecuentemente puede parecerse a la composición real, con aparición a veces de un 20% de Se.
Es el sulfuro metálico que se parece al Grafito, diferenciándose de éste en su densidad y dureza más elevadas, así como por su color de tono azul frente al Grafito que posee un color castaño, también la huella es distinta, en el Grafito la huella es de color negro mientras que la Molibdenita es de color verdosa.
En su estructura, una lámina de átomos de Mo se encuentra intercalada entre dos láminas de átomos de S, formando las tres una estructura en capas. Las intensidades de los enlaces dentro de la capa son mucho más fuertes que entre las capas (el enlace entre capas es de tipo Van der Waals y en la capa covalente), dando lugar a una exfoliación excelente según {0001}.
- Ambiente de formación:
Es un sulfuro bastante frecuente asociado a magmatismo ácido, en condiciones pegmatíticas.
También aparece asociado a Q. En Australia se comenzó la explotación a gran escala a principios del pasado siglo. Son yacimientos en filones Stockwork en yacimientos Sn-W y asociado a Bi y Bismutina, en España estos yacimientos se encuentran en San Finx (La Coruña).
Los yacimientos más importantes son los pórfidos, siendo el más importante el de Climax (Colorado) en EE.UU, donde la Molibdenita aparece en filones de Q, en un granito silícico con Fluorita y Topacio.
También como subproducto de la minería del Cu en Bingham Canyon (Utah) EE.UU.
En yacimientos tipo skarn en Azzegour, donde tiene Mo, W y Cu zonados.
B.1.d. ASOCIACION Zn-Cu-Pb
Además del Zn-Cu-Pb, existen otros elementos que aparecen asociados: el Cd e In.
Zn: Geoquímicamente aparece asociado al Cd. Todas las Esfaleritas llevan en cantidades variables Cd y Zn:
| Radios | Abundancia | |
| Cd2+ | 1.03 | 0.15 gr/Tm |
| Zn2+ | 0.83 | 1.33 gr/Tm |
A pesar de la diferencia de radios, el Cd no está en cantidades suficientes como para formar un mineral propio, por lo que se camufla en la Esfalerita, ocurriendo lo mismo con el In.
El Zn se va a concentrar en relación con fases hidrotermales (no se encuentra en los primeros estadios de la segregación magmática, es decir, en la segregación magmática). Se encuentra en condiciones epitermales.
El Zn en presencia de carbonatos da Smithsonita. Cuando llega a una cuenca oceánica en condiciones reductoras da carbonatos o sulfuros.
Su distribución es irregular en los distintos tipos de roca.
Cu: A diferencia del Zn, se puede separar en los primeros estadios de la segregación magmática, como la Calcopirita (Cpy), asociado a rocas básicas y ultrabásicas, estando por otro lado el dominio hidrotermal. La Cpy también aparece en yacimientos Sn-W-Mo-Bi:
En condiciones exógenas se oxidan dando sulfatos que posteriormente se transformarán en sulfuros. El Cu se utiliza como ejemplo para los yacimientos de oxidación-cementación, ya que debido a que solubilidad es mayor que la del Pb, puede desplazarse a distancia de su situación original, lo que implica que pueda ser lavado, precipitando después y dando minerales supergénicos por debajo de la zona de oxidación, Malaquita.
- Pb: El Pb sólo se concentra en condiciones hidrotermales, nunca se da en los primeros estadios de la segregación magmática, dando sulfuros de Pb (Galena) y sulfosales de Pb.
En condiciones exógenas se altera, oxidándose con mucha dificultad, debido a que al pasar a sulfato de Pb forma una película que recubre al sulfuro, constituyendo una barrera para la meteorización. Por otro lado, también puede dar carbonatos de Pb como la Cerusita.
- Localización:
La utilidad de estos isótopos es fundamentalmente para la datación de minerales. Dentro del Pb se pueden distinguir 4 grupos importantes:
| │ | Esfalerita | |||
| a) | Grupo de la Esfalerita | │ | ||
| │ | Wurzita | |||
| │ | Calcopirita | |||
| b) | Grupo de la Calcopirita | │ | Bornita | |
| │ | Cubanita | |||
| │ | Calcosina | |||
| c) | Grupo de la Calcosina | │ | Digenita | |
| │ | Covellina | |||
| d) | Grupo de la Galena | │ | Galena |
a) GRUPO DE LA ESFALERITA:
Se distinguen dos minerales:
| • Wurzita --------- Hexagonal. | │ | |
| │ | AX SZn | |
| • Esfalerita ------ Cúbica. | │ |
La Esfalerita cristaliza en el sistema cúbico, con una estructura tipo diamante. La misma estructura la presenta otros sulfuros muy comunes como es el caso de la Estannita y Luzonita.
La Wurzita cristaliza en el sistema hexagonal, siendo un empaquetado hexagonal compacto de átomos de Zn. Difiere de la Esfalerita en la longitud del eje c.
La transformación Esfalerita-Wurzita, implica una ruptura de enlaces covalentes. Teóricamente el paso de Esfalerita a Wurzita tiene lugar a 1024°C y a 1 atm. de presión, por tanto la Esfalerita se considera el polimorfo de baja temperatura y la Wurzita el polimorfo de alta temperatura. En realidad la Wurzita aparece en los yacimientos de baja temperatura, pudiéndose presentar Esfalerita por debajo de esta temperatura. El cambio polimórfico es lento y difícil, ya que como se ha dicho antes, implica la ruptura y reconstrucción de la estructura.
ESFALERITA: Es el mineral más frecuente, constituyendo la principal mena de Zn. También se extrae Zn de carbonatos de Zn como es la Smithsonita y silicatos como la Hemimorfita.
El Zn se utilizó inicialmente, sobre todo en aleaciones, actualmente más del 50% se sigue utilizando para aleaciones (latón=Cu+Zn), también en la galvanización del Fe, en baterías de eléctricas, etc.
El Zn se explota cuando aparece asociado a Sn, Au, Cu y Ag. Se puede decir que el Zn, a escala global, se encuentra en todos los continentes. En el Norte de España existe una provincia metalogénica importante.
En condiciones teóricas, la Esfalerita puede presentar 67%(aprox.) de Zn y 33% de S. Aunque también puede contener pequeñas cantidades de Cd, In o Fe. El contenido de este último elemento depende de la temperatura y la química de sus alrededores. Si la Po y la Esfalerita cristalizan juntas, la cantidad de Fe indica la temperatura de formación y la Blenda se convierte en un termómetro geotérmico.
La Esfalerita es de color amarillo, castaño a negro, oscureciéndose con el aumento de contenido de Fe.
La Esfalerita es un mineral que con frecuencia aparece bien cristalizado. Cuando se encuentra bien cristalizada se distingue con facilidad, pero en frentes de explotación puede confundirse con la roca encanjante, pudiéndose confundir hasta con una Galena.
La estructura de la Esfalerita es semejante a la del diamante con la mitad de los átomos de C reemplazados por Zn y la otra mitad por Zn, es decir, su estructura es cúbica de caras centradas, en la que los azufres están ocupando los lugares de un empaquetado cúbico compacto y el Zn aparece en coordinación 4 en la mitad de las posiciones de coordinación octaédrica.
El hábito es tetraédrico, con forma maclas polisintéticas {111}. La exfoliación sigue la dirección {110} y no {111}, debido a que en esta última dirección los planos se componen de átomos sólo de S o sólo de Zn, por el contrario según {110}, a pesar de que el espacio interplanar sea menor, las fuerzas de enlaces son más débiles.
Como ya se ha dicha es la principal mena de Zn y se encuentra en:
WURZITA: Es el polimorfo de alta temperatura. En su estructura, aprecen los átomos de Zn en empaquetado hexagonal compacto (grupo espacial P63mc).
Tanto la Wurzita como la Esfalerita con el contenido en Fe aumenta el índice de refracción (I.R.), la densidad y la dureza.
b) GRUPO DE LA CALCOPIRITA:
Dentro de este grupo tenemos:
CALCOPIRITA: Contiene aproximadamente un 34% de Cu. Es el mineral más frecuente y se extrae sobre todo de pórfidos cupríferos. Estos yacimientos han permitido que las leyes de las menas hayan disminuido paulatinamente, como consecuencia se han desarrollado técnicas de explotación para grandes volúmenes. El 50% mundial del Cu que se extrae proviene de los pórfidos cupríferos, siendo principal productor y consumidor EE.UU., se extrae en Arkansas, en general en todo el Oeste americano.
La Cpy, como ya se ha dicho, en condiciones teóricas contiene un 34% de Cu, pudiendo contener Au, Fe, Zn.
A diferencia de la Blenda o la Galena, raramente aparece cristalizada. Su estructura deriva de la Blenda, en la que la mitad de los átomos de Zn están sustituidos por Cu y la otra mitad por Fe. Esto conduce a duplicar la celda unitaria y con ello el parámetro c. Al existir sustitución de Fe y Cu la simetría disminuye.
La Cpy presenta color amarillo latón; con frecuencia con pátina bronceada o iriscente. La raya es negra-verdosa, siendo su dureza menor que la Py así como su densidad.
Es un sulfuro frecuente que se encuentra en:
CUBANITA: Su fórmula es S3FeCu, cristaliza en el sistema rómbico, con un contenido del 22% al 24%.
Se forma a alta temperatura y se encuentra en la Cpy en forma de desmezcla, tal como se muestra en la siguiente figura. Esta desmezcla se produce al disminuir la temperatura. En el caso tener una Cubanita con Cpy, ello es un índice de alta temperatura.
La Cubanita es típica de yacimientos intramagmáticos. Es parecida a la Pirrotina y como ella es magnética.
BORNITA: Es un sulfuro de Cu y Fe, cuya fórmula es S4Cu5Fe. Es un mineral cúbico, con un 63% de Cu aproximadamente, por tanto, es un mineral importante desde el punto de vista económico para la explotación de Cu. Se presenta como tres polimorfos:
De los 3 polimorfos sólo se conoce la estructura de la Bornita de alta temperatura. Para poder estudiarla es necesario conseguir buenos cristales, siendo este tipo de Bornita la única que se ha podido sintetizar artificialmente en cristales.
En su estructura el S se encuentra en los vértices y centro de las caras del cubo, el Fe se encuentra en 1/8 de las posiciones tetraédricas y el Cu se encuentra en la mitad de las aristas de los tetraedros desocupados. Por tanto existen 42 posiciones del Cu, pero experimentalmente se ha comprobado que no pueden existir mas de 40 Cu+, como se oxida fácilmente, parte del Cu+ se encuentra como Cu2+, lo que implica que no exista neutralidad química, conseguiéndose esto con la existencia de vacancias.
De la Bornita de baja temperatura se conoce que su estructura deriva de la de alta temperatura con la adición de defectos, lo que supone que existan variaciones importantes en el contenido de Cu, Fe y S.
De la Bornita de transición sólo se sabe que conserva el empaquetado de azufres.
La Bornita, en superficie reciente, es de color bronce pardo, pero al aire se cubre rápidamente de una pátina jaspeada, púrpura y azul, y finalmente casi negra. Existen 3 tipos de Bornita:
c) GRUPO DE LA CALCOSINA:
Dentro de este grupo se incluyen 3 minerales:
CALCOSINA: Es un mineral con un 80% de Cu, siendo el más interesante desde el punto de vista económico. Puede contener pequeñas cantidades de Ag, que puede estar sustituyendo al Cu en la estructura. Presenta 3 modificaciones polimorfas:
La Calcosina aparece raramente cristalizada. La estructura de la Calcosina de baja temperatura o β, se basa en un empaquetado hexagonal compacto de átomos de S, y el Cu ocupando los huecos triangulares.
La Digenita, posee una estructura antifluorita, con los aniones en el empaquetado cúbico compacto y los Cu en los 8 huecos tetraédricos. El valor de x, oscila entre 0.3 y 0.11, esto se debe a que un 10% del Cu+ de la Calcosina se encuentra en forma de Cu2+, por lo que habrá que vaciar otros huecos para mantener la neutralidad química.
La Calcosina se encuentra en zonas de enriquecimiento supergénico, en yacimientos de Cu casi todos, es decir, que en condiciones superficiales los sulfuros de Cu primario se oxidan; los sulfuros solubles formados se desplazan hacia abajo y reaccionan con los minerales primarios formando Calcosina y enriqueciéndose así la mena de Cu. La capa freática es el límite inferior de la zona de oxidación, donde puede formarse una 'manta de Calcosina'. Muchas minas de Cu deben su magnitud a este proceso de enriquecimiento secundario, tal es el caso de Riotinto en España.
COVELLINA: Su fórmula es SCu. Posee un 66% de Cu por lo que es más importante, desde el punto de vista económico, que la Cpy. Es hexagonal.
Su estructura es compleja porque el Cu y el S se encuentran en distinto estado de valencia:
Es una estructura estratificada, parecida a la de la Molibdenita y Grafito. Un tipo de átomo de Cu se encuentra en coordinación tetraédrica con el S, con los vértices compartidos de los tetraedros formando capas. Un segundo tipo de Cu, está en coordinación trigonal con el S para formar capas planas, tal como se muestra en la siguiente figura. La exfoliación es basal (según {0001}), paralela a esta estructura en capas, esto se debe a que existen fuerzas de Van der Waals entre tetraedro-triángulo-tetraedro.
La dureza es baja, 1,5. Cuando aparece cristalizada lo hace en cristales tabulares hexagonales con una cara bien desarrollada, la que es perpendicular al eje c.
Se localiza en zonas de enriquecimiento supergénico, normalmente como recubrimiento en la zona de enriquecimiento de sulfuros, nunca hipogénica.
d) GRUPO DE LA GALENA:
Incluye 3 minerales:
La Claustalita y la Altaita son más raros, ya que el S es mucho más abundante. Los tres minerales son isoestructurales, pero no isomorfos, es decir, no existe solución cúbica continua. Son cúbicos.
GALENA: Contiene un 86% de Pb, también puede llevar Ag en la red, bien sustituyendo al Pb o en huecos, es la variedad conocida como Galena Argentífera.
Aparece en cristales cúbicos, a veces truncado el octaedro y exfolia según {001}.
Posee brillo metálico. Tiene la propiedad de conducir la electricidad y exfolia igual que el NaCl.
Su estructura es cúbica de caras centradas de S, con el 100% de los huecos octaédricos con Pb. En las 3 direcciones del espacio se alterna Pb y el S. Existe una participación de enlace covalente y metálico.
Los tipos de yacimientos son muy variados:
Se encuentra como mena en:
B.1.e. ASOCIACION Ag-Hg-Au
Dentro de esta asociación, dentro de cual se incluyen sulfuros de Ag, Au, Hg, aparecen 20 minerales, también teluros, arseniuros. Y también asociados Cu y Fe.
Au.- Desde el punto de vista geoquímico posee afinidad hacia el Te, en yacimientos hidrotermales de telururos de Au. En España, un yacimiento de este tipo se encuentra en el distrito de Rodalquilar.
El Au puede aparecer en estado nativo.
Ag.- Se encuentra:
Hg.- Por una parte puede estar en estado nativo, o bien formando sulfuros (Cinabrio).
Cinabrio: Es muy estable y se concentra en aluviones, mientras que el Hg nativo se puede solubilizar con aguas cloruradas.
Dentro de esta asociación Ag-Au-Hg, se encuentran los grupos:
- GRUPO DE LA ARGENTITA:
ARGENTITA.- Presenta un 87% de Ag, por tanto representa una mena importante de Ag.
Existe la posibilidad de sustitución de Ag por Cu. Podemos distinguir 3 polimorfos de SAg2:
- Acantita.- El S está en un empaquetado cúbico, apareciendo en las posiciones de coordinación 4 (tetraédrica) la Ag. Cuando está cristalizada aparece en cubos.
La Argentita se altera en condiciones ambientales transformándose en Acantita.
Posee un color gris-blanco, es muy reflectivo, muy blando, muy denso (más que la Py).
- YACIMIENTOS:
Asociado a sulfosales de Ag, en los yacimientos hidrotermales epitermales. En la paragénesis estará Ga, Py y Cpy.
En toda la zona del W americano, en Zacatecas y Guanajuato.
También aparece en las zonas de oxidación, asociada a Cerusita y Querargita.
- GRUPO DE LA KRENNERITA:
Aparecen una serie de teluros de Au. Su color es blanco Sn. Con una dureza inferior a la Argentita (1.5) y se encuentran en yacimientos epitermales de Au.
- GRUPO DEL CINABRIO:
Podemos diferenciar 2 polimorfos:
• Colorodoita que es un telururo de Hg.
• Tienmanita que es un seleniuro de Hg.
CINABRIO: Es un mineral que en condiciones teóricas, que son casi las reales, tiene un 86% de Hg.
Su estructura es trigonal, asemejándose a una estructura tipo NaCl deformada. Tanto la coordinación para el S, como para el Hg es 6.
El Cinabrio se encuentra en cristales romboédricos o trapezoédricos, estos últimos más raros. La Raya es roja. Brillo submetálico, dureza baja, densidad alta.
- YACIMIENTOS:
Todos los yacimientos importantes de Hg, se van a encontrar asociados a rocas volcánicas. Almadén es el primer productor de Hg del mundo. Durante muchos años se pensó que era de tipo hidrotermal, cortado por Cuarcitas de Criadero, pero desde los 70 se sabe que es de tipo vulcano-sedimentario asociado a rocas básicas, en relación con un vulcanismo mantélico. Reconstruyendo los pliegues llevándolos a su estado original, se descubrió que sólo se había explotado un lado del cráter volcánico, poco después, en el otro lado, se descubrió el yacimiento del Entredicho, que es la mayor reserva que existe de Hg.
El Hg se incorpora antes de la diagénesis, por tanto aparece en las cuarcitas, existiendo una relación directa con la distancia al cráter, disminuyendo a medida que nos alejamos del mismo. Los 3 bancos que se explotan son:
Después de desmontar el pliegue se descubrieron 3 tipos de mineralizaciones:
Desde el descubrimiento del Entredicho se empezó a explotar a cielo abierto, siendo la explotación anterior subterránea.
- EMPLEO:
-B] 2) SULFUROS SEMIMETALICOS:
Aparecen una serie de compuestos que se caracterizan por estar formados por S, As, Sb ó Bi. Además de ser S, puede ser Se y Te. Las características de este grupo son algo distintas de las de los sulfuros metálicos. Dentro de este grupo se encuentran:
| • Estibina ---> S3Sb2 | │ | Rómbicos |
| • Bismutina --> S3Bi2 | │ | |
| • Rejalgar ---> SAs | │ | Monoclínicos |
| • Oropimente -> S3As2 | │ |
- GRUPO DE LA ESTIBINA:
ESTIBINA.- Es el sulfuro de Sb. En condiciones teóricas contiene un 70% de Sb. Pueden existir sustituciones de As y también por Au y Ag. Presenta una estructura con cadenas dobles; hábito fibroso.
Aparece como producto volcánico-fumarólico, como es el caso de Yellowstone, donde está asociado a Rejalgar.
OROPIMENTE.- Es el sulfuro de As, siendo fácil su identificación. Su estructura es en capas. Se diferencia del Rejalgar, en que es mas amarillo. Se forma en las mismas condiciones que el Rejalgar, pero es el último en precipitar.
BISMUTINITA: Es el sulfuro de Bi (S2Bi), con un 81% de Bi en condiciones teóricas, pero además puede contener Sb y Pb. La morfología es parecida así como la estructura. Es de color blanco, la exfoliación es igual que en la Estibina.
- YACIMIENTOS:
REJALGAR: Es el sulfuro de As, que en condiciones teóricas posee un contenido del 70% en As, siendo su fórmula teórica casi igual que la real.
Su estructura se puede asemejar a anillos deformados o en otros casos a un tetraedro de As dividido por un cuadrado de S, como se muestra en la figura siguiente.
El Rejalgar cuando aparece cristalizado lo hace en forma de prismas y con estrías en el eje c, como en el caso de la Py. Se reconoce fácilmente de visu por su color rojo anaranjado, parecido a la Crocoita (es el cromato de Pb), pero esta tiene menor densidad que el Rejalgar. La exfoliación es buena.
- YACIMIENTOS:
En yacimientos de baja temperatura, como último producto, pero antes que el Oropimente. Aparece con Estibina, Fluorita y Barita.
- GRUPO DE LA TETRAEDRITA:
Es una serie isomorfa Tetraedrita-Tennadita:
Entre estos dos términos puede existir toda una serie de términos intermedios. Puede contener series isomórficas, también Fe, Zn y sobre todo Ag (los términos ricos en Ag se llaman Freibergeita).
La unión dentro de la cadena es de tipo covalente y entre cadenas es de tipo Van Der Waals.
De visu se identifica fácilmente, ya que posee color gris-metálico, raya gris, muy blando con una densidad alta.
- Ambiente de formación:
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