GENERALIDADES
Mineral importante por su interés económico (principal mena de Zn y de otros metales), por su frecuencia en ámbitos variados y por su significación científica, en particular para la mineralogía experimental y como geobarómetro.
Composición: ZnS, aunque raramente estequiométrico, sobre todo por la fácil incorporación de Fe en sustitución del Zn. Las variedades ricas en Fe (hasta ≈25 % Fe en sp naturales) reciben el nombre de marmatita, aunque en las muestras estudiadas de Marmato, Colombia (l.t. de marmatita), parte del Fe está contenido en micro-inclusiones de pirrotita o calcopirita. Según datos recopilados por Bowles et al (2011), se han encontrado también disoluciones sólidas: completas, entre ZnS y ZnSe, CdS o HgS; parciales, con MnS (hasta 52 %) y CoS (34 %).
La esfalerita pura (100 % ZnS) se conoce como blenda acaramelada. Muchos otros metales pueden encontrarse también en esfalerita como elementos menores o trazas como el Cu (5 %), Cd (4.4 %), Sb (1 %), Hg (1 %), Sn (1 %), In (1 %), Ag (1 %), As (1 %), Ti (5000 ppm), Ga (3000 ppm), Co (3000 ppm), Ge (1000 ppm), Se (900 ppm), Ni (3000 ppm), Ba (150 ppm), Mo (100 ppm), V (100 ppm), Cr (10 ppm); los números entre paréntesis señalan los contenidos máximos citados en esfalerita de todo el mundo, aunque, como señalan Bowles et al (2011), una parte de estos contenidos puede encontrarse como inclusiones y no sólo como sustituciones estructurales; por otra parte, son posibles contenidos mayores en composiciones transicionales a otras especies, como el Mn (transición a alabandita, MnS) o Hg (15 %: polhemusita, [Zn,Hg]S).
Además de su importancia como mena de Zn, esfalerita es la fuente principal de Cd, In, Ge, Ga, a pesar de los limitados contenidos habituales de estos metales.
Dimorfo de wurtzita, wz, de la que se conocen varios politipos, siendo el más común el 2H (hexagonal). Las relaciones entre esfalerita y wurtzita han sido objeto de numerosas investigaciones desde la descripción de ésta por Friedel (1861), sin que todavía se hayan esclarecido del todo. No obstante, se admite en general la no estequiometría de ZnS, con vacancias de Zn en esfalerita y de S en wurtzita. Y se considera que wurtzita es la forma estable a alta temperatura (T > 1020 °C) y baja presión (1 atm). En realidad, la transición sp-wz también depende de fs2 y hay datos experimentales que sugieren que ambas especies pueden coexistir establemente por debajo de dicha T, si fs2 es suficientemente baja para mantener el déficit en S de wurtzita. En efecto, ésta se encuentra en la naturaleza en entornos de baja fs2, con T de formación muy inferiores a 1020 °C, por ejemplo: asociada a esfalerita en la llamada schalenblende. Otras interpretaciones sugieren que wurtzita es metaestable a bajas T.
DESCRIPCIÓN MICROSCÓPICA
OBSERVACIÓN SÓLO POLARIZADOR
Color gris (Fotomicrografías 1, 2 y 15), difícil pulido. Isótropo.
Reflectancia baja, entre las más bajas de los sulfuros, ≈ wf (casi idéntica: Fotomicrografías 8 y 9), parecida pero inferior a mt, poco > gth y netamente > cs. Además:
- la percepción subjetiva depende en gran medida del entorno: se ve muy oscura al lado de Ag, Au, Sb…, oscura al lado de py, ccp, gn (Fotomicrografías 5 y 12), incluso stn, td, tn (Fotomicrografías 10 y 11); clara al lado de cst (Fotomicrografía 10) o en comparación con gg; el examen en inmersión u observación en aceite es muy útil para distinguir esfalerita por aumentar el contraste, particularmente con magnetita (Fotomicrografías 6 y 7);
- la medida (objetiva) de R depende también de la composición del grano observado: en general aumenta ligeramente con el contenido en Fe.
Dureza de pulido media: Dpul sp > en, td, stn, cbn, Au, ccp, bn; < po, mt, ln, sk, sf. Ante la deformación, esfalerita es relativamente rígida, sin la ductilidad de galena o calcopirita, por lo que su respuesta es habitualmente frágil, apareciendo fracturada o triturada, si bien a altas temperaturas y presiones su comportamiento es más dúctil. Exfoliación raramente visible al microscopio, en todo caso sólo en granos de buen tamaño.
Zonado visible en cristales bien desarrollados, por variaciones composicionales (p. ej. % Fe) o del ritmo de crecimiento y del tipo o frecuencia de inclusiones o poros (Fotomicrografía 11); se observa mejor en secciones transparentes doblemente pulidas. Son muy notables las texturas de precipitación rítmica, botrioidales y esferulíticas, conocidas como schalenblende, mostrando sucesivas capas concéntricas, en las que suelen alternar esfalerita y wurtzita de tamaño muy fino, a veces con marcasita o pirita (Fotomicrografías 13-16).
Presenta formas variadas. En espacios libres esfalerita muestra su tendencia euhédrica (formas cúbicas con hábito dominante tetraédrico), pero en general, en las menas comunes, se presenta habitualmente en masas o agregados anhédricos o diseminada; más raramente en depósitos bandeados y botrioidales o esferulíticos con o sin wurtzita (schalenblende). En los primeros, son frecuentes las finas inclusiones (emulsión) de calcopirita (Fotomicrografías 7 y 12); a la inversa, esfalerita puede formar finas inclusiones, típicamente estrelladas (sphalerite stars), en calcopirita. Las texturas en emulsión suelen interpretarse como desmezclas, pero deben observarse cuidadosamente para evitar confundirlas con las de sustitución (chalcopyrite disease); en todo caso, su aparición no suele ser una buena noticia para el ingeniero de planta, porque la separación de calcopirita y esfalerita en estos finos intercrecimientos exigiría una molienda demasiado fina, inviable.
OBSERVACIÓN POLARIZADOR + ANALIZADOR 90°
Isótropo, pero la extinción queda a menudo enmascarada por las abundantes RI, reflexiones internas (Fotomicrografías 3, 4, 13, 14 y 16). Por otra parte, la deformación tectónica puede dar lugar a anisotropismo local. Las RI pueden tener colores variados: incoloras a pardo-amarillentas claras (luminosas y masivas típicamente en blenda acaramelada o ZnS pura); pardo-rojizas a rojo sangre en variedades más ferríferas (RI más escasas y de color rojo más intenso a medida que aumenta el contenido en Fe, hasta casi desaparecer en marmatita, que puede llegar a parecer opaca); ocasionalmente verdes en variedades galíferas (Picot y Johan, 1982) o verde-azuladas en variedades con < 1 % Fe y una muy leve sustitución Zn por Co (Rager et al, 1966, in: Bowles et al, 2011).
Maclado (111) y (211) muy frecuente, pero raramente visible al microscopio sin ataque HNO3.
PARAGÉNESIS
La esfalerita es un mineral muy frecuente, presente en paragénesis variadas: sedimentarias o Sedex, volcano-sedimentarias (sulfuros masivos), magmáticas y metamórficas; también se ha citado en meteoritos. Por ello puede aparecer acompañada de gran número de minerales, siendo particularmente frecuentes: galena, pirita, marcasita, calcopirita, pirrotita, magnetita, estannita, arsenopirita, tetraedrita. Se asocia también con frecuencia con wurtzita, particularmente en depósitos bandeados colomorfos o concéntricos (schalenblende, Fotomicrografías 13-16); en estos casos se ha constatado la frecuente transformación paramórfica de wurtzita en esfalerita, conservando la textura original (icefern o “helecho de hielo”) de wurtzita.
RECONOCIMIENTO
El reconocimiento microscópico de esfalerita es fácil y, en general, no debe presentar problemas, a pesar de su posible confusión con magnetita. El color gris, la dureza media de pulido, la baja reflectancia (y su transparencia que hace posible su caracterización también en luz transmitida por el tono grisáceo y el muy elevado relieve), el carácter isótropo y las RI permiten identificar esfalerita sin dificultad.
En las menas típicas de sulfuros masivos volcanogénicos (Fotomicrografías 5 y 12), como las de la Faja Pirítica Ibérica (Neves-Corvo, Riotinto, La Zarza, etc.) o sus equivalentes metamórficos (Noruega, Canadá, Australia, etc.), la distinción entre esfalerita y sus acompañantes habituales (pirita, calcopirita, galena, tetraedrita, marcasita, arsenopirita, calcocita, digenita, covellita… y además casiterita en Neves-Corvo) es evidente y no plantea ningún problema. En otros casos, conviene asegurar el diagnóstico fijando propiedades distintivas de posibles minerales parecidos:
- magnetita: a pesar del color y reflectancia próximos y del carácter isótropo de ambos, esfalerita se distingue sin dificultad de magnetita por la ausencia en ésta de RI, por la menor DPul de esfalerita y por el notable descenso, en esfalerita, de la reflectancia en inmersión, que aumenta netamente el contraste con magnetita (Fotomicrografías 6 y 7); por otra parte, magnetita no muestra la típica asociación de esfalerita con calcopirita en texturas de emulsión, de desmezcla o sustitución (ccp disease);
- alabandita es más clara (mayor reflectancia) y más blanda (muestra DPpul más baja que esfalerita), sus RI son más escasas, oscuras y verdosas y se asocia a paragénesis manganíferas (vbgr. con ganga de rodocrosita);
- wurtzita tiene propiedades ópticas que, en su mayor parte (color, R, RI), coinciden prácticamente con las de su polimorfo esfalerita, con la que a veces forma intercrecimientos criptocristalinos no resolubles al microscopio óptico: en este caso, no pueden distinguirse ambos polimorfos sin recurrir a técnicas auxiliares, como difracción de rayos X. No obstante, el carácter anisótropo de wurtzita (hexagonal) establece un criterio de diferenciación para fibras monominerales orientadas (agregados fibroso-radiados en schalenblende, Fotomicrografías 13-16); también, en general, para intercrecimientos sp-wz resolubles al microscopio. Con todo, hay casos, con wurtzita de anisotropismo débil o imperceptible o con esfalerita débilmente anisótropas por deformación, en que la dificultad persiste y ha de recurrirse a la observación por luz transmitida, a difracción de rayos X o al ataque textural, que pone de manifiesto ya sea la textura fibrosa peculiar (icefern) de wurtzita, ya las maclas polisintéticas de esfalerita (inexistentes en wurtzita);
- casiterita y wolframita son ambas netamente anisótropas; casiterita es además mucho más oscura (Fotomicrografía 10) y las RI de wolframita son en general más oscuras y escasas, con la notable excepción del término manganífero de wolframita (hübnerita), cuyas abundantes RI recuerdan las de blenda acaramelada (aunque son más anaranjadas) y cuyo parecido con esfalerita es llamativo a primera vista, pero aun así se distinguen con certeza por el hábito prismático de hübnerita y por su neto anisotropismo (Fotomicrografías 8 y 9).
