ZnS

Hexagonal

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GENERALIDADES  

La wurtzita, wz, es un dimorfo de esfalerita, hexagonal y con variaciones composicionales más restringidas que en esfalerita, según Ramdohr (1982): ZnS, con posible incorporación isomorfa de Fe o Mn (escasa) o de Cd (más significativa) en lugar de Zn. Se conocen varios politipos de wurtzita, siendo el más común el 2H (hexagonal); wurtzita es, con greenockita (CdS) el miembro más conocido del Grupo de la Wurtzita, que comprende cinco especies de sulfuros simples hemimórficos hexagonales con empaquetamiento denso, de fórmula general MX (M = Cd, Mn, Zn; X = S, Se; https://www.mindat.org/min-10922.html, visit. 2020/06/09).

Desde la descripción de wurtzita por Friedel (1861), sus relaciones con esfalerita han sido objeto de numerosas investigaciones, 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 esfalerita-wurtzita 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 variedad rítmica concéntrica o bandeada conocida como schalenblende (blenda en capas). Otras interpretaciones sugieren que wurtzita es metaestable a bajas T, lo que explica la frecuente inversión paramórfica de wurtzita a esfalerita, irreversible en estas condiciones, haciendo posible que esfalerita herede la típica icefern texture (textura en helecho de hielo). En todo caso, wurtzita se considera un componente habitual de la schalenblende, mayoritario para algunos autores o minoritario para otros. Una cuestión que no siempre se puede precisar, dada la difícil distinción de ambas especies al microscopio y la escasez de muestras en las que sea posible aislar el mineral wurtzita, para determinaciones cuantitativas más precisas.

En general, las propiedades de wurtzita que pueden observarse con los procedimientos habituales en microscopía de menas son prácticamente coincidentes con las de esfalerita y, por sorprendente que parezca, la anisotropía de wurtzita (indudable por ser hexagonal) pocas veces se hace visible como anisotropismo y nunca como pleocroísmo, lo que priva al observador de un criterio diferencial indispensable en muchos casos.  Por todo ello, la descripción de wurtzita remite con frecuencia a la de esfalerita.

DESCRIPCIÓN MICROSCÓPICA

OBSERVACIÓN SÓLO POLARIZADOR

Color gris, como esfalerita (Fotomicrografías 1-2, Fotomicrografías 5-6 y Fotomicrografías 9), difícil pulido. Anisótropo, pero no muestra ni birreflexión ni pleocroísmo visibles con microscopio de reflexión. Reflectancia baja, algo inferior a magnetita, prácticamente idéntica a esfalerita y poco mayor que goethita. Dureza de pulido media: Dpul ≈ sp. Por todo ello, las propiedades básicas coinciden con las de esfalerita (ver descripción esfalerita).

Aunque puede formar muy bellos cristales (por ejemplo: https://www.mindat.org/gm/4318, fecha 2020/06/09), habitualmente se presenta intercrecida con esfalerita, en típicos agregados aciculares, pero también en intercrecimientos criptocristalinos, cuyo tamaño de grano escapa a la resolución del microscopio óptico (Bowles et al, 2011), lo que obliga a recurrir a DRX para la distinción de ambas especies.

La textura más característica de la especie wurtzita es la textura acicular, de aspecto dendrítico-palmeado, conocida como icefern texture (textura en helecho de hielo, así llamada por recordar la forma de los agregados aciculares de cristalillos de hielo que se forman en las ventanas en noches frías). Por desgracia, la observación neta de esta textura al microscopio requiere un previo ataque ácido (HNO3), por lo que el microscopista que no recurra a dicho ataque se ve obligado a inferirla de datos colaterales, como la alineación de inclusiones o poros paralelos al eje longitudinal de las fibras o la aparición de huecos triangulares que señalan los intersticios entre fibras que se intersectan (Fotomicrografías 1 y 9). Por otra parte, dado el carácter metaestable de la wurtzita a bajas temperaturas, no es raro que se produzca inversión paramórfica a esfalerita, conservando la textura icefern en el mineral neoformado (esfalerita).

Son muy notables las texturas de precipitación rítmica, botrioidales y esferulíticas, conocidas como schalenblende, con sucesivas micro-bandas concéntricas, en las que suelen alternar esfalerita y wurtzita de tamaño muy fino, a veces con marcasita o pirita (Fotomicrografías 5-8)

OBSERVACIÓN POLARIZADOR + ANALIZADOR 90°

Anisótropo, pero el anisotropismo es raramente perceptible, por lo que puede confundirse fácilmente con esfalerita, cuya extinción por otra parte queda a menudo enmascarada por las RI, reflexiones internas, análogas a las que presenta wurtzita (Fotomicrografías 3-4, Fotomicrografía 10 y Fotomicrografías 7-8).

El examen con luz transmitida y (cuando es visible en luz reflejada) la extinción en cruz en agregados esferulíticos (Fotomicrografías 7-8), que no sería de esperar en un material puramente isótropo, pueden ser una ayuda para identificar wurtzita, junto con otros rasgos como la presencia de estrías perpendiculares a la elongación de las fibras, visibles ocasionalmente gracias a las RI en wurtzita (Fotomicrografías 3-4).

La ausencia de las maclas polisintéticas tan frecuentes en esfalerita es otro criterio distintivo, aunque esta observación requiere el ataque químico.

PARAGÉNESIS

Se encuentra la wurtzita principalmente asociada a paragénesis sulfuradas someras (baja temperatura y baja presión), casi siempre como mineral tardío; entre ellas se cuentan los yacimientos Pb-Zn-Ba-F en rocas carbonatadas y otros estrato-confinados en rocas sedimentarias, así como las concentraciones hidrotermales submarinas actualmente en formación en fondos oceánicos (precursores de yacimientos de sulfuros masivos volcanogénicos). También se forma como mineral póstumo (en geodas o como sulfuro secundario) en diversas concentracioes sulfuradas. En algunos casos puede dar lugar a concentraciones económicas importantes (como los depósitos de schalenblende de Silesia).

Pueden citarse como acompañantes típicos: esfalerita, galena, calcopirita, marcasita, pirita, gratonita, jordanita, otras sulfosales de Pb, Sb, Ag (Fotomicrografías 1-2, Fotomicrografías 5-6 y Fotomicrografías 9-10).

RECONOCIMIENTO

La caracterización microscópica de wurtzita es prácticamente como la de esfalerita, con la que comparte la mayor parte de las propiedades visibles (color gris, dureza media de pulido, baja reflectancia, transparencia que posibilita el reconocimiento por LT, luz transmitida, RI). Por ello, la única dificultad para su reconocimiento efectivo es la fácil confusión con esfalerita. Son rasgos distintivos de wurtzita:

  • el anisotropismo de wz (cuando puede observarse);
  • la ausencia en wz de maclas polisintéticas, tan frecuentes en esfalerita (pero sólo visibles con ataque estructural, lo mismo que en wz la textura icefern);
  • la textura icefern de wz (aunque puede ser seudomorfizada por esfalerita, si se produce la frecuente inversión paramórfica de wurtzita a esfalerita);
  • las texturas esferulíticas fibroso-radiadas en schalenblende, cuando ponen en evidencia el carácter anisótropo de wurtzita (hexagonal) por la extinción en cruz de fibras monominerales orientadas radialmente (texturas que no deben confundirse con las texturas botrioidales de esfalerita, muy parecidas pero isótropas);
  • en general, las texturas fibrosas inferidas de algunos rasgos como la alineación de inclusiones o los poros intersticiales triangulares (por intersección de fibras oblicuas);
  • la restricción de wurtzita a paragénesis someras o de baja T / baja P, frente a la ubicuidad de esfalerita.

Con todo, la distinción esfalerita-wurtzita no siempre es posible, lo que no sorprenderá si se tiene en cuenta que los intercrecimientos entre ambos polimorfos pueden producirse incluso a escala nm (Bowels et al., 2011). En casos dudosos, puede ser útil la caracterización adicional con LT, pero la determinación por DRX o los estudios a nanoescala por SEM-TEM pueden resultar indispensables para una determinación segura.

INFORMACIÓN ESPECTRAL

Reproducción de colores-advertencia importante: las fotomicrografías están procesadas en formato sRGB IEC61966-2.1. Colour Space. Si tu monitor está correctamente calibrado en cuanto al color, se garantiza que todas estas imágenes reproducen fielmente los colores reales al microscopio.

MICROGRAFÍAS

  • Fotomicrografía 1 y Fotomicrografía 2 (dsp y osp, resp): Masa de wz fibrosa con pequeñas inclusiones de ccp y q; aunque la textura fibrosa en sí no es visible sin ataque químico, puede inferirse por la alineación de inclusiones paralelas a la elongación de las fibras y poros triangulares (por intersección de fibras). Muestra Rub.sn, Nagymuzsaly, Ucrania.
  • Fotomicrografía 3 y Fotomicrografía 4 (misma escena que Fotomicrografía 1 d+p y o+p, resp): Anisotropismo imperceptible de wz y RI similares a las de sp, pero que permiten entrever las estrías (0001), perpendiculares a la elongación de las fibras de wurtzita, constatada por la alineación de inclusiones (cf. Fotomicrografía 1-2).
  • Fotomicrografía 5 y Fotomicrografía 6 (dsp y osp, resp): Depósito rítmico concéntrico de schalenblende (gris) sobre agregados tabulares de jd (blanco). HD 8, Wiesloch, Baden-Wuerttenberg, Alemania (d+p).
  • Fotomicrografía 7 y Fotomicrografía 8 (misma escena que Fotomicrografía 5, d+p y o+p, resp): Estructura dual de schalenblende, perceptible a pesar de las RI generalizadas: fibroso radiada en su mayor parte, con wz cuya anisotropía se infiere de la extinción en cruz de las fibras radiales (extinción recta de wz); zonas minoritarias isótropas con sp.
  • Fotomicrografía 9 y Fotomicrografía 10 (dsp y oxp, resp): Masa de wz cuyo hábito prismático es reconocible por la orientación (//c) de las inclusiones (gn, mc, ccp, q) y de los arranques de pulido. Con analizador (Fotomicrografía 10), aunque el anisotropismo de mc y de ccp es claramente reconocible, wz mantiene apariencia isótropa, a pesar del analizador ligeramente descruzado (xp: iluminación parcial de gn); sus RI son como las de sp. Muestra Rub.sn, Nagymuzsaly, Ucrania.