Bornite

La bornite, spesso chiamata minerale pavone, è un minerale solfuro con formula Cu5FeS4. Cristallizza nel sistema ortorombico (pseudo-cubico) e costituisce un'importante fonte di rame. Le superfici fresche presentano una tonalità dal bruno al rosso rame, ma queste si ossidano rapidamente in iridescenze blu e viola, da cui il soprannome di rame pavone o minerale pavone.

Come minerale chiave del rame, la bornite è diffusa nei giacimenti di rame porfirico, solitamente insieme alla più comune calcopirite. Nella zona di arricchimento supergenico dei depositi di rame, sia la calcopirite che la bornite sono tipicamente sostituite da calcocite e covellite. La bornite si presenta anche come disseminazioni in rocce ignee mafiche, skarn metamorfici di contatto, pegmatiti e scisti cupriferi sedimentari. Il suo contenuto di rame è di circa il 63 percento in massa, rendendolo un minerale importante.

A temperature superiori a 228 °C (442 °F), la struttura della bornite è isometrica, con una cella unitaria di circa 5,50 Å di lato. Questa struttura presenta atomi di zolfo in impacchettamento cubico compatto, con atomi di rame e ferro che occupano casualmente sei degli otto siti tetraedrici negli ottanti del cubo. Raffreddandosi, gli atomi di ferro e rame si ordinano: sottocelle di 5,5 Å in cui tutti gli otto siti tetraedrici sono occupati si alternano a sottocelle in cui solo quattro sono occupati, riducendo la simmetria a ortorombica.

Le quantità relative di rame e ferro possono variare notevolmente, con soluzione solida che si estende verso la calcopirite (CuFeS2) e la digenite (Cu9S5). È comune l'esoluzione di blebs e lamelle di calcopirite, digenite e calcocite.

Cristalli rari sono approssimativamente cubici, dodecaedrici o ottaedrici, ma la bornite è solitamente massiva. Si verifica geminazione di penetrazione lungo la direzione cristallografica {111}.

La bornite si trova a livello globale nei minerali di rame. Località cristalline notevoli includono Butte, Montana, e Bristol, Connecticut, negli Stati Uniti; la miniera di Carn Brea, Illogan, e altrove in Cornovaglia, Inghilterra; le Alpi di Frossnitz nel Tirolo orientale, Austria; la miniera di Mangula nel distretto di Lomagundi, Zimbabwe; la miniera di N'ouva a Talate, Marocco; la costa occidentale della Tasmania; e Dzhezkazgan, Kazakistan. Tracce si trovano anche tra l'ematite nella regione di Pilbara, Australia Occidentale. La bornite è stata anche scoperta su manufatti storici in rame e bronzo esposti ad ambienti di sorgenti minerali calde, sebbene tale patina sia considerata rara.

Descritta per la prima volta nel 1725 da un ritrovamento nei Monti Metalliferi, Boemia (ora Regione di Karlovy Vary, Repubblica Ceca), fu nominata nel 1845 in onore del mineralogista austriaco Ignaz von Born. La bornite è riconosciuta come minerale contenente rame fin dall'antichità, sebbene fosse spesso confusa con altri solfuri di rame a causa dell'aspetto simile e dell'associazione nei giacimenti minerari. Le prime civiltà estraevano minerali contenenti bornite per il rame per produrre utensili, armi, ornamenti, monete e altri oggetti, sostenendo l'età del bronzo e le successive culture metallurgiche. Con l'avanzare dell'estrazione mineraria e della scienza mineralogica durante il XVIII e XIX secolo, la bornite fu identificata come un minerale distinto e crebbe in importanza come minerale di rame. Durante la Rivoluzione Industriale, grandi giacimenti idrotermali di rame contenenti bornite furono ampiamente estratti per soddisfare la crescente domanda di rame per cavi elettrici, motori a vapore, macchinari, edilizia e trasporti. Nel XX secolo, i miglioramenti nell'esplorazione geologica, nella lavorazione del minerale e nell'estrazione metallurgica hanno permesso un recupero efficiente del rame da depositi di bornite di qualità inferiore, aumentandone ulteriormente il valore economico. Grazie al suo alto contenuto di rame e alla frequente associazione con altri preziosi minerali solfuro, la bornite è rimasta uno dei minerali di rame secondari più significativi al mondo e ha svolto un ruolo importante nella storia dell'estrazione e della metallurgia del rame.