Cuivre natif

La plupart des échantillons conservés ou muséographiques sont légèrement oxydés en surface. La couleur rouge cuivrique, très vive sur une cassure fraîche, finit par se ternir, et se transformer en nuances plus sombres de brun rouge ou rouge sombre, voire noire ou verte. De même, la poussière métallique opaque est rouge de cuivre. Le métal natif est fusible vers 1 083 °C. Au refroidissement à l'air, une couche noire d'oxydes est observable. Toutefois, à des températures ambiantes, exposé à l'air, ce métal natif est fréquemment oxydé en cuprite, en pellicule de malachite verte, en chessylite, en lumite. Une des caractéristiques remarquables de la plupart des oxydes de cuivre ou des composés d'oxydation du cuivre est leur rôle couvrant. La surface d'altération est superficielle. Elle est verdâtre, noirâtre, iridescente dans le cas de la malachite. Le vert de gris est une patine qui contient souvent malachite et azurite encore dénommée chessylite, soit des carbonates hydroxylés basiques de cuivre II. Le cuivre n'est pas soluble dans l'eau froide ou chaude, mais il est facilement dissout dans l'acide nitrique avec un vif dégagement de vapeurs nitreuses rouge. La présence de sels de cuivre confère immédiatement une couleur verte aux solutions aqueuses. Mais l'addition d'ammoniaque légèrement en excès les font virer au bleu foncé. Il s'agit d'un procédé d'identification utile pour le distinguer par rapport aux autres minéraux métaux natifs, le test étant associé à l'éraflure pour repérer la couleur rouge cuivrique, au trait ou trace de poussières et à la vérification de la malléabilité effectuée au marteau. L'argent et l'or se repèrent par d'autres couleurs de la matière et du trait. La nickelite n'a pas le même trait. Le cuivre est soluble à chaud dans l'acide sulfurique. Il est très peu soluble dans l'acide chlorhydrique concentré ou dans l'ammoniaque concentré. Il s'agit, en un sens restreint, d'un métal noble, par rapport à ces deux acides. . L'acide chlorhydrique dilué, qui est nettement moins agressif que l'acide nitrique, est recommandé pour nettoyer les échantillons. Le cuivre forme des alliages avec l'or en toute proportion. Le métallurgiste dit que le cuivre est totalement miscible dans l'or. L'adjonction d'une faible quantité d'étain durcit considérablement le cuivre ainsi allié. Une plus grande quantité, de l'ordre du tiers, donnent naissance à d'autres matériaux renommés comme les bronzes.

Objet de curiosité et de collection, le cuivre natif trop rare en masse importante susceptible d'être exploité n'est plus depuis des siècles un métal industriel. Il a été pourtant été utilisé dans l'art ancien, pour réaliser des figurines remarquables ou de multiples formes dessinées en relief.

Il se trouve communément dans les cavités et les zones poreuses des roches mafiques effusives qui sont le produit de l'extrusion de laves basiques. Il est moins commun par exemple dans les grès et les roches argileuses dite shales, qui ont été traversés par des filons hydrothermaux. Il est alors le produit de la réduction par des minéraux ferreux de solutions riches en cuivre. La précipitation chimique explique notamment la fréquence des structures plus ou moins informes. Minéral de formation secondaire, il apparaît également comme la conséquence d'une réduction chimique dans la zone d'oxydation de gisements de sulfures riches en cuivre liée à des roches hyperbasiques ou à la présence de corps réducteurs. Toutefois la plupart des masses cristallines occupent des veines, des veinules ou se placent sur des couches. Les secteurs nativo-cuprifères ont été repérées de temps immémoriaux en observant les alluvions des vallées qui les traversent, ainsi par exemple en Bolivie de petits octaèdres réguliers de cuivre natif peuvent être observés au milieu des sables.

Il est typique des zones de cémentation des gisements de minerais de cuivre, par exemple dans l'Antiquité à Chypre. Il n'est pas rare dans les anciennes mines inondées par des eaux chargées en sulfate de cuivre, il se forme lentement par exemple en incrustation d'objet de fer ou en minéral de remplacement des bois de mines altérés. Rappelons que l'oxydation des sulfures produit des sulfates, or le sulfate de cuivre est très soluble. S'il imprègne un milieu réducteur ou entre en contact avec un corps réducteur, il produit à terme du cuivre natif par cémentation ou précipitation, sous diverses formes caractéristiques. La solution de sulfate de cuivre peut être recueillie dans un bassin contenant des rognures de fer réducteur, le cuivre cémenté prendra alors la forme de rognons, de mamelons, voire de structures en choux-fleur. L'écoulement prolongé le long d'une boiserie de mine permet au cuivre natif formé de s'incruster dans les anfractuosités du bois, agent réducteur insolite, constituant la poutre de boisage des galeries. De telles associations massives bois-cuivre natif ont été décrites à Chessy en France ou à Herrengrund en Hongrie. Il est également communément présent dans les zones volcaniques, souvent piégé à l'intérieur de géodes de quartz ou en inclusion dans les basaltes sous forme de placage ou de filaments. Lorsque les basaltes sont en contact avec les roches sédimentaires, il peut être ou se former en inclusions ou en filons de formes similaires dans ces dernières roches, par exemple les conglomérats ou des grès. Dans ces deux cas, les inclusions peuvent être importantes. Les veines cuprifères qui contiennent du cuivre natif sont communes dans les grès, les calcaires ou encore des ardoises ou des roches ligneuses, milieux qui peuvent jouer un rôle de milieu réducteur. Les principaux minerais de cuivre tels que la chalcopyrite cuivrée ou la bornite bleu violacé peuvent en contenir d'infimes quantités ou parfois quelques rares masses occasionnelles de quelques kilogrammes. La péninsule de Keweenawa est géologiquement formée par l'alternance de couches de basalte et de bancs de grès et/ou de conglomérats, et les cavités et anfractuosités ont été cémentées par le cuivre natif, transporté par les solutions hydrothermales de sels de cuivre et d'argent, de calcium et de divers métaux. Le cuivre natif parfois allié à argent en half breed est associé à des minéraux cuprifères, à la calcite, à des zéolites et à l'épidote. Enfin, le plus souvent à l'état de traces ou de faibles quantités, le cuivre est présent dans les météorites. La mission lunaire russe 24 l'atteste sur notre satellite naturel avec les échantillons collectés le 18 août 1976 sur la mare Crisium. Minéraux associés : cuprite, malachite, ténorite, lumite, chalcopyrite, chalcocite, blende ou sphalérite, azurite ou chessylite, , calcite, quartz, chalcantite, argent, chalcocite, covellite, bornite, cuivre gris, oxydes de fer comme la goethite, argiles, zéolithes, épidote, lignite...