Du fait que le cuivre natif est une cohésion de masses métalliques détritiques et ramuleuses, il possède de bonnes capacités de malléabilité, de ductilité et aussi de conduction thermique et électrique, d’où son utilisation en arts et en électricité. Pour rentrer plus largement dans les détails, le cuivre naturel est un cristal cubique produit par des réactions entre des solutions hydrothermales et des corps réducteurs comme, par exemple, des oxydes de fer (provenant de laves basaltiques). Les cristaux de cuivre peuvent atteindre des tailles gigantesques comme près du lac supérieur au Michigan où il existe des formations rocheuses de plus de 420 tonnes.
Propriétés chimiques et physiques
Le cuivre se conserve plutôt difficilement de par son oxydation. Ainsi, la majorité des échantillons conservés ont perdu leur couleur rouge vif et se sont ternis et foncés. Il faut savoir que le cuivre possède une température de fusion vers 1083°C et produit lors du refroidissement une couche noire d’oxydes. Néanmoins, comme vu précédemment, même lors de simples expositions à l’air ambiant, le cuivre s’oxyde en cuprite, en malachite, en chessylite et en lumite. Les oxydes de cuivre sont caractérisés par leur couvrance, bien que l’altération soit superficielle.
Le cuivre n’est pas soluble dans l’eau, conférant aux solutions aqueuses une couleur verte de par les sels de cuivre, virant au bleu foncé si de l’ammoniaque est en excès. L’acide chlorhydrique ou l’ammoniaque concentrée ne permettent pas également sa dissolution. D’ailleurs l’acide chlorhydrique dilué est conseillé pour nettoyer les pièces en cuivre. En revanche, le cuivre est soluble facilement dans l’acide nitrique, dégageant alors des vapeurs nitreuses rouges, ou à chaud dans l’acide sulfurique. Ces caractéristiques permettent de l’identifier et de le distinguer des autres minéraux natifs.
Gisements
Le cuivre natif se trouve dans les cavités ainsi que dans les zones poreuses des roches mafiques effusives, produit de l’extrusion de laves basiques. Moins présent dans les grès et les roches argileuses traversés par des filons hydrothermaux, il peut l’être néanmoins lorsqu’il est le produit de la réduction de minéraux ferreux riches en cuivre. Sa disposition plutôt informe est due à la précipitation chimique. Il peut également être constitué dans les zones d’oxydation de gisements de sulfures riches en cuivre, comme étant la conséquence d’une réduction chimique. Néanmoins, la plupart des formations rocheuses de cuivre natif se placent sur des couches ou dans des veines.
Les premières sources ont été découvertes grâce à l’observation des alluvions des vallées, comme en Bolivie où l’on peut voir au milieu des sables des formations de cuivre natif régulières.
À l’instar des autres métaux non ferreux, le cuivre natif a été extrait dans des sources s’appauvrissant. Par exemple, pour prendre la source d’Angleterre, en 1800 elle possédait plus de 9% de cuivre. Or elle est aujourd’hui épuisée. Ainsi, les sources deviennent plus difficiles à trouver avec une teneur en cuivre de 4% pour les sources « riches ». C’est au Chili, à Chuquicamata, dans le désert d’Atacama que se situe l’une des plus grandes mines aujourd’hui.
Gîtologie et minéraux associés
Si le cuivre natif se trouve largement dans les zones de cémentation des sources comme à Chypre, il peut également se situer dans d’anciennes mines inondées en eaux chargées de sulfates de cuivre. De formation lente, grâce à son oxydation des sulfures produisant des sulfates de cuivre qui sont solubles, il s’imprègne dans du fer ou dans du minéral de remplacement des bois de mines altérées afin de produire du cuivre pur sous diverses formes. L’association bois-cuivre a d’ailleurs été décrite en France et en Hongrie.
Il peut également se former dans les zones volcaniques, à l’intérieur de géodes de quartz ou en inclusion dans les basaltes, tout comme dans les grès, les calcaires, les ardoises ou encore des roches ligneuses. Par exemple, la péninsule de Keweenawa est produite par l’alternance de couches de basalte et de grès. Il peut être associé à des minéraux cuprifères, alliés à l’argent en half breed, à la calcite, à des zéolites ou à l’épidote. Enfin, chose assez surprenante, la pierre cuivre peut être retrouvée sous forme de traces dans les météorites comme l’atteste la mission lunaire russe 24 du 18 août 1976.