Abstract

Sewardite, ideally CaFe3+2(AsO4)2(OH)2, is orthorhombic, Cccm, with unit-cell parameters derived from a crystal-structure refinement: a 16.461(2), b 7.434(1), c 12.131(2) Å, V 1484.5(6) Å3, a:b:c 2.2143:1:1.6318, Z = 8. The strongest nine lines of the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å (I)(hkl)] are: 4.874(90)(202), 3.473(50)(113), 3.389(60)(220), 3.167(100)(022), 3.015(50)(510), 2.988(50)(313), 2.919(70)(511), 2.503(90)(422,314) and 1.775(50)(533,026). The mineral occurs within a vug 3 cm across on a single specimen of gangue collected from the 31st level of the Tsumeb mine, Tsumeb, Namibia, as platy to compact anhedral to subhedral masses. These masses, up to 0.3 mm in maximum size, are intimately intergrown with very dark green to black botryoidal masses of an intergrowth of two tsumcorite-group minerals. Individual fragments are between 50 and 100 μm in size, with no obvious forms, and {100} and {011} as imperfect cleavages. Sewardite has physical properties that are very similar to those of carminite; it is dark red in masses to a much lighter red to orange on thin edges of small fragments. The streak is reddish brown, and the luster, vitreous. It is translucent (masses) to transparent (on thin edges), and nonfluorescent. The hardness (Mohs) is 3½. It is brittle, and has a splintery (in the [011] direction) to uneven fracture. The calculated density is 4.156 g/cm3 (for the empirical formula). In polished section, it is light bluish grey in plane-polarized reflected light in air, with ubiquitous very bright pink to red internal reflections; the mineral is very weakly bireflectant, non-anisotropic, without pleochroism. Averaged results of eight electron-microprobe analyses yield CaO 11.77, ZnO 1.68, CuO 0.28, Fe2O3 31.65, As2O5 48.81, H2O [4.04], total [98.23] wt.%. The empirical formula is Ca0.99(Fe3+1.87Zn0.10Cu0.02)∑1.99As2.015+O8.00[(OH)1.88(H2O)0.12]∑2.00, on the basis of 10 anions. The infrared-absorption spectra show bands for structural (OH), (H2O), and arsenate. The mineral’s name honors Terry M. Seward, Professor of Geochemistry, ETH, Zürich, Switzerland, who collected the mineral specimen in 1982. The crystal structure has been refined to an R index of 6.1% for 451 observed reflections measured with MoKα X-radiation. Chains of edge-and corner-sharing Fe3+Φ6 octahedra (Φ: O, OH) extend along the b axis and are linked by (AsO4) tetrahedra to form [Fe3+2(AsO4)2(OH)2] sheets parallel to {001}; these sheets link via [8]-coordinated Ca atoms. Sewardite is the Ca-dominant analogue of carminite, ideally Pb2+Fe3+(AsO4)2(OH)2.

Abstract

La sewardite, dont la composition idéale serait CaFe3+2(AsO4)2(OH)2, est orthorhombique, Cccm, avec les paramètres réticulaires suivants, dérivés d’une ébauche de la structure cristalline: a 16.461(2), b 7.434(1), c 12.131(2) Å, V 1484.5(6) Å3, a:b:c 2.2143:1:1.6318, Z = 8. Les huit raies les plus intenses du spectre de diffraction X, méthode des poudres [d en Å (I)(hkl)], sont: 4.874(90)(202), 3.473(50)(113), 3.389(60)(220), 3.167(100)(022), 3.015(50)(510), 2.988(50)(313), 2.919(70)(511), 2.503(90)(422,314) et 1.775(50)(533,026). Ce minéral se présente dans une seule cavité de 3 cm dans un échantillon de gangue prélevé au niveau 31 de la mine Tsumeb, à Tsumeb, en Namibie, en plaquettes ou masses compactes, xénomorphes à sub-idiomorphes. Ces masses, atteignant 0.3 mm, sont disposées en intercroissance intime avec des masses botryoïdales vert foncé à noires qui contiennent deux minéraux du groupe de la tsumcorite. Les fragments individuels varient de 50 à 100 μm en taille, sans formes apparentes, avec {100} et {011} comme clivages imparfaits. La sewardite possède des propriétés physiques très semblables à celles de la carminite; elle va du rouge foncé où elle est massive à rouge beaucoup plus pâle ou orange en bordure mince des grains. Sa rayure est brun rougeâtre, et son éclat, vitreux. Elle est translucide (massive) à transparente (bordure mince), et non fluorescente. La dureté de Mohs est 3½. Elle est cassante, et possède une fracture en échape le long de [011] ou inégale. La densité calculée est égale à 4.156 g/cm3 (d’après la formule empirique). En sections polies, la sewardite est gris bleuâtre pâle en lumière réfléchie dans l’air (polarisation en plan), avec des reflets internes rose très brillant à rouge. Elle est très faiblement biréflectante, non anisotrope, et sans pléochroïsme. En moyenne, les résultats de huit analyses à la microsonde électronique ont donné: CaO 11.77, ZnO 1.68, CuO 0.28, Fe2O3 31.65, As2O5 48.81, H2O [4.04], total [98.23] % en poids. La formule empirique qui en découle, sur une base de dix anions, est: Ca0.99(Fe3+1.87Zn0.10Cu0.02)∑1.99As2.015+O8.00[(OH)1.88(H2O)0.12]∑2.00. Les spectres d’absorption dans l’infra-rouge montrent des bandes attribuées à (OH), (H2O), et des groupes arsenate dans la structure. Le nom du minéral honore Terry M. Seward, professeur de géochimie à l’institut ETH, Zürich, en Suisse, qui l’a trouvé en 1982. La structure cristalline a été affinée jusqu’à un résidu R de 6.1% pour 451 réflexions observées, mesurées avec rayonnement MoKα. Des chaînes d’octaèdres Fe3+Φ6 à arêtes et à coins partagés (Φ: O, OH) sont orientées selon l’axe b et sont rattachées par des tétraèdres (AsO4) pour former des feuillets [Fe3+2(AsO4)2(OH)2] parallèles à {001}; ces feuillets sont liés grâce aux atomes Ca, à coordinence [8]. La sewardite est l’analogue à dominance de Ca de la carminite, dont la formule idéale est Pb2+Fe3+(AsO4)2(OH)2.

(Traduit par la Rédaction)

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