Abstract

Heyrovskýite, a rare Pb–Bi sulfosalt, was found around a fumarole of ca. 500°C at the La Fossa crater, Vulcano Island, Italy. The mineral occurs in the thin sulfosalt-rich crust covering the brecciated altered rocks of fumaroles, mainly admixed with selenian varieties of lillianite and cannizzarite, with subordinate galenobismutite and galena. Heyrovskýite occurs as thin needle-like crystals up to 300 μm in length and less than 1 μm in width. No traces of a breakdown texture have been noticed in any of the crystals studied. Electron-microprobe analyses show that the heyrovskýite from Vulcano has a composition close to the ideal Pb-rich composition of synthetic Phase II, Pb6Bi2S9, obtained by Salanci & Moh in 1969. Particularly interesting is the absence of Ag and Cu, which makes the heyrovskýite from Vulcano unique, with respect to cations; only a minor amount of a Cd impurity is present. Like in other sulfosalts from Vulcano, significant Se concentrations are invariably present (0.9–2.5 wt.%). The compositional field of heyrovskýite from Vulcano, expressed in terms of the mol.% Bi2S3, ranges from ~14.23% (the most Pb-rich composition) up to 15.24% (the most Bi-rich), averaging 14.73 mol.%. This very narrow compositional spread (~1 mol.%) is in the range attributable to analytical error; the composition of heyrovskýite from Vulcano is thus quite constant in terms of Pb-for-Bi substitution. The calculated average composition corresponds to the empirical formula (Pb5.95Cd0.02)∑5.97Bi2.06(S8.53Se0.44)∑8.97, which is close to the ideal end-member, Pb6Bi2S9. The cell parameters, resulting from an X-ray powder-diffraction study, are: a 13.734(7), b 31.28(3), c 4.135(3) Å. The reflections having h + l = 2n are indicative of space group Bbmm. The cell parameters of heyrovskýite from Vulcano have been compared with those in the literature for heyrovskýite from various deposits and with those of synthetic Phase II. There is no general agreement among the data reported by different authors. These data, together with the compositional differences, in terms of mol.% Bi2S3, among various natural and synthetic products, suggest that the range occupied by synthetic Phase II consists of many chemically and structurally very similar compounds. In particular, the Pb-rich part of the compositional field of the Phase II might be considered as the synthetic analogue of heyrovskýite from Vulcano.

Abstract

Nous décrivons un exemple de heyrovskýite, sulfosel de Pb–Bi assez rare, comme produit de cristallisation autour d’une fumerolle à environ 500°C au cratère La Fossa, île de Vulcano, en Italie. Le minéral fait partie d’une mince croûte de sulfosels recouvrant les roches hôtes altérées le long des parois, en mélanges avec des variétés sélénifères de lillianite et de cannizzarite, avec galénobismutite et galène accessoires. La heyrovskýite se présente en cristaux aciculaires atteignant 300 μm, avec une largeur de moins de 1 μm. Aucune trace de déstabilisation n’est développée. Les analyses à la microsonde électronique montrent que la heyrovskýite de Vulcano a une composition proche de la composition idéale riche en Pb de la phase synthétique II, Pb6Bi2S9, telle qu’obtenue par Salanci et Moh en 1969. Nous signalons l’absence ici de Ag et de Cu, ce qui en fait un exemple unique par rapport au contenu de cations; seul un peu de Cd est présent comme impureté. Comme dans les autres sulfosels à Vulcano, des teneurs importantes de Se sont présentes (0.9–2.5%, poids). Le champ de compositions de la heyrovskýite à Vulcano, exprimé en termes de la teneur en Bi2S3 (en pourcentage molaire), va d’environ 14.23% (la composition la plus riche en Pb) jusqu’à 15.24% (la plus riche en Bi), en moyenne 14.73%. Cet intervalle très étroit (~1%) est d’un ordre de grandeur attribuable aux erreurs analytiques; la composition de l’heyrovskýite de Vulcano est donc assez constante en termes du taux de substitution de Pb pour Bi. La composition moyenne calculée correspond à la formule empirique (Pb5.95Cd0.02)∑5.97Bi2.06(S8.53Se0.44)∑8.97, qui se rapproche du pôle idéal, Pb6Bi2S9. Les paramètres réticulaires, obtenus suite à une étude du spectre de diffraction X, méthode des poudres, sont: a 13.734(7), b 31.28(3), c 4.135(3) Å. Les réflexions de type h + l = 2n sont indicatives du groupe spatial Bbmm. Les paramètres de la heyrovskýite de Vulcano sont comparés avec ceux pris de la littérature pour l’heyrovskýite provenant de divers gisements et avec ceux de la phase synthétique. Il n’existe aucun consensus parmi les données des différents auteurs. Ces données, de même que les différences en composition en termes de proportion de Bi2S3 parmi les divers produits naturels et synthétiques, font penser que l’intervalle de composition de la phase synthétique II est fait de plusieurs composés très semblables. En particulier, la partie riche en Pb de cet intervalle pourrait bien représenter l’analogue synthétique de la heyrovskýite de Vulcano.

(Traduit par la Rédaction)

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