Abstract

Chlorbartonite, ideally K6Fe24S26(Cl,S), is a new potassium iron sulfide chloride found as an accessory mineral in a microcline – pectolite – sodalite – aegirine vein within feldspathic urtite at Mount Koashva, Khibina massif, Kola Peninsula, Russia. The mineral occurs as roundish grains up to 2 cm across included in sodalite and natrolite crystals; it is associated with djerfisherite and rasvumite. Chlorbartonite is weakly magnetic, brittle, and has a conchoidal fracture. Cleavage and parting were not observed. Macroscopically, the mineral is opaque, brown-black, with a black streak and submetallic luster. In reflected light, it appears optically isotropic, yellowish brown, and without internal reflections; interpolated values of reflectance (R, %) at the standard wavelengths (nm) are: 10.8 (470), 13.5 (546), 15.1 (589), and 17.2 (650). The hardness VHN40 is 203–212, average 207 kg/mm2; the Mohs hardness is 4. The density is 3.70 g/cm3 (measured) and 3.65 g/cm3 (calculated). The electron-microprobe analysis of six grains gave, as an average composition: S 33.84, Cl 0.99, K 9.62, Fe 54.09, Co 0.04, Cu 0.57, total 99.15 wt.%. The empirical formula calculated on the basis of a total of 57 atoms is K6.08(Fe23.93Cu0.22Co0.01)∑24.16S26.00(Cl0.69S0.07)∑0.76, which yields an ideal formula of K6Fe24S26(Cl,S). The mineral is tetragonal, I4/mmm, a 10.3810(8), c 20.614(2) Å, V 2221.5(3) Å3, Z = 2. The strongest eight lines in the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å (I)(hkl)] are: 9.25(33)(101), 5.97(65)(112), 3.121(45)(312), 2.986(100)(224), 2.380(38)(332), 2.374(57)(316), 1.834(51)(440), and 1.830(82)(408). The crystal structure has been refined to an R1 of 0.020 (447 unique observed reflections with Fo ≥ 4σFo). The structure consists of a framework of the Fe8S14 clusters of eight edge-sharing FeS4 tetrahedra. The framework has large cavities occupied by ClK6 octahedra. As the name indicates, chlorbartonite is the Cl-dominant analogue of bartonite.

Abstract

La chlorbartonite, une nouvelle espèce de sulfure chloruré de potassium et de fer dont la formule idéale est K6Fe24S26(Cl,S), est un minéral accessoire dans une veine à microcline – pectolite – sodalite – aegyrine dans une urtite feldspathique au mont Koashva, complexe alcalin de Khibina, péninsule de Kola, en Russie. La chlorbartonite se présente en grains xénomorphes atteignant deux cm dans des cristaux de sodalite et de natrolite; elle est associée à djerfisherite et rasvumite. Elle est faiblement magnétique, cassante, et possède une fracture conchoïdale. Nous ne décelons aucun clivage ou plan de séparation. Du point de vue macroscopique, le minéral est opaque, brun à noir, avec une rayure noire et un éclat sub-métallique. En lumière réfléchie, la chlorbartonite est optiquement isotrope, brun jaunâtre, sans réflexions internes. Nous présentons ici des valeurs de la réflectance (R, %) aux longueurs d’onde standards, telles qu’obtenues par interpolation (nm): 10.8 (470), 13.5 (546), 15.1 (589), et 17.2 (650). La dureté VHN40 est 203–212, en moyenne 207 kg/mm2; la dureté de Mohs est 4. La densité est 3.70 g/cm3 (mesurée) et 3.65 g/cm3 (calculée). Une analyse à la microsonde électronique de six grains a donné, en moyenne: S 33.84, Cl 0.99, K 9.62, Fe 54.09, Co 0.04, Cu 0.57, pour un total de 99.15% (poids). La formule empirique, calculée sur une base de 57 atomes, est K6.08(Fe23.93Cu0.22Co0.01)∑24.16S26.00(Cl0.69S0.07)∑0.76, ce qui mène à la formule idéale K6Fe24S26(Cl,S). Le minéral est tétragonal, I4/mmm, a 10.3810(8), c 20.614(2) Å, V 2221.5(3) Å3, Z = 2. Les huit raies les plus intenses du spectre de diffraction X [d en Å (I)(hkl)] sont: 9.25(33)(101), 5.97(65)(112), 3.121(45)(312), 2.986(100)(224), 2.380(38)(332), 2.374(57)(316), 1.834(51)(440), et 1.830(82)(408). La structure cristalline a été affinée jusqu’à un résidu R1 de 0.020 (447 réflexions uniques observées avec Fo ≥ 4σFo). La structure contient une trame de groupes Fe8S14 contenant huit tétraèdres FeS4 à arêtes partagées. Cette trame possède des cavités volumineuses qu’occupent des octaèdres ClK6. Comme le nom l’indique, la chlorbartonite est l’analogue de la bartonite à dominance de chlor.

(Traduit par la Rédaction)

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