Abstract

Kupčíkite, Cu3.4Fe0.6Bi5S10, a new mineral species, is found in the scheelite deposit of Felbertal, Austria, in a quartz gangue, in association with chalcopyrite, pyrrhotite, molybdenite, sphalerite and native bismuth, intergrown with makovickyite, cupromakovickyite, hodrushite, cuprobismutite and derivatives of the bismuthinite–aikinite series. The mineral is grey with metallic luster, brittle, and without cleavage. Mean micro-indentation hardness is 192 kg/mm2 (Mohs hardness 3.3), and the calculated density is 6.42 g/cm3. In reflected light, it is grayish white; the anisotropy is moderate in air and strong in oil, and it does not show internal reflections. Reflectance values (in %) in air are, for R1 and R2, 33.55, 40.56 at 470 nm, 33.92, 41.14 at 546 nm, 34.16, 41.35 at 589 nm, and 34.2, 41.32 at 650 nm. The average results of seven electron-microprobe analyses are: Cu 13.02, Fe 2.23, Ag 0.11, Cd 0.3, Bi 64.21, Sb 0.12, S 20.10, total 100.08 wt.%, corresponding to Fe0.64Cu3.29Ag0.015Cd0.045Sb0.015Bi4.94S10.07 (basis: 19 atoms per formula unit). The simplified formula, in accordance with the crystal-structure analysis, is Fe0.6Cu3.4Bi5S10. The crystal structure was solved, to R = 4.1%, from single-crystal data obtained on a four-circle diffractometer with an area detector. Kupčíkite has a monoclinic cell with a 17.512(2), b 3.9103(4), c 12.869(1) Å, β 108.56(1)°, V 835.4(1) Å3, space group C2/m, with Z = 2. The strongest lines in the calculated powder-diffraction pattern [d in Å (I)(hkl)] are: 6.028(4)(201), 3.596(7)(401), 3.213(4)(2̅04), 3.128(10)(112), 3.071(7)(3̅12), and 2.683(5)(113). Its structure corresponds to the structure of synthetic Cu4Bi5S10; the (Cu,Fe) position in the mineral is distinctly split. Kupčíkite is closely structurally related to cuprobismutite and hodrushite. It is the N = 1 member of the cuprobismutite series, whereas cuprobismutite is the N = 2 member. Hodrushite is composed of a regular 1:1 intergrowth of kupčíkite-like and cuprobismutite-like layers. In typical intergrowths with makovickyite or hodrushite, kupčíkite shows sharp straight boundaries with both of these phases, but where in contact with derivatives of the bismuthinite–aikinite series, the latter replace kupčíkite. In a rare occurrence of kupčíkite with cuprobismutite in the same aggregate, the cuprobismutite is replaced by kupčíkite.

Abstract

Nous avons découvert la kupčíkite, Cu3.4Fe0.6Bi5S10, nouvelle espèce minérale, dans le gisement de scheelite de Felbertal, en Autriche, dans une gangue de quartz, en association avec chalcopyrite, pyrrhotite, molybdénite, sphalérite et bismuth natif, en intercroissances avec la makovickyite, la cupromakovickyite, la hodrushite, la cuprobismutite et des dérivés de la série bismuthinite–aikinite. Il s’agit d’un minéral gris avec éclat métallique, cassant, et sans clivage. En moyenne, les micro-indentations indiquent un dureté de 192 kg/mm2, équivalente à un dureté de Mohs de 3.3, et la densité calculée est 6.42 g/cm3. En lumière réfléchie, la kupčíkite est blanc grisâtre; l’anisotropie est modérée dans l’air et forte dans l’huile. Elle ne montre aucune réflexion interne. Les valeurs de la réflectance R1 et R2 dans l’air sont 33.55, 40.56% à 470 nm, 33.92, 41.14% à 546 nm, 34.16, 41.35% à 589 nm, et 34.2, 41.32% à 650 nm. Sept analyses à la microsonde électronique ont donné, en moyenne, Cu 13.02, Fe 2.23, Ag 0.11, Cd 0.3, Bi 64.21, Sb 0.12, S 20.10, total 100.08% (en poids), ce qui correspond à Fe0.64Cu3.29Ag0.015Cd0.045Sb0.015Bi4.94S10.07 sur une base de 19 atomes par unité formulaire. La formule simplifiée, en concordance avec les résultats de l’ébauche de la structure cristalline, est Fe0.6Cu3.4Bi5S10. Nous en avons résolu la structure jusqu’à un résidu R de 4.1% à partir de données obtenues sur monocristal avec un diffractomètre à quatre cercles et un détecteur de type CCD. La kupčíkite possède une maille monoclinique, a 17.512(2), b 3.9103(4), c 12.869(1) Å, β 108.56(1)°, V 835.4(1) Å3, groupe spatial C2/m, avec Z = 2. Les six raies les plus intenses du spectre de diffraction calculé [d en Å (I)(hkl)] sont: 6.028(4)(201), 3.596(7)(401), 3.213(4)(2̅04), 3.128(10)(112), 3.071(7)(3̅12), et 2.683(5)(113). Sa structure correspond à celle du composé synthétique Cu4Bi5S10; la position (Cu,Fe) du minéral, par contre, est distinctement scindée. La kupčíkite montre une relation structurale étroite avec la cuprobismutite et la hodrushite. Elle est l’homologue N = 1 de la série de la cuprobismutite, tandis que la cuprobismutite en est le membre ayant N égal à 2. La hodrushite est composée d’une intercroissance régulière 1:1 de couches de type kupčíkite et cuprobismutite. Dans les intercroissances typiques avec la makovickyite ou la hodrushite, la kupčíkite fait preuve d’interfaces rectilignes et franches avec ces deux phases, mais en contact avec les dérivés de la série de la bismuthinite–aikinite, ces derniers la remplacent. Dans un rare exemple de kupčíkite avec cuprobismutite dans le même aggrégat, la cuprobismutite se voit remplacée par la kupčíkite.

(Traduit par la Rédaction)

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