Abstract

Schlemaite, with the simplified formula (Cu,□)6(Pb,Bi)Se4, is a new mineral species from the Niederschlema–Alberoda vein-type uranium deposit at Hartenstein, Erzgebirge, Germany. It occurs as anhedral to subhedral grains with no obvious forms or twinning, in aggregates of up to several hundred μm across, with berzelianite, eucairite and clausthalite in a dolomite–ankerite matrix. Schlemaite is black with a black streak and opaque with a metallic luster. It is brittle with an uneven fracture and no observable cleavage. It has a mean VHN (25 g load) of 106 kg/mm2, which roughly equates to a Mohs hardness of 3. In plane-polarized reflected light, schlemaite is grey, non-pleochroic with a very weak bireflectance. It has very weak anisotropy, with rotation tints in shades of very pale metallic orange and blue, and shows no internal reflections. Electron-microprobe analyses yielded a mean composition Cu 38.86, Ag 2.57, Au 0.07, Hg 0.09, Pb 13.75, Bi 9.12, Se 35.11, total 99.57 wt.%. The empirical formula (based on 4 Se apfu) is (Cu5.50Ag0.21)∑5.71(Pb0.60Bi0.39)∑0.99Se4. The calculated density is 7.54 g/cm3 (based on the empirical formula and unit-cell parameters refined from single-crystal data). Schlemaite is monoclinic, P21/m, a 9.5341(8), b 4.1004(3), c 10.2546(8) Å, β 100.066(2)°, V 394.72(9) Å3, a:b:c 2.3252:1:2.5009, Z = 2. The crystal structure of schlemaite was solved by direct methods and refined to an R index of 4.8% using 1303 unique reflections collected on a four-circle diffractometer equipped with a CCD detector. The structure consists of intercalated ordered and disordered layers. The ordered layer consists of ladders of Pb2+ + Bi3+ coordinated by Se, the former showing strong lone-pair-stereoactive effects, and a network of Cu+ coordinated by Se anions. The disordered layer consists of an array of sites partly occupied by Cu+ and Ag+ in a variety of coordinations, and is characterized by strong short-range order. The strongest seven lines of the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å(I)(hkl)] are:3.189(100)(012), 3.132(100)(1̅12), 2.601(70)(1̅13), 2.505(50)(3̅11), 2.151(60)(014), 2.058(80)(020) and 1.909(50)(3̅14). Although schlemaite is chemically similar to furutobeite, (Cu,Ag)6PbS4, it is not isostructural with it. The mineral is named after the Schlema–Alberoda uranium ore field near Schneeberg in the ancient mining region of Saxony, Germany.

Abstract

La schlemaïte, dont la formule simplifiée est (Cu,□)6(Pb,Bi)Se4, est une nouvelle espèce minérale découverte dans le gisement d’uranium de type filonien de Niederschlema–Alberoda à Hartenstein, Erzgebirge, en Allemagne. Elle se présente sous forme de grains idiomorphes à sub-idiomorphes, sans formes évidentes, ni macle, et typiquement en aggrégats jusqu’à plusieurs centaines de micromètres de diamètre, avec la berzélianite, la eucairite et la clausthalite dans une matrice à dolomite–ankérite. La schlemaïte est noire, opaque avec un reflet métallique, et possède une rayure noire. Elle est fragile, avec une fracture inégale, et semble sans clivage. Elle a une microdureté VHN25 de 106 kg/mm2, en moyenne, ce qui équivaut à une dureté de Mohs de 3. Observée au microscope polarisant en lumière réfléchie, la schlemaïte est grise, ne présente pas de pléochroïsme et est faiblement biréflectante. L’anisotropie est très faible, et elle montre des teintes de rotation aux nuances qui passent de l’orangé métallique très pâle au bleu, et ne possède pas de réflexions internes. Les analyses obtenues à la microsonde électronique ont donné, en moyenne, Cu 38.86, Ag 2.57, Au 0.07, Hg 0.09, Pb 13.75, Bi 9.12, Se 35.11, total 99.57% en poids. La formule empirique (sur une base de 4 atomes Se par unité de formule, apuf) est (Cu5.50Ag0.21)∑5.71 (Pb0.60Bi0.39)∑0.99Se4. La densité calculée est égale à 7.54 g/cm3 (sur la base de la formule empirique et des paramètres de la maille élémentaire déterminés sur un monocristal). La schlemaïte est un minéral monoclinique, avec a 9.5341(8), b 4.1004(3), c 10.2546(8) Å, β 100.066(2)°, a:b:c 2.3252:1:2.5009, V 394.72(9) Å3, Z = 2. Le groupe spatial est P21/m. La structure cristalline de la schlemaïte a été résolue par méthodes directes et affinée jusqu’à un résidu R de 4.8% en utilisant 1303 réflexions observées et mesurées avec un diffractomètre à quatre cercles équipé d’un détecteur de type CCD. La structure se compose de couches ordonnées et désordonnées intercalées. La couche ordonnée se compose d’échelles de Pb2+ + Bi3+ coordonnées par Se, cette dernière démontrant de forts effets de paire stéréoactive isolée, et un réseau de Cu+ coordonné par des anions de Se. La couche désordonnée se compose d’une rangée de sites en partie occupés par Cu+ et Ag+ dans une variété de coordinences, et un agencement ordonnée à courte échelle. Les sept raies les plus intenses du spectre de diffraction X [d en Å(I)(hkl)] sont: 3.189(100)(012), 3.132(100)(1̅12), 2.601(70)(1̅13), 2.505(50)( 3̅11), 2.151(60)(014), 2.058(80)(020) et 1.909(50)(3̅14). Le nom de la nouvelle espèce rappelle le bassin minier Schlema–Alberoda, près de Schneeberg, dans l’ancienne région minière de la Saxe, Allemagne.

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