Abstract

Haineaultite, ideally (Na,Ca)5Ca(Ti,Nb)5(Si,S)12O34(OH,F)8·5H2O, is a new mineral species found predominantly in altered marble xenoliths at the Poudrette quarry, Mont Saint-Hilaire, Quebec. The mineral arose through the interaction of incompatible-element-rich late-stage fluids with marble xenoliths. At least some marble xenoliths were derived from limestones of Silurian, rather than Grenvillian, age. Crystals of haineaultite are generally lemon-yellow and more rarely tan, off-white or pale orange. The mineral occurs as either isolated, prismatic crystals, or fan-like aggregates of more tabular crystals, elongate along [001], with a maximum length of 6 mm. Associated minerals include pectolite, fluorapophyllite, vesuvianite, tainiolite, albite (pink), fluorite, calcite, microcline, aegirine and, to a lesser extent, analcime, steacyite, monteregianite-(Y), leucosphenite, mangan-neptunite, ancylite-(Ce), an alkali amphibole, a eudialyte-group mineral, sodalite, stillwellite-(Ce), vinogradovite, götzenite, pyrite, molybdenite, galena, sphalerite, and hibschite. The mineral has a vitreous luster, is transparent to translucent, has a white streak and shows no fluorescence in either short- or long-wave ultraviolet radiation. It has a Mohs hardness of 3 to 4, with distinct to good cleavages on {100}, {010} and {001}. It is brittle with a blocky to splintery fracture. The calculated density is 2.28 g/cm3. Haineaultite is optically biaxial (+), with α 1.599(1), β 1.610(1), γ 1.696(1), 2Vmeas = 38(1)°, 2Vcalc = 41(1)°, and non-pleochroic. The optical orientation is X = b, Y = c and Z = a. Sixteen electron-microprobe analyses gave, on average, Na2O 4.70, K2O 2.09, MgO 0.07, CaO 9.99, MnO 0.25, FeO 0.49, SiO2 42.70, TiO2 18.86, ZrO2 0.31, Nb2O5 5.56, SO3 2.60, F 0.17 and H2O (calc.) 10.11, O=F −0.07, total 97.83 wt.%. The principal absorptions in the infrared include 3392, 1620, 1100, 985, 900, 720, 470 cm−1, indicative of both OH and H2O in the structure. The mineral is orthorhombic, space group C222, a 7.204(2), b 23.155(5), c 6.953(2) Å, V 1159.8(1) Å3, Z = 1. The strongest seven lines in the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å(I)(hkl)] are: 11.564(100)(020), 6.932(90)(001,110), 3.052(75)(240), 2.977(70)(042), 5.258(40)(130), 4.446(40)(041), and 2.582(40)(152,062). The structure of haineaultite was refined to R = 5.41%, wR2 = 18.50%. It consists of eight-membered (8MR) rings of SiO4 tetrahedra, linked to adjacent rings to form vierer double chains along [001], which are cross-linked by TiO6 octahedra to produce a mixed tetrahedron–octahedron titanosilicate framework similar to that found in zorite. Channels running parallel to [100] are occupied by Ca and H2O, with Na occupying channels parallel to [001]. The mineral possesses an OD structure, exemplified by disordering of both framework and interframework ions. Haineaultite bears a relationship to technologically important synthetic microporous titanosilicates such as ETS–4 and ETS–10.

Abstract

La haineaultite, de composition idéale (Na,Ca)5Ca(Ti,Nb)5(Si,S)12O34(OH,F)8·5H2O, est une nouvelle espèce minérale retrouvée surtout dans des xénolithes de marbre altérés dans la carrière Poudrette au mont Saint-Hilaire, Québec. Elle est le résultat de l’interaction de ces xénolithes avec une phase fluide tardive enrichie en éléments incompatibles. Au moins dans certains cas, ces xénolithes seraient dérivés de calcaires d’âge silurien plutôt que grenvillien. Les cristaux de haineaultite sont en général jaune-citron, et plus rarement beige, blanc-crême ou orange pâle. Les cristaux sont soit isolés et prismatiques, soit en aggrégats de cristaux tabulaires radiés, allongés le long de [001], et atteignant une longueur maximale de 6 mm. Lui sont associés pectolite, fluorapophyllite, vésuvianite, tainiolite, albite (rose), fluorite, calcite, microcline, aegyrine et, à un degré moindre, analcime, steacyite, monterégianite-(Y), leucosphénite, mangan-neptunite, ancylite-(Ce), une amphibole alcaline, un minéral du groupe de l’eudialyte, sodalite, stillwellite-(Ce), vinogradovite, götzenite, pyrite, molybdénite, galène, sphalérite, et hibschite. Le minéral possède un éclat vitreux et une rayure blanche; il est transparent à translucide, et ne montre aucune fluorescence, soit en ondes ultraviolettes longues ou courtes. Sa dureté est de 3 à 4, et les clivages {100}, {010} et {001} sont bons. Ce minéral est cassant, avec une fracture en blocs ou en échapes. La densité calculée est 2.28 g/cm3. La haineaultite est optiquement biaxe (+), avec α 1.599(1), β 1.610(1), γ 1.696(1), 2Vmes 38(1)°, 2Vcalc 41(1)°, et non pléochroïque. L’orientation optique est X = b, Y = c et Z = a. Seize analyses avec une microsonde électronique ont donné, en moyenne, Na2O 4.70, K2O 2.09, MgO 0.07, CaO 9.99, MnO 0.25, FeO 0.49, SiO2 42.70, TiO2 18.86, ZrO2 0.31, Nb2O5 5.56, SO3 2.60, F 0.17 and H2O (calc.) 10.11, O=F −0.07, pour un total de 97.83% (poids). Les absorptions principales du spectre dans l’infrarouge sont 3392, 1620, 1100, 985, 900, 720, 470 cm−1, indications de la présence de OH et de H2O dans la structure. Le minéral est orthorhombique, groupe spatial C222, a 7.204(2), b 23.155(5), c 6.953(2) Å, V 1159.8(1) Å3, Z = 1. Les sept raies les plus intenses du spectre de diffraction, méthode des poudres [d en Å(I)(hkl)], sont: 11.564(100)(020), 6.932(90)(001,110), 3.052(75)(240), 2.977(70)(042), 5.258(40)(130), 4.446(40)(041), et 2.582(40)(152,062). La structure de la haineaultite a été affinée jusqu’à un résidu R de 5.41% (wR2 = 18.50%). Elle consiste d’anneaux de tétraèdres SiO4 à huit membres agencés à des anneaux adjacents pour former des chaînes doubles de type vierer le long de [001], avec liaisons transversales assurées par des octaèdres TiO6 pour produire une trame titanosilicatée contenant un mélange de tétraèdres et d’octaèdres semblable à ce que l’on trouve dans la zorite. Les canaux le long de [100] contiennent Ca et H2O, et ceux le long de [001] contiennent le Na. Le minéral possède une structure OD, manifestée par un désordre impliquant la trame et les ions interstitiels à la trame. La haineaultite montre un lien avec les titanosilicates microporeux synthétiques technologiquement importants, tels ETS–4 et ETS–10.

(Traduit par la Rédaction)

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