Abstract

Rouxelite, Cu2HgPb22Sb28S64(O,S)2, is a new species of sulfosalt discovered in the Buca della Vena Fe–Ba deposit, Apuan Alps, Italy. It occurs as acicular metallic crystals in calcite veins; reflectance values in air are (R%, λ in nm): 38.2 (470), 36.2 (546), 35.4 (589), 32.8 (650). Rouxelite is monoclinic, space group C2/m, with a 43.113, b 4.059, c 37.874 Å, β 117.35°, V 5887 Å3, Z = 2, Dcalc = 5.86 g/cm3. The eight most intense lines of the X-ray powder-diffraction pattern [d (in Å)(I)(hkl)] are: 3.84(31)(1̅0̅.0.8), 3.402(100)(1̅0̅.0.2, 1̅2̅.0.8, 115), 3.369(74)( 7̅14, 0.0.10), 2.815(70)(317, 1̅1̅.1.4), 2.756(36)(516, 12.0.3), 2.251(31)(1.1.12, 3.1.11), 2.116(31)( 1̅1̅.1.15), and 1.955(30)( 1̅9̅.1.5, 11.1.8). Electron-microprobe analyses gave (wt.%; mean of six spot analyses): Cu 1.34(5), Hg 1.76(9), Pb 45.08(15), Sb 31.50(14), S 20.07(11), O (struct.) 0.20, sum 99.95. The chemical formula, calculated on the basis of a cation total of 53 atoms, is Cu2.20Hg0.92Pb22.78Sb27.10S65.53O1.31 (Z = 2), giving the idealized formula Cu2HgPb22Sb28S64(O,S)2, which is charge-balanced. An X-ray single-crystal study, despite a poor R value (0.169), revealed a quite original structure, with Cu and Hg in two specific sites, a tetrahedral one for Cu, and a flattened octahedral one for Hg. There is also a split O,S position, bound to two Sb atoms. For the main part, Pb, Sb and S atoms are organized in columns with a pseudoternary axis, derived from hexagonal Ba12Bi24S48. The structural formula is Cu2HgPb22.6Sb27.4S64.67O1.33. The structure is built up of two types of ribbons parallel to b and alternating along a, rimmed by a ribbon-layer parallel to (010); the result is a three-component structure of the boxwork type, like for neyite. Very large topologically equivalent columns are also recognizable in rouxelite and kobellite, which have about 90% of their structure motif in common. The formation of rouxelite is associated with the hydrothermal remobilization and deposition of mercury in the Apuan Alps during the Apenninic tectonometamorphic event, as illustrated in the nearby Hg deposits of Ripa and Levigliani. The name honors Jean Rouxel (1935–1998), solid state chemist, professor and founder of the Institut des Matériaux, University of Nantes (France).

Abstract

La rouxélite, Cu2HgPb22Sb28S64(O,S)2, est une nouvelle espèce de sulfosel découverte dans le gisement à Fe–Ba de Buca della Vena (Alpes Apuanes, Italie). Elle se présente en cristaux aciculaires à éclat métallique dans des veines de calcite. Réflectance dans l’air (R%, λ en nm): 38.2 (470), 36.2 (546), 35.4 (589), 32.8 (650). La rouxélite est monoclinique, groupe d’espace C2/m, avec a 43.113, b 4.059, c 37.874 Å, β 117.35°, V 5887 Å3, Z = 2, Dcalc = 5.86 g/cm3. Les huit principales raies du diagramme de poudre en diffraction X [d en Å(I)(hkl)] sont: 3.84(31)( 1̅0̅.0.8), 3.402(100)( 1̅0̅.0.2, 1̅2̅.0.8, 115), 3.369(74)(7̅14, 0.0.10), 2.815(70)(317, 1̅1̅.1.4), 2.756(36)(516, 12.0.3), 2.251(31)(1.1.12, 3.1.11), 2.116(31)( 1̅1̅.1.15), 1.955(30)( 1̅9̅.1.5, 11.1.8). L’analyse à la microsonde électronique donne (% poids, résultat moyen de six analyses): Cu 1.34(5), Hg 1.76(9), Pb 45.08(15), Sb 31.50(14), S 20.07(11), O (struct.) 0.20, Total 99.95. La formule chimique, sur la base d’un total de 53 cations, est Cu2,20Hg0,92Pb22,78Sb27,10S65,53O1,31, conduisant à la formule stoechiométrique équilibrée Cu2HgPb22Sb28S64(O,S)2. L’étude aux rayons X sur monocristal, malgré une valeur médiocre de R (0.169), révèle une structure tout à fait originale, avec Cu et Hg dans deux sites spécifiques, tétraédrique pour Cu et octaédrique aplati pour Hg. Il y a également une position éclatée pour O,S, liée à deux atomes de Sb. Une majorité des atomes de Pb, Sb et S forment des colonnes organisées autour de pseudo-axes ternaires, dérivées de Ba12Bi24S48 hexagonal. La formule structurale est Cu2HgPb22.6Sb27.4S64.67O1.33. La structure résulte de la combinaison de deux types de rubans parallèles à b, en alternance suivant a, bordés par un feuillet-palissade parallèle à (010). Cette équivalents sur le plan topologique sont également reconnaissables entre la rouxélite et la kobellite, qui ont environ 90% de leur motif structural en commun. La formation de la rouxélite paraît subordonnée à la remobilisation et au dépôt hydrothermaux du mercure dans les Alpes Apuanes lors de la phase tectono-métamorphique apennine, à l’instar des gisements de mercure voisins de Ripa et Lévigliani. Cette nouvelle espèce est dédiée au Professeur Jean Rouxel (1935–1998), chimiste du solide, fondateur de l’Institut des Matériaux à l’Université de Nantes (France).

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