Abstract

Gabrielite, Tl2AgCu2As3S7, is a new species of sulfosalt mineral occurring in the famous Lengenbach locality, at Binntal, Canton Valais, Switzerland. It was discovered in association with numerous other As sulfosalts, such as hutchinsonite, hatchite, edenharterite, trechmannite, tennantite, and abundant realgar and rathite, generally occurring as idiomorphic crystals in cavities of a Triassic dolomitic rock. The whole region was transformed during the Alpine orogeny to the greenschist to garnet-amphibolite facies of metamorphism. Gabrielite occurs as pseudohexagonal crystals; its true symmetry is triclinic, space group P1̅, Z = 6, a 12.138(3), b 12.196(3), c 15.944(4) Å, α 78.537(5), β 84.715(4), γ 60.470(4)°, V 2013(1) Å3 (from the crystal-structure determination). The strongest powder-diffraction lines [dobs in Å(Iobs)(hkl)] are 15.63(100)(001), 3.143(90)(214̅, 11̅4), 3.531(80)(300), 2.911(70)(422, 21̅4̅), 2.520(60)(22̅3), and 2.978(60)(324). Gabrielite is opaque with a grey to black color, metallic luster and blackish red streak. Individual crystals reach up to approximately 0.4 mm, and aggregates may exceed 1 mm across. Euhedral crystals are short prismatic to platy parallel to (001), with excellent cleavage along this face. The microhardness VHN,18 kg/mm2 (load 10 g), corresponds to a Mohs hardness of 1½–2. The chemical composition (electron microprobe, mean result of 11 analyses, in wt%) is Tl 37.30, Cu 12.50, Ag 8.47, As 18.90, Sb 1.79, S 20.64, total 99.70 wt%, from which the empirical formula, Tl5.95(Ag2.56Cu6.46)∑ 9.02(As8.23Sb0.48)∑ 8.71S21, was derived. The simplified formula is Tl2AgCu2As3S7. The calculated density Dcalc is 5.38 g/cm3. In reflected light, gabrielite is white, has common red internal reflections, shows weak anisotropy and moderate reflectivity [%Rmax in air (COM wavelengths in nm)]: 30.53(470), 29.10(546), 27.94(589), 26.35(650). The crystal structure is layered parallel to (001), which explains the habit and cleavage. The twin law with (100) as a twin plane is due to the local symmetry properties of the structural layers. A presence of metal–metal (Tl–Tl and Tl–Cu) and metal–semimetal (Tl–As) bonds in the structure explains the low hardness and metallic character. Substitutions of Cu for Ag in the tetrahedral coordinations, Ag for Cu in the trigonal–planar coordinations, and Sb for As in isolated AsS3 coordination polyhedra and As4S8 rings lead to the structural formula Tl6(Ag,Cu)3IV(Cu,Ag)6III[(As,Sb)S3]3[(As,Sb)2S4]3; the empirical formula obtained from the microprobe data is Tl5.95(Ag2.56Cu6.46)∑ 9.02(As8.23Sb0.48)∑ 8.71S21. The name of the mineral honors Walter Gabriel, of Basel, Switzerland, well-known mineral photographer and expert of Lengenbach minerals.

Abstract

La gabrielite, Tl2AgCu2As3S7, est une nouvelle espèce de sulfosel découverte à la carrière Lengenbach, localité bien connue à Binntal, Canton de Valais, en Suisse. Elle a été découverte en association avec de nombreux autres sulfosels d’arsenic, par exemple hutchinsonite, hatchite, édenharterite, trechmannite, tennantite, avec réalgar abondant et rathite, en général sous forme de cristaux idiomorphes dans des cavités d’une roche dolomitique triassique. La région entière a été transformée par métamorphisme alpin au faciès schistes verts ou amphibolite à grenat. La gabrielite se présente en cristaux pseudohexagonaux; par contre, sa vraie symétrie est triclinique, groupe d’espace P1̅, Z = 6, a 12.138(3), b 12.196(3), c 15.944(4) Å, α 78.537(5), β 84.715(4), γ 60.470(4)°, V 2013(1) Å3 (maille établie par affinement de la structure). Les raies les plus intenses du spectre de diffraction X (méthode des poudres) [dobs en Å(Iobs)(hkl)] sont 15.63(100)(001), 3.143(90)(214̅, 11̅4), 3.531(80)(300), 2.911(70)(422, 21̅4̅), 2.520(60)(22̅3), et 2.978(60)(324). La gabrielite est opaque, grise à noire, avec un éclat métallique et une rayure rouge noirâtre. Les cristaux individuels atteignent en général environ 0.4 mm, et les aggrégats peuvent dépasser 1 mm. Les cristaux idiomorphes sont des prismes courts ou des plaquettes parallèles à (001) et au clivage le long de cette face. La microdureté VHN,18 kg/mm2 (charge de 10 g), correspond à une dureté de Mohs de 1½–2. La composition chimique, établie avec une microsonde électronique (résultat moyen de 11 analyses, en %, base pondérale) est: Tl 37.30, Cu 12.50, Ag 8.47, As 18.90, Sb 1.79, S 20.64, total 99.70 wt%, ce qui mène à la formule empirique: Tl5.95(Ag2.56Cu6.46)∑ 9.02(As8.23Sb0.48)∑ 8.71S21. La formule simplifiée est Tl2AgCu2As3S7. La densité calculée Dcalc est égale à 5.38 g/cm3. En lumière réfléchie, la gabrielite est blanche; elle montre de nombreuses réflections internes, et possède une faible anisotropie et une réflectivité moyenne [%Rmax mesurée dans l’air (longueurs d’onde de COM en nm)]: 30.53(470), 29.10(546), 27.94(589), 26.35(650). La structure cristalline possède des couches parallèles à (001), ce qui explique la morphologie et le clivage. La loi de macle, avec (100) comme plan de macle, découle des propriétés locales de symétrie de ces couches. La présence de liaisons de métal à métal (Tl–Tl et Tl–Cu) et de métal à semimétal (Tl–As) rend compte de la faible dureté et du caractère métallique. Les substitutions de Cu au Ag sur le site tétraédrique, de Ag au Cu sur le site trigonal–planaire, et du Sb au As dans les polyèdres isolés AsS3 et les anneaux As4S8 mènent à la formule structurale Tl6(Ag,Cu)3IV(Cu,Ag)6III[(As,Sb)S3]3[(As,Sb)2S4]3; la formule empirique obtenue à partir des données de microsonde électronique est Tl5.95(Ag2.56Cu6.46)∑ 9.02(As8.23Sb0.48)∑ 8.71S21. Le nom de l’espèce honore Walter Gabriel, de Bâle, en Suisse, photographe de minéraux bien connu et expert des minéraux de Lengenbach.

(Traduit par la Rédaction)

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