Abstract

Gjerdingenite-Na, (K,Na)2Na(Nb,Ti)4(Si4O12)2(OH,O)4·5H2O, and gjerdingenite-Ca, K2Ca(Nb,Ti)4(Si4O12)2(O,OH)4·6H2O, are two new mineral species of the labuntsovite group, kuzmenkoite subgroup, and analogs of gjerdingenite-Fe and gjerdingenite-Mn with dominant Na and Ca at the D site, respectively. They are alteration products of vuonnemite formed in hydrothermal assemblages of peralkaline pegmatites. Gjerdingenite-Na occurs at Mont Saint-Hilaire, Quebec, Canada, with microcline, albite, aegirine, analcime, a eudialyte-group mineral, natrolite, epistolite and polylithionite as a pseudomorph (up to 12 cm) after vuonnemite crystals, and as equant, prismatic or tabular crystals up to 0.2 × 0.3 × 0.5 mm. Gjerdingenite-Ca occurs at Mount Karnasurt, Lovozero massif, Kola Peninsula, Russia, as a fine-grained pseudomorph (up to 0.5 × 6 × 10 mm) after lamellar crystals of vuonnemite and as divergent crystals, elongate along [010], up to 0.2 × 0.3 × 2 mm, with microcline, natrolite, albite, aegirine, organovaite-Mn, organovaite-Zn, beryllite, epididymite and yofortierite. Both new minerals are transparent in tiny grains and translucent to opaque in aggregates, with a vitreous luster and a white streak. Gjerdingenite-Na is colorless to pale pink, whitish pink or cream colored. Gjerdingenite-Ca is white or pale brown to pinkish brown. Both minerals are brittle, with no observed cleavage and an uneven fracture. The Mohs hardness is 5. For gjerdingenite-Na, Dmeas = 2.71(1), Dcalc = 2.69; for gjerdingenite-Ca, Dmeas = 2.79(1), Dcalc = 2.775 g/cm3. The IR spectra are similar to those of other members of the kuzmenkoite subgroup. Both minerals are optically biaxial positive. For gjerdingenite-Na: α 1.647(2), β 1.653(2), γ 1.755(3), 2Vmeas = 25(10)°, 2Vcalc = 28.5°; for gjerdingenite-Ca: α 1.680(1), β 1.682(2), γ 1.762(3), 2Vmeas = 25(10)°, 2Vcalc = 19°. For both minerals, the optical orientation is Y = b. The chemical composition (electron microprobe, H2O by TGA) of gjerdingenite-Na is Na2O 4.04, K2O 3.97, CaO 1.95, BaO 0.92, MnO 0.27, ZnO 0.17, Fe2O3 0.61, Al2O3 0.20, SiO2 41.02, TiO2 10.20, Nb2O5 27.78, H2O 9.85, sum 100.98 wt.%; that of gjerdingenite-Ca is Na2O 1.14, K2O 3.61, CaO 3.56, SrO 3.47, BaO 1.04, MnO 0.84, ZnO 0.05, Fe2O3 0.19, Al2O3 0.13, SiO2 39.29, TiO2 9.96, Nb2O5 27.34, H2O 9.23, sum 99.85 wt.%. The empirical formulae, based on [(Si,Al)8O24](O,OH)4, are: for gjerdingenite-Na: (K0.98Na0.62Ca0.37Ba0.07)∑2.04 (Na0.90Ca0.04Mn0.04Zn0.02)∑1.00 (Nb2.43Ti1.49Fe3+ 0.09)∑4.01 (Si7.95Al0.05)∑8O24[(OH)2.09O1.91]∑4·5.32H2O; for gjerdingenite-Ca: (K0.93Na0.45Sr0.41Ca0.15Ba0.08)∑2.0 2 (Ca0.62Mn0.14Fe0.03Zn0.01)∑0.80 (Nb2.51Ti1.52)∑4.03 (Si7.97Al0.03)∑8O24[O2.86(OH)1.14]∑4·5.67H2O. Both minerals are monoclinic, C2/m, Z = 2. Unit-cell dimensions for gjerdingenite-Na are a 14.626(2), b 14.160(1), c 7.910(1) Å, β 117.43(2)°, V 1454(1) Å3, and for gjerdingenite-Ca: a 14.6365(6), b 14.2049(5), c 7.8919(4) Å, β 117.467(5)°, V 1455.9(2) Å3. The strongest reflections in the X-ray powder-diffraction pattern for gjerdingenite-Na [d(in Å)(I)(hkl)] are: 7.102(29)(020), 7.044(54)(001), 6.510(42)(200), 4.995(44)(021̅,021), 3.252(51)(421̅), 3.249(100)(400), 3.148(28)(022̅,022), and for gjerdingenite-Ca: 7.100(100)(020), 6.999(88)(001), 6.476(38)(201̅), 4.985(78)(021̅,021), 3.252(42)(421̅), 3.246(43)(400), 3.167(46)(041̅,041), 3.140(36)(022̅,022). The crystal structures of both minerals were refined by the Rietveld method using X-ray powder-diffraction data, yielding Rp = 3.41, RB = 1.38, RF = 0.96 for gjerdingenite-Na, and Rp = 2.74, RB = 3.88, RF = 2.29 for gjerdingenite-Ca. Both minerals are isotypic with other members of the kuzmenkoite subgroup.

Abstract

La gjerdingenite-Na, (K,Na)2Na(Nb,Ti)4(Si4O12)2(OH,O)4·5H2O, et la gjerdingenite-Ca, K2Ca(Nb,Ti)4(Si4O12)2(O,OH)4· 6H2O, sont deux espèces minérales découvertes récemment; elles appartiennent au groupe de la labuntsovite, sous-groupe de la kuzmenkoïte, et sont les analogues de la gjerdingenite-Fe et la gjerdingenite-Mn ayant Na et Ca dominants au site D, respectivement. Ces minéraux sont des produits de l’altération de la vuonnemite formée dans des assemblages hydrothermaux de pegmatites hyperalcalines. La gjerdingenite-Na se trouve au mont Saint-Hilaire, Québec, Canada, avec microcline, albite, aegyrine, analcime, un minéral du groupe de l’eudialyte, natrolite, épistolite et polylithionite en pseudomorphose de la vuonnemite (en cristaux atteignant 12 cm), et en cristaux équidimensionnels, prismatiques ou tabulaires atteignant 0.2 × 0.3 × 0.5 mm. La gjerdingenite-Ca a été découverte au mont Karnasurt, massif de Lovozero, péninsule de Kola, en Russie, sous forme d’amas à grains fins (jusqu’à 0.5 × 6 × 10 mm) en pseudomorphose de cristaux lamellaires de vuonnemite, et de cristaux divergents allongés selon [010], atteignant 0.2 × 0.3 × 2 mm, avec microcline, natrolite, albite, aegyrine, organovaïte-Mn, organovaïte-Zn, beryllite, épididymite et yofortierite. Les deux nouveaux minéraux sont transparents en grains infimes et translucides ou opaques en aggrégats, avec un éclat vitreux et une rayure blanche. La gjerdingenite-Na est incolore ou rose pâle, rose blanchâtre ou crémeux. La gjerdingenite-Ca est blanche ou brun pâle à brun rosâtre. Les deux minéraux sont cassants, sans clivage évident, et une fracture inégale. La dureté de Mohs est 5. La densité mesurée de la gjerdingenite-Na est 2.71(1), et la densité calculée, 2.69; la densité mesurée de la gjerdingenite-Ca est 2.79(1), et la densité calculée, 2.775 g/cm3. Les spectres infra-rouges sont semblables à ceux d’autres membres du sous-groupe de la kuzmenkoïte. Les deux minéraux sont biaxes positifs. Pour la gjerdingenite-Na: α 1.647(2), β 1.653(2), γ 1.755(3), 2Vmes = 25(10)°, 2Vcalc = 28.5°; pour la gjerdingenite-Ca: α 1.680(1), β 1.682(2), γ 1.762(3), 2Vmes = 25(10)°, 2Vcalc = 19°. L’orientation optique des deux minéraux est Y = b. La composition chimique de la gjerdingenite-Na (données de microsonde électronique, H2O par thermogravimétrie) est: Na2O 4.04, K2O 3.97, CaO 1.95, BaO 0.92, MnO 0.27, ZnO 0.17, Fe2O3 0.61, Al2O3 0.20, SiO2 41.02, TiO2 10.20, Nb2O5 27.78, H2O 9.85, total 100.98% (poids); celle de la gjerdingenite-Ca est Na2O 1.14, K2O 3.61, CaO 3.56, SrO 3.47, BaO 1.04, MnO 0.84, ZnO 0.05, Fe2O3 0.19, Al2O3 0.13, SiO2 39.29, TiO2 9.96, Nb2O5 27.34, H2O 9.23, total 99.85%. Les formules empiriques, sur une base de [(Si,Al)8O24](O,OH)4, sont: pour la gjerdingenite-Na: (K0.98Na0.62Ca0.37Ba0.07)∑2.04 (Na0.90Ca0.04Mn0.04Zn0.02)∑1.00 (Nb2.43Ti1.49 Fe3+ 0.09)∑4.01 (Si7.95Al0.05)∑8O24[(OH)2.09O1.91]∑4·5.32H2O; pour la gjerdingenite-Ca: (K0.93Na0.45Sr0.41Ca0.15Ba0.08)∑2.02 (Ca0.62 Mn0.14Fe0.03Zn0.01)∑0.80 (Nb2.51Ti1.52)∑4.03 (Si7.97Al0.03)∑8O24[O2.86(OH)1.14]∑4·5.67H2O. Les deux minéraux sont monocliniques, C2/m, Z = 2. Les paramètres réticulaires de la gjerdingenite-Na sont a 14.626(2), b 14.160(1), c 7.910(1) Å, β 117.43(2)°, V 1454(1) Å3, tandis que ceux de la gjerdingenite-Ca sont: a 14.6365(6), b 14.2049(5), c 7.8919(4) Å, β 117.467(5)°, V 1455.9(2) Å3. Les raies les plus intenses du spectre de diffraction X (méthode des poudres) de la gjerdingenite-Na [d(en Å)(I)(hkl)] sont: 7.102(29)(020), 7.044(54)(001), 6.510(42)(200), 4.995(44)(021̅,021), 3.252(51)(421̅), 3.249(100)(400), 3.148(28)(022̅,022), et pour la gjerdingenite-Ca: 7.100(100)(020), 6.999(88)(001), 6.476(38)(201̅), 4.985(78)(021̅,021), 3.252(42)(421̅), 3.246(43)(400), 3.167(46)(041̅,041), 3.140(36)(022̅,022). La structure cristalline des deux minéraux a été affinée avec la méthode de Rietveld pour donner Rp = 3.41, RB = 1.38, RF = 0.96 pour la gjerdingenite-Na, et Rp = 2.74, RB = 3.88, RF = 2.29 pour la gjerdingenite-Ca. Les deux minéraux sont isotypiques des autres membres du sous-groupe de la kuzmenkoïte.

(Traduit par la Rédaction)

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