Abstract

Nielsenite, PdCu3, a new mineral species discovered in the Skaergaard intrusion, Kangerdlugssuaq area, East Greenland, occurs in a tholeiitic gabbro associated with plagioclase, clinopyroxene, orthopyroxene, ilmenite, titanian magnetite, fayalite and accessory chlorite-group minerals, ferrosaponite, a member of the annite–phlogopite series, hornblende, actinolite, epidote-group minerals, calcite, ankerite, apatite and baddeleyite. The mineral is found in composite microglobules principally composed of bornite–chalcocite, chalcocite, along with rare digenite, chalcopyrite, cobaltpentlandite, Co-rich pentlandite, and sphalerite. Associated platinum-group minerals include skaergaardite, keithconnite, vasilite, zvyagintsevite, (Cu,Pd,Au), (Pd,Cu,Sn) and (Pt,Fe,Cu,Pd) alloys and unnamed Au3Cu and PdAuCu. Nielsenite occurs as discrete grains or in sulfide-bearing, droplet-shaped to irregular grains that are 5–50 μm (ave: 16 μm) in size. The mineral is steel-grey in color with a metallic luster, a black streak and a sectile tenacity. No discernible forms or faces were observed. Neither cleavage nor fracture was observed, and no micro-indentation measurements were made. The mineral is non-pleochroic and exhibits neither discernible internal reflections nor evidence for twinning. It appears bright creamy white under reflected light. Reflectance values (in %) in air (in oil) are: 57.6 (47.5) at 470 nm, 60.85 (50.8) at 546 nm, 62.8 (53.0) at 589 nm and 66.7 (57.5) at 650 nm. The average result of 11 analyses is (in wt.%): Pd 29.86, Pt 3.08, Au 3.70, Cu 61.96, Fe 0.59, Pb 0.17, total 99.36%. The empirical formula (normalized to 4 apfu) is: (Pd0.862Au0.058Pt0.049Fe0.028Pb0.003)(Cu2.996Fe0.004)∑3 or, ideally, PdCu3. The mineral is tetragonal, space group P4mm, with a 3.7125(8), c 25.62(1) Å, V 353.2(1) Å3 for Z = 4. The strongest six lines on the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å(I)(hkl)] are: 2.137(100)(117), 1.8596(70)(200), 1.8337(40)(0014), 1.3126(60)(220), 1.1188(55)(317), and 1.0663 (30)(2214). Nielsenite is considered to be isostructural with synthetic tetragonal PdCu3 (P4mm). The mineral is commonly associated with skaergaardite (PdCu), which is considered to form at ~600°C under conditions of fairly high f(S2) (>7 log units). Synthetic PdCu3 forms at or below 508°C and is characterized by a relatively high degree of Pd–Cu disorder, consistent with observations made for nielsenite. The name honors Troels F.D. Nielsen, geologist with the Geological Survey of Denmark and Greenland.

Abstract

La nielsenite, PdCu3, nouvelle espèce minérale découverte dans le complexe intrusif de Skaergaard, dans la région de Kangerdlugssuaq, Groënland oriental, fait partie d’une association typique d’un gabbro tholéiitique, avec plagioclase, clinopyroxène, orthopyroxène, ilménite, magnétite titanifère, fayalite et, comme accessoires, des minéraux du groupe de la chlorite, ferrosaponite, un membre de la série annite–phlogopite, hornblende, actinolite, membres du groupe de l’épidote, calcite, ankérite, apatite et baddeleyite. On trouve la nielsenite en microglobules composites contenant surtout bornite–chalcocite, chalcocite et, plus rarement, digénite, chalcopyrite, cobaltpentlandite, pentlandite riche en Co, et sphalérite. Les minéraux du groupe du platine associés incluent skaergaardite, keithconnite, vasilite, zvyagintsevite, les alliages (Cu,Pd,Au), (Pd,Cu,Sn) et (Pt,Fe,Cu,Pd) et les phases sans nom Au3Cu et PdAuCu. La nielsenite se présente en grains distincts ou bien en forme de goutelette ou irréguliers, avec sulfures piégés, entre 5 et 50 μm de diamètre (en moyenne, 16 μm). Il s’agit d’un minéral gris acier avec un éclat métallique, une rayure noire et une tenacité sécable. Nous n’avons pas vu de faces ou de formes sur les grains. Aucun clivage ou fracture n’est évident; nous n’avons pas effectué de mesures par micro-indentation. Le minéral est non-pléochroïque et ne montre aucune réflexion interne et aucune macle. Les grains sont blanc crémeux brillant en lumière réfléchie. Les valeurs de réflectance (%) dans l’air (dans l’huile) sont: 57.6 (47.5) à 470 nm, 60.85 (50.8) à 546 nm, 62.8 (53.0) à 589 nm et 66.7 (57.5) à 650 nm. Onze analyses ont donné, en moyenne (en %, poids) sont: Pd 29.86, Pt 3.08, Au 3.70, Cu 61.96, Fe 0.59, Pb 0.17, pour un total de 99.36%. La formule empirique, normalisée à quatre atomes par unité formulaire, serait: (Pd0.862Au0.058Pt0.049Fe0.028Pb0.003)(Cu2.996Fe0.004)∑3 ou, idéalement, PdCu3. Le minéral est tétragonal, groupe spatial P4mm, avec a 3.7125(8), c 25.62(1) Å, V 353.2(1) Å3 pour Z = 4. Les six raies les plus intenses du spectre de diffraction X (méthode des poudres) [d en Å(I)(hkl)] sont: 2.137(100)(117), 1.8596(70)(200), 1.8337(40)(0014), 1.3126(60)(220), 1.1188(55)(317), et 1.0663 (30)(2214). Nous considérons la nielsenite isostructurale avec l’analogue synthétique tétragonal PdCu3 (P4mm). La nielsenite est généralement associée à la skaergaardite (PdCu), qui se serait formée à environ 600°C dans un milieu à fugacité de soufre assez élevée (au delà de sept sur l’échelle logarithmique). Le PdCu3 synthétique cristallise à une température maximale de 508°C et possède un degré de désordre Pd–Cu relativement élevé, tout comme la nielsenite. Le nom choisi honore Troels F.D. Nielsen, géologue avec la Commission géologique du Dannemark et du Groënland.

(Traduit par la Rédaction)

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