Abstract

Bussyite-(Ce), ideally (Ce,REE,Ca)3(Na,H2O)6MnSi9Be5(O,OH)30(F,OH)4, a new mineral species, was found in the Mont Saint-Hilaire quarry, Quebec. The crystals are transparent to translucent, pale pinkish orange in color, with a white streak and vitreous luster. Bladed crystals are prismatic, having forms {111̅} and {101̅}; they are elongate on [101], up to 10 mm in length. Associated minerals include aegirine, albite, analcime, ancylite-(Ce), calcite, catapleiite, gonnardite, hydrotalcite, kupletskite, leucophanite, microcline, nenadkevichite, polylithionite, serandite and sphalerite. Bussyite-(Ce) is monoclinic, space group C2/c, with unit-cell parameters refined from powder-diffraction data: a 11.654(3), b 13.916(3), c 16.583(4) Å, β 95.86(2)°, V 2675.4(8) Å3 and Z = 4. Electron-microprobe and secondary-ion mass spectrometric analyses give the average and ranges: Na2O 7.63 (9.40–6.62), K2O 0.05 (0.13–0.0), BeO 8.33 (SIMS), CaO 5.35 (5.95–4.17), MgO 0.03 (0.11–0.00), MnO 2.49 (3.00–1.71), Al2O3 0.82 (1.54–0.39), Y2O3 1.97 (2.68–1.51), La2O3 2.65 (3.11–2.16), Ce2O3 9.77 (11.22–8.15), Pr2O3 1.23 (1.49–0.74), Nd2O3 4.54 (5.13–3.91), Sm2O3 0.99 (1.25–0.68), Eu2O3 0.010 (0.25–0.0), Gd2O3 1.03 (1.23–0.81), SiO2 38.66 (39.94–37.66), ThO2 3.31 (4.59–2.12), F 3.67 (6.39–2.54), S 0.03 (0.08–0), H2O 4.12 (determined from crystal-structure analysis), for a total of 95.21 wt.%. The empirical formula based on the crystal-structure analysis, ideally showing 34 anions, is: 4{(Ce0.823Nd0.373Y0.242Th0.173Pr0.103Sm0.079Gd0.078Eu0.008)∑1.879(Ca0.775La0.225)∑1[Na3.000(H2O)∑2.500Ca0.544K0.015]∑6.055(Mn0.485Na0.402 Mg0.012)∑0.899(Si8.897Be4.605Al0.222)∑13.724O30[F2.67(OH)1.33] ∑4}. The structure has been refined to an R index of 4.0% for 1134 unique, observed reflections. The structure has two chemically distinct layers parallel to (101̅): (1) a layer of [(Si,Be)O4] tetrahedra, and (2) a layer of Ce–, Ca–, Mn–, Na–(O,F) polyhedra. Layers are cross-linked through shared O and F atoms. Significant amounts of OH and H2O are present, as indicated in the IR spectrum and crystal-structure analysis for the Na-poor hydrated phase. One instance of a rarer Na-rich phase is observed. Based on the electron-microprobe data, the formula for the rarer Na-rich anhydrous phase is 4{(Ce1.047Nd0.466La0.323Y0.306Pr0.131Sm0.102Gd0.084Eu0.009Th0.042)∑2.510(Na6.645Ca0.701)∑7.346(Si9.521 Be4.772)∑14.293O29.251F4.749}. Comparing the structure of bussyite-(Ce) to that of other beryllium silicates, the topology of the layer of tetrahedra most strongly resembles that of semenovite-(Ce) and the closely related mineral harstigite.

Abstract

La bussyite-(Ce), de composition idéale (Ce,TR,Ca)3(Na,H2O)6MnSi9Be5(O,OH)30(F,OH)4, est une nouvelle espèce minérale découverte à la carrière du mont Saint-Hilaire, Québec. Les cristaux sont transparents à translucides, d’une couleur orange rosâtre pâle, avec une rayure blanche et un éclat vitreux. Les cristaux lamellaires sont prismatiques, avec les formes {111̅} et {101̅}; ils sont allongés sur [101], et atteignent une longueur de 10 mm. Lui sont associés aegirine, albite, analcime, ancylite-(Ce), calcite, catapléiite, gonnardite, hydrotalcite, kupletskite, leucophanite, microcline, nenadkevichite, polylithionite, serandite et sphalérite. La bussyite-(Ce) est monoclinique, groupe spatial C2/c, avec les paramètres réticulaires suivants, affinés à partir des données obtenues sur poudre: a 11.654(3), b 13.916(3), c 16.583(4) Å, β 95.86(2)°, V 2675.4(8) Å3 et Z = 4. Les analyses effectuées avec une microsonde électronique et par spectrométrie de masse des ions secondaires ont donné la moyenne et les intervalles de valeurs suivants: Na2O 7.63 (9.40–6.62), K2O 0.05 (0.13–0.0), BeO 8.33 (SIMS), CaO 5.35 (5.95–4.17), MgO 0.03 (0.11–0.00), MnO 2.49 (3.00–1.71), Al2O3 0.82 (1.54–0.39), Y2O3 1.97 (2.68–1.51), La2O3 2.65 (3.11–2.16), Ce2O3 9.77 (11.22–8.15), Pr2O3 1.23 (1.49–0.74), Nd2O3 4.54 (5.13–3.91), Sm2O3 0.99 (1.25–0.68), Eu2O3 0.010 (0.25–0.0), Gd2O3 1.03 (1.23–0.81), SiO2 38.66 (39.94–37.66), ThO2 3.31 (4.59–2.12), F 3.67 (6.39–2.54), S 0.03 (0.08–0), H2O 4.12 (déterminé à partir de l’ébauche de la structure), pour un total de 95.21% (poids). La formule empirique fondée sur les résultats de l’analyse structurale, contenant de façon idéale 34 anions, est: 4{(Ce0.823Nd0.373Y0.242Th0.173Pr0.103Sm0.079Gd0.078Eu0.008)∑1.879(Ca0.775La0.225)∑1 [Na3.000(H2O)∑2.500Ca0.544K0.015] ∑6.055(Mn0.485Na0.402Mg0.012)∑0.899(Si8.897Be4.605Al0.222)∑13.724O30[F2.67(OH)1.33] ∑4}. Nous avons affiné la structure jusqu’à un résidu R de 4.0% en utilisant 1134 réflexions uniques observées. La structure possède deux couches chimiquement distinctes parallèles à (101̅): (1) une couche de tétraèdres [(Si,Be)O4], et (2) une couche de polyèdres Ce–, Ca–, Mn–, Na–(O,F). Ces couches sont interliées grâce à des atomes de O et de F partagés. Des quantités importantes de OH et H2O sont présentes, comme l’indiquent le spectre d’absorption infrarouge et l’analyse de la structure cristalline de la phase hydratée à teneur en sodium plus faible. Nous avons décelé dans un cas une phase plus rare enrichie en Na. Les données de microsonde électronique montrent que cette phase anhydre riche en Na serait 4{(Ce1.047Nd0.466La0.323Y0.306Pr0.131Sm0.102Gd0.084Eu0.009 Th0.042)∑2.510(Na6.645Ca0.701)∑7.346(Si9.521Be4.772)∑14.293O29.251F4.749}. D’après une comparaison de la structure de la bussyite-(Ce) à celle d’autres silicates de béryllium, la topologie de la couche de tétraèdres ressemble davantage à celle de la semenovite-(Ce) et de la harstigite, qui lui ressemble structuralement.

(Traduit par la Rédaction)

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