Abstract

We report the first Italian occurrence of yukonite, a rare hydrated arsenate of calcium and ferric iron, from Grotta della Monaca cave, S. Agata di Esaro, Cosenza, Italy. We have studied samples of cotype yukonite from the Daulton mine, Yukon, Canada, for comparison. At Grotta della Monaca, yukonite occurs in compact masses, dark reddish brown to brownish yellow in color. At the TEM scale, it consists of a chaotic assemblage of small grains (maximum dimension <20 nm) embedded in an amorphous matrix, occasionally admixed with scorodite. SAED patterns of these grains consist of weak and diffuse diffraction rings, indicating low crystallinity, and preventing any definition of symmetry or lattice parameters. Results of a combination of microanalytical, spectroscopic and thermogravimetric techniques provide chemical compositions: Ca1.76Fe2+0.09Fe3+3.12 [(As0.81Si0.10P0.09)O4]3(OH)3.76·4H2O for yukonite from Grotta della Monaca and Ca1.76Fe2+0.10Fe3+3.56[(As0.89Si0.08P0.03) O4]3(OH)5.16·3H2O for yukonite from the Daulton mine, close to the stoichiometry Ca2Fe3(AsO4)3(OH)4·4H2O. The thermogravimetric data indicate a total H2O content of ~17 wt%; FTIR data show that most of this occurs as H2O, but some OH could be present as well. The FTIR data show, in addition, the presence of ammonium and organic matter, suggesting that poorly crystalline organic matter is trapped in the material examined. Both chemical and XRD data point to a close relation with arseniosiderite [Ca2Fe3(AsO4)3O2·3H2O]. Both occur as oxidation products of As-bearing sulfides and seem to be composed of basically the same type of layers; arseniosiderite represents a fully crystalline substance, whereas yukonite is a semicrystalline material with a large variation in composition due to the admixture of amorphous material.

Abstract

Nous décrivons ici le premier exemple connu en Italie de la yukonite, rare arsenate hydraté de calcium et de fer, provenant de la caverne Grotta della Monaca, à S. Agata di Esaro, région de Cosenza. Pour fins de comparaisons, nous avons étudié un échantillon cotype de la yukonite provenant de la mine Daulton, au Yukon, Canada. A la Grotta della Monaca, la yukonite se présente en masses compactes brun rougeâtre foncé à jaune brunâtre. A l’échelle d’observation de la microscopie électronique par transmission, la yukonite semble un amas chaotique de petits grains de dimension maximale <20 nm dans une matrice amorphe, localement avec scorodite. Les spectres de diffraction d’électrons de ces grains font preuve d’anneaux de diffraction flous et de faible intensité, indication d’une faible cristallinité, et sans potentiel pour définir la symétrie ou les paramètres réticulaires de la yukonite. Les résultats d’une combinaison de techniques microanalytiques, spectroscopiques et thermogravimétriques ont donné la composition chimique: Ca1.76Fe2+0.09Fe3+3.12 [(As0.81Si0.10P0.09)O4]3(OH)3.76·4H2O pour la yukonite de Grotta della Monaca, et Ca1.76Fe2+0.10Fe3+3.56[(As0.89Si0.08P0.03)O4]3(OH)5.16·3H2O pour celle de la mine Daulton. Les compositions se rapprochent de la stoechiométrie Ca2Fe3(AsO4)3(OH)4·4H2O. Les données thermogravimétriques indiquent une teneur totale en H2O d’environ ~17% (poids); les données d’absorption infrarouge (avec transformation de Fourier, FTIR) montrent que la plupart de cette quantité est vraiment H2O, mais qu’une fraction pourrait être sous forme de OH. Les données FTIR montrent, de plus, la présence d’ammoniaque et de matière organique, ce qui fait penser que cette matière organique, à faible cristallinité, est piégée dans les matériaux examinés. Les données diffractométriques et chimiques établissent un lien étroit avec l’arséniosidérite [Ca2Fe3(AsO4)3O2·3H2O]. Les deux minéraux sont produits lors de l’oxydation de sulfures arséniés, et semblent composés des mêmes types de couches. L’arséniosidérite serait une substance bien cristallisée, tandis que la yukonite serait un minéral semicristallin à composition variable à cause du mélange avec la matière amorphe.

(Traduit par la Rédaction)

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