Abstract

Groatite, ideally Na Ca Mn2+2 (PO4) [PO3(OH)]2, is a new mineral species from the Tanco pegmatite at Bernic Lake, Manitoba, Canada. It was found in a phosphate–carbonate mass in a spodumene-rich boulder. Groatite occurs sparingly as slightly divergent sprays of acicular crystals, embedded stellate sprays and as a tabular mass of densely intergrown acicular crystals. Groatite is closely associated with whitlockite, crandallite, an unidentified Na–Al phosphate and quartz; fairfieldite and manganese-rich overite are among the less closely associated phosphates; this assemblage may be secondary, following apparent dissolution of lithiophosphate and possibly of primary lithiophilite. Groatite is translucent, colorless to pale yellow and pale orange with a white streak and vitreous luster; it does not fluoresce under ultraviolet light. The Mohs hardness is 3. Groatite is brittle with an uneven fracture, and has a calculated density of 3.213 g/cm3. It is biaxial positive with α 1.622, β 1.634, γ 1.663 (all ±0.001), and is nonpleochroic; 2V(obs.) = 67(1), 2V(calc.) = 66.5°. It is monoclinic, space group C2/c, a 12.5435(9), b 12.4324(9), c 6.7121(4) Å, β 115.332(2)°, V 946.07(19) Å3, Z = 4. The six strongest lines in the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å(I)(hkl)] are as follows: 3.187(100)(1̅12), 2.726(90)(4̅02, 240), 6.204(80)(020), 2.788(80)(330), 5.653(70)(200), and 2.580(70)(1̅32, 420). Chemical analysis by electron microprobe gave P2O5 46.66, FeO 0.49, MnO 29.31, CaO 12.51, Na2O 6.87, H2O (calc.) 3.93, sum 99.77 wt.%, where the H2O content was determined by crystal-structure refinement as OH = 2.0 apfu. The resulting empirical formula, on the basis of 10 O atoms and 2 (OH) groups pfu, is Na1.02 Ca1.02 (Mn1.90Fe2+0.03)∑ 1.93 P3.02 O10 (OH)2. The crystal structure of groatite was refined to an R index of 2.7% based on 831 unique reflections collected on a four-circle diffractometer with MoKα X-radiation and a 4K CCD detector. There are two tetrahedrally coordinated T-sites occupied by P. There are two octahedra, M(1) and M(2), and an eight-coordinated A(2) site which are occupied by Ca, Mn and Na, respectively. The observed site-scattering, mean bond-lengths and bond-valence sums at these sites are in agreement with complete chemical order of Ca at M(1), Mn2+ at M(2) and Na at A(2). A (PO4) group is centered at the T(1) site and a PO3(OH) group at T(2). The H atom is located near the O(4) anion and provides a strong hydrogen bond to the O(2) anion. Groatite is isostructural with the acid arsenate mineral o’danielite and is a member of the alluaudite group; it is the first alluaudite-group mineral with an acid phosphate group. The new mineral is named in honor of Lee A. Groat, Professor of Mineralogy at the University of British Columbia in Vancouver. The species and the name groatite were approved by the Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification of the International Mineralogical Association (IMA 2008–054).

Abstract

La groatite, de composition idéale Na Ca Mn2+2 (PO4) [PO3(OH)]2, est une nouvelle espèce minérale découverte dans la pegmatite Tanco, au lac Bernic, Manitoba, Canada, dans une masse de phosphates et de carbonates dans un bloc riche en spodumène. La groatite forme des gerbes légèrement divergentes de cristaux aciculaires, des groupes de cristaux en forme d’étoiles, et aussi une masse tabulaire dense de cristaux enchevrêtrés. Elle est étroitement associée à la whitlockite, la crandallite, un phosphate Na–Al non identifié et le quartz; la fairfieldite et l’overite riche en Mn sont aussi présentes. Cet assemblage pourrait bien être secondaire, conséquent à la dissolution apparente de lithiophosphate et possiblement de lithiophilite primaire. La groatite est translucide, incolore à jaune pâle ou orangé, avec une rayure blanche et un éclat vitreux. Elle ne montre aucune fluorescence en lumière ultraviolette. Sa dureté de Mohs est 3. La groatite est cassante avec une fracture inégale, et sa densité calculée est égale à 3.213 g/cm3. C’est un minéral biaxe positif, avec α 1.622, β 1.634, γ 1.663 (tous ±0.001), et non pléochroïque; 2V(obs.) = 67(1), 2V(calc.) = 66.5°. La groatite est monoclinique, groupe spatial C2/c, a 12.5435(9), b 12.4324(9), c 6.7121(4) Å, β 115.332(2)°, V 946.07(19) Å3, Z = 4. Les six raies les plus intenses du spectre de diffraction X (méthode des poudres) [d in Å(I) (hkl)] sont: 3.187(100)(1̅12), 2.726(90)(4̅02, 240), 6.204(80)(020), 2.788(80)(330), 5.653(70)(200), et 2.580(70)(1̅32, 420). Une analyse chimique effectuée avec une microsonde électronique a donné P2O5 46.66, FeO 0.49, MnO 29.31, CaO 12.51, Na2O 6.87, H2O (calc.) 3.93, pour un total de 99.77% (poids). La teneur en H2O a été déterminée par affinenement de la structure cristalline selon OH = 2.0 apfu. La formule empirique qui en résulte, fondée sur une base de 10 atomes d’oxygène et deux groupes OH par formule unitaire, est Na1.02 Ca1.02 (Mn1.90Fe2+0.03) ∑1.93 P3.02 O10 (OH)2. La structure cristalline de la groatite a été affinée jusqu’à un résidu R de 2.7% en utilisant 831 réflexions uniques prélevées avec un diffractomètre à quatre cercles, un rayonnement MoKα et un détecteur CCD 4K. La structure contient deux sites tétraédriquement coordonnés où loge le phosphore. Il y a deux octaèdres, M(1) et M(2), et un site A(2) à coordinence [8] où logent Ca, Mn et Na, respectivement. La dispersion observée à ces sites, les longueurs de liaison et les sommes des valences de liaison concordent avec l’hypothèse qu’il y a mise en ordre complète de Ca sur M(1), Mn2+ sur M(2) et Na sur A(2). Un groupe (PO4) est centré sur le site T(1), et un groupe PO3(OH), sur le site T(2). L’atome H est situé près de l’anion O(4) et assure une forte liaison hydrogène à l’anion O(2). La groatite possède la même structure que l’arsenate acide o’danielite, et fait partie du groupe de l’alluaudite, en fait le premier membre à avoir un groupe phosphate acide. Le minéral est nommé en l’honneur de Lee A. Groat, Professeur de minéralogie à l’Université de la Colombie-Britannique à Vancouver, L’espèce nouvelle et son nom ont reçu l’approbation de la Commission des Nouveaux Minéraux, de Nomenclature et de Classification de l’Association Minéralogique Internationale (IMA 2008–054).

(Traduit par la Rédaction)

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