CATAMARCAITE, Cu₆GeWS₈, A NEW GERMANIUM SULFIDE MINERAL SPECIES FROM CAPILLITAS, CATAMARCA, ARGENTINA: DESCRIPTION, PARAGENESIS AND CRYSTAL STRUCTURE

Catamarcaite, ideally Cu₆GeWS₈, was discovered in bornite-rich ore from old dumps near the La Rosario vein, Capillitas epithermal deposit, Catamarca Province, Argentina. The new mineral is associated with bornite, digenite, chalcocite, covellite, sphalerite, hübnerite, luzonite, wittichenite, several Ge-bearing sulfides (putzite, unnamed Cu₈Fe₂ZnGe₂S₁₂, and a briartite-type phase) and quartz. Catamarcaite occurs as a thin rim lining cavities and fractures in chalcocite–bornite ore, and as aggregates, up to 1 mm in size, composed of anhedral to subhedral, intensely twinned grains within digenite – chalcocite – sphalerite ore. The mineral is opaque, grey, has a metallic luster and a black streak. It is brittle, and the fracture is irregular to subconchoidal. Neither cleavage nor parting is evident in polished sections. VHN₂₅ ranges between 193 and 264 (mean 227) kg/mm², which corresponds to a Mohs hardness of 3½. The density could not be measured because of the small grain-size. Using the ideal formula and the unit-cell parameters from powder data, the calculated density is 4.892 g/cm³. In plane-polarized reflected light, catamarcaite is greyish white with a distinct brownish tint. It shows no pleochroism, and the bireflectance is absent in air and very weak in oil. Between crossed polars, it is weakly anisotropic in shades of grey. In oil and between slightly uncrossed polars, the rotation tints are pinkish grey to bluish green. Red internal reflections are occasionally observed along fractures. The reflectance values (in air and in oil, interval 400–700 nm) are tabulated; the COM values in air are (R₁ and R₂ in %): 470 nm: 24.5, 25.2; 546 nm: 24.1, 24.5; 589 nm: 24.5, 25.1; 650 nm: 23.4, 23.7. The average result of 34 electron-microprobe analyses is: Cu 42.72, Ag 0.14, Fe 0.17, Ge 7.84, W 20.89, S 27.79, total 99.55 wt.%, corresponding to the empirical formula Cu_6.09Ag_0.01Fe_0.03Ge_0.98W_1.03S_7.86 (on the basis of a total of 16 atoms). The ideal formula of catamarcaite, Cu₆GeWS₈, requires Cu 42.64, Ge 8.12, W 20.56, S 28.68, total 100.00 wt.%. Catamarcaite is hexagonal, space group P6₃mc, with unit-cell parameter refined from single-crystal data: a 7.5238(8), c 12.390(3) Å, V = 607.4(2) ų, Z = 2, and c:a = 1.6467. The strongest eight X-ray powder-diffraction lines [d in Å(I)(hkl)] are: 5.767(100)(011), 3.215(25)(112), 3.151(35)(021), 2.884(28)(022), 2.416(26)(121), 1.972(24)(025), 1.881(48)(220) and 1.744(26)(026). The crystal structure was solved by direct methods to an R₁ index of 4.86% for 616 unique reflections measured with MoKα X-radiation. Catamarcaite is a derivative of a tetrahedral MeS structure with a stacking, along the c axis, of the ABAC type, with a combined hchc.. sequence. Thus two-layer packets with a cubic layer stacking are invariably separated by a boundary based on the hexagonal stacking of layers of tetrahedra (i.e., it is alternation of the “sphalerite” and “wurtzite” structure-types). The new mineral is chemically related to kiddcreekite, Cu₆SnWS₈, and hemusite, Cu₆SnMoS₈. The structural relationships among the three species are unknown. Catamarcaite is named after the Province of Catamarca, where the new mineral species was found. The mineral and mineral name have been approved by the Commission of New Minerals and Mineral Names, IMA (2003–020).

La catamarcaïte, de composition idéale Cu₆GeWS₈, a été découverte dans un minerai riche en bornite dans les haldes de la veine dite La Rosario, du gisement épithermal de Capillitas, province de Catamarca, en Argentine. Lui sont associés bornite, digénite, chalcocite, covellite, sphalérite, hübnérite, luzonite, wittichénite, plusieurs sulfures porteurs de Ge (putzite, Cu₈Fe₂ZnGe₂S₁₂ sans nom, et une phase ressemblant à la briartite) et le quartz. La catamarcaïte se présente en liseré le long de cavités et de fractures dans le minerai à chalcocite–bornite, et en aggrégats atteignant 1 mm, faits de cristaux xénomorphes ou sub-idiomorphes fortement maclés au sein du minerai à digénite – chalcocite – sphalérite. Le minéral est opaque, gris, possédant un éclat métallique et une rayure noire. Il est cassant, et la fracture est irrégulière à subconchoïdale. Aucun clivage ou plan de séparation n’est évident en sections polies. Les valeurs de VHN₂₅ vont de 193 à 264 (en moyenne, 227) kg/mm², ce qui correspond à une dureté de Mohs de 3½. On n’a pu mesurer la densité à cause de la taille des grains. En utilisant la formule idéale et les paramètres de la maille élémentaire, nous calculons une densité de 4.892 g/cm³. En lumière polarisée réfléchie, la catamarcaïte est blanc grisâtre avec une teinte brunâtre distincte. Elle ne montre aucun pléochroïsme; il n’y a aucune biréflectance dans l’air, et elle est très faible dans l’huile. Avec nicols croisés, elle est faiblement anisotrope en teintes de gris. Dans l’huile et avec les nicols légèrement décroisés, les teintes de rotation vont du gris rosâtre à vert bleuâtre. Des réflexions internes rouges sont visibles le long de fractures. Nous présentons les valeurs de réflectance déterminées dans l’air et dans l’huile sur l’intervalle 400–700 nm; les valeurs COM dans l’air (R₁ et R₂ en %) sont: 470 nm: 24.5, 25.2; 546 nm: 24.1, 24.5; 589 nm: 24.5, 25.1; 650 nm: 23.4, 23.7. Trente-quatre analyses avec une microsonde électronique ont donné, en moyenne: Cu 42.72, Ag 0.14, Fe 0.17, Ge 7.84, W 20.89, S 27.79, pour un total de 99.55% (poids), ce qui correspond à la formule empirique Cu_6.09Ag_0.01Fe_0.03Ge_0.98W_1.03S_7.86 (sur une base de 16 atomes). La formule idéale de la catamarcaïte, Cu₆GeWS₈, requiert Cu 42.64, Ge 8.12, W 20.56, S 28.68, total 100.00%. La catamarcaïte est hexagonale, groupe spatial P6₃mc, avec les paramètres réticulaires suivants affinés à partir de données sur monocristal: a 7.5238(8), c 12.390(3) Å, V 607.4(2) ų, Z = 2, et c:a = 1.6467. Les huit raies les plus intenses du spectre de diffraction X [méthode des poudres, d en Å(I)(hkl)] sont: 5.767(100)(011), 3.215(25)(112), 3.151(35)(021), 2.884(28)(022), 2.416(26)(121), 1.972(24)(025), 1.881(48)(220) et 1.744(26)(026). La structure cristalline a été résolue par méthodes directes jusqu’à un résidu R₁ de 4.86% en utilisant 616 réflexions uniques mesurées avec rayonnement MoKα. La catamarcaïte est un dérivé de la structure à tétraèdres MeS avec un empilement le long de l’axe c de type ABAC, et donc une séquence combinée hchc... Une séquence de deux couches à empilement cubique est suivie d’une interface avec une maille à empilement hexagonal de tétraèdres; en autres mots, il s’agit d’une alternance de modules “sphalérite” et “wurtzite”. La nouvelle espèce est chimiquement apparentée à la kiddcreekite, Cu₆SnWS₈, et la hémusite, Cu₆SnMoS₈. Les interrelations structurales parmi les trois espèces restent à définir. Le nom de l’espèce rappelle la province de Catamarca, où se trouve la localité-type. Le nom et le minéral ont reçu l’approbation de la Commission des Nouveaux Minéraux et des Noms de Minéraux (dossier 2003–020).

(Traduit par la Rédaction)