PAUFLERITE, β-VO(SO₄), A NEW MINERAL SPECIES FROM THE TOLBACHIK VOLCANO, KAMCHATKA PENINSULA, RUSSIA

Pauflerite, β-VO(SO₄), is a new mineral species from the fumaroles of the Great Fissure Tolbachik eruption (GFTE), Kamchatka Peninsula, Russia. It was found in 1977 in the first cinder cone of the North breach of the GFTE. The mineral occurs as light green prismatic crystals up to 0.1 mm in length, associated with shcherbinaite (V₂O₅), an unknown Tl–Bi sulfate and finely crystalline Mg, Al, Fe and Na sulfates. Pauflerite is light green with a white streak and vitreous luster; the mineral is transparent and non-fluorescent. The Mohs hardness is 3–4. Pauflerite is brittle, and without visible cleavage. The density is 3.36(4) (measured) and 3.294 g/cm³ (calculated). The mineral is biaxial, optically positive, α 1.731(4), β 1.778(2), γ 1.845(4), with 2V_meas ≈ 90°, and 2V_calc equal to 83°. The orientation was determined as X = a; further details are unclear. Pleochroism is clear in green tones: X light green, Y bluish green, Z light green-blue. A chemical analysis with an electron microprobe gave VO₂ 50.40, SO₃ 49.30, total 99.70 wt.%. The empirical formula, calculated on the basis of 5O, is V_0.99S_1.01O₅. The simplified formula is VO(SO₄). Pauflerite is orthorhombic, Pnma, a 7.3890(13), b 6.2740(11), c 7.0788(11) Å, V 328.16(10) ų, Z = 4. The structure has been solved by direct methods and refined to R₁ of 0.034, calculated for the 457 unique observed reflections (|F_o| > 4σ|F_o|). The structure contains one symmetrically independent V⁴⁺ cation in distorted octahedral coordination to the O atoms (one vanadyl V⁴⁺–O bond of 1.607 Å, four bonds of 1.992–1.996 Å, and one bond of 2.267 Å). One symmetrically independent S⁶⁺ cation is tetrahedrally coordinated by four O²⁻ anions with the mean <S⁶⁺–O> bond length of 1.470 Å. The structure of pauflerite consists of a three-dimensional framework of distorted V⁴⁺O₆ octahedra and SO₄ tetrahedra with a titanite-type topology. Pauflerite is a natural analog of β-VO(SO₄). The powder-diffraction pattern was not obtained because of the paucity of natural material. The calculated powder-diffraction pattern is in excellent agreement with that reported for the synthetic analogue (PDF 19–1400). The name chosen honors Peter Paufler, professor at the Technical University of Dresden in recognition of his important contributions to physical and structural crystallography and mineralogy.

Nous décrivons la pauflerite, β-VO(SO₄), nouvelle espèce minérale découverte dans les fumerolles associées à la grande éruption fissurale du volcan Tolbachik, péninsule de Kamchatka, en Russie. Elle a été découverte en 1977 dans le premier cone de scories de la zone fissurale du Nord. Le minéral, en cristaux prismatiques vert pâle atteignant une longueur de 0.1 mm, est associé à la shcherbinaïte (V₂O₅), un sulfate de Tl–Bi méconnu, et des sulfates à grains fins de Mg, Al, Fe et Na. La pauflerite est vert pâle, avec une rayure blanche et un éclat vitreux; les cristaux sont transparents et non fluorescents. La dureté de Mohs est 3–4. La pauflerite est cassante, et apparemment sans clivage. Sa densité est 3.36(4) (mesurée) et 3.294 g/cm³ (calculée). Il s’agit d’un minéral biaxe, optiquement positif, α 1.731(4), β 1.778(2), γ 1.845(4), avec 2V_mes ≈ 90°, et 2V_calc égal à 83°. L’orientation X = a a été déterminée, sans autres précisions. Le pléochroïsme, en teintes de vert, est évident: X vert pâle, Y vert bleuâtre, Z vert bleuâtre pâle. Une analyse chimique avec une microsonde électronique a donné: VO₂ 50.40, SO₃ 49.30, pour un total de 99.70% (poids). La formule empirique, calculée sur une base de 5O, est V_0.99S_1.01O₅. La formule simplifiée est VO(SO₄). La pauflerite est orthorhombique, Pnma, a 7.3890(13), b 6.2740(11), c 7.0788(11) Å, V 328.16(10) ų, Z = 4. Nous en avons résolu la structure, et nous l’avons affiné par méthodes directes jusqu’à un résidu R₁ de 0.034, calculé en utilisant 457 réflexions uniques observées (|F_o| > 4σ|F_o|). La structure contient un cation V⁴⁺ symétriquement indépendant en coordinence octaédrique difforme avec les atomes d’oxygène (une liaison vanadyle, V⁴⁺–O, de 1.607 Å, quatre liaisons de 1.992–1.996 Å, et une de 2.267 Å). Le cation S⁶⁺ symétriquement indépendant possède une coordinence tétraédrique avec des anions O²⁻, la longueur moyenne, <S⁶⁺–O>, étant égale à 1.470 Å. La structure de la pauflerite contient une trame tri-dimensionnelle d’octaèdres difformes de V⁴⁺O₆ et de tétraèdres SO₄ ayant une topologie de type titanite. La pauflerite est l’analogue naturel de β-VO(SO₄). Nous n’avons pas pu obtenir le spectre de diffraction X faute de matériau. Le spectre calculé concorde étroitement avec le spectre observé de l’analogue synthétique (PDF 19–1400). Le nom honore Peter Paufler, professeur à l’Université Technique de Dresde, pour souligner ses contributions importantes en cristallographie physique et structurale et en minéralogie.

(Traduit par la Rédaction)