ANNEXE H

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1 – MINÉRALOGIE / MINERALOGY

2 - Sur la découverte du terme intermédiaire (Ca_0,6 Pb_0,4) (Zn_0,5 Cu_0,5) AsO₄ (OH) de la solution solide austinite plombifère - conichalcite plombifère

3 -Note de : Halil SARP, Pierre-Jacques CHIAPPERO et Georges FAVREAU, présentée par :

4-RÉSUMÉ :

Un minéral faiblement zoné, intermédiaire entre conichalcite plombifère et austinite plombifère a été trouvé sur un échantillon provenant de Can Pey (Pyrénées Orientales, France), associé à de la sauconite et de la mimétite sur une gangue albitique. Ses cristaux de couleur vert pistache forment des sphérolites de 0,5 mm de diamètre. Le minéral est translucide avec un éclat vitreux à gras. Il n'est pas fluorescent. Fragile, sa cassure est irrégulière. Les compositions du minéral de Can Pey ne s'écartent guère de la composition moyenne (obtenue à la microsonde électronique sur la base de 15 analyses ponctuelles) : CaO : 11,05 ; PbO : 26,01 ; ZnO : 13,52 ; CuO : 11,66 ; AS₂O₅ : 34,30 ; Al₂O₃ : 0,27 ; H₂O par différence : 3,19. Ce minéral est orthorhombique, groupe d'espace P2₁2₁2₁ (symétrie du groupe de l'adélite) avec a = 7,526 (7), b = 9,203 (6), c = 5,982 (5) Å, V = 414,3 (4) ų, Z = 4 ; d calculé = 5,14 g/cm³ et d mesuré = 5,10 g/cm³. Les raies les plus importantes du diagramme de poudre sont :

[d obs, I vis, (hkl)] [4,168, 60, (111)] ; [3,184, 100, (201)] ; [2,848, 90, (012)] ; [2,663, 50, (112)] ; [2,568, 30, (131)] ; [1,627, 35, (133), (341), (332)]

Optiquement, le minéral est biaxe négatif avec 2Vα ≈ 80°, α = 1,855, β = 1,870. γ = 1,880 à 590 nm. Sa dispersion est forte v > r.

5 - On the discovery of the intermediate (Ca_0,6 Pb_0,4) (Zn_0,5 Cu_0,5) (AsO₄) (OH) in the solid solution plumboan austinite - plumboan conichalcite.

6 - ABSTRACT

A mineral slightly zoned, intermediate between plumboan conichalcite and plumboan austinite occurs on a specimen found at Can Pey (Pyrénées Orientales, France) with sauconite, mimetite, all of which occur on a albite gangue. The crystals, pistache green in color, form balls of 0.5 mm in diameter. Lustre vitreous to greasy, translucide. They are non fluorescent, fracture irregular, brittle. The solid solutions in the Can Pey mineral are limited and don't differ a lot from the average composition (carried out by means of electron microprobe on the basis of 15 punctual analysis) : CaO: 11.05; PbO: 26.01; ZnO: 13.52; CuO: 11.66; As₂O₅: 34.30; A1₂O₃: 0.27; H₂O by difference : 3.19. The mineral is orthorhombic, space group P2₁2₁2₁ (adelite group symetry) with a = 7.526 (7), b = 9.203 (6), c = 5.982 (5) Å, V = 413.3 (4) Å³ and Z = 4, d calc = 5.14 g/cm³ and d meas = 5.10 g/cm³. The strongest lines in the X-ray diffraction pattern are:

[d obs, I vis, (hkl)] [4.168, 60, (111)] ; [3.184, 100, (201)] ; [2.848, 90, (012)] ; [2.663, 50, (112)] ; [2.568, 30, (131)] ; [1.627, 35, (133), (341), (332)]

Optically the minerai is biaxial negative with 2Vα ≈ 80°, α = 1.855, β = 1.870, γ = 1.880 at 590 nm. Dispersion v > r strong.

7 - ADRESSES:

H. S. Département de Minéralogie du Muséum d'Histoire Naturelle de Genève, 1 route de Malagnou - CH-1211 GENEVE.

PJ. C. BRGM - SGN/GEO - Avenue de Concyr, BP 6009, 45060 ORLEANS CEDEX 2 - FRANCE

G. F. Résidence Châteaudouble - Bât. 8E3, Avenue J. Monnet, 13090 AIX-EN-PROVENCE - FRANCE

8 - Corrections des épreuves à :

PJ. CHIAPPERO - BRGM - SGN/GEO - Avenue de Concyr, BP 6009, 45060 ORLEANS CEDEX 2 FRANCE

INTRODUCTION

Un échantillon récolté à Can Pey, commune de Montferrer (Pyrénées Orientales, France) présente un minéral dont les propriétés chimiques et cristallographiques montrent une différence très nette par rapport au groupe Austinite plombifère et Conichalcite plombifère. Ce minéral très abondant se rencontre sur une gangue albitique accompagné par de la sauconite et un peu de mimétite. Il provient des haldes des travaux miniers situés à 150 m au sud-ouest de la ferme de Can Pey. Ces travaux miniers ont été effectués sur une minéralisation plumbozincifère (sphalérite, galène) jalonnant un contact tectonique entre schistes et calcaires cambro-ordoviciens [1].

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET OPTIQUES

Le minéral forme des sphérolites de couleur vert-pistache à vert jaune, dont le diamètre atteint 0,5 mm. Ceux-ci sont constitués de groupes de cristaux parallèles entre eux dont les orientations varient d'un groupe à l'autre (voir fig. 1 et 2). Le minéral est cassant, il présente une cassure irrégulière, sa dureté est de 4 à 5 et son éclat est vitreux à gras ; il est translucide, ne réagit pas aux UV et est attaqué par HC1 dilué. Optiquement biaxe (–) avec 2 V mesuré ≈ 80°, 2 V calculé = 78°, ses indices de réfraction mesurés à 590 nm sont : α = 1,855 ; β = 1,870 et γ = 1,880. La dispersion est forte avec v > r. En lumière transmise, il présente une couleur vert pâle à incolore et aucune zonation n'est décelable. Sa densité mesurée est 5,10 g/cm³. Le calcul de la relation de Gladstone-Dale en utilisant les constantes de Mandarino [2] donne une compatibilité supérieure avec
.

COMPOSITION CHIMIQUE

Le minéral a été analysé à l'aide d'une microsonde Cameca Microbeam. Seule la présence de Ca, Pb, Zn, Cu, As et Al a été détectée par WDS. L'analyse quantitative a été effectuée en utilisant comme standards : andradite pour Ca, galène pour Pb, sphalérite pour Zn, cuivre métal pour Cu et AsGa pour As. Les conditions expérimentales étaient : tension accélératrice 20 kV, courant incident 12 nA. La moyenne des 15 analyses (% poids oxydes) ainsi que leurs valeurs extrêmes sont données dans le tableau 1. Les variations de teneur d'une analyse à l'autre, pour un même oxyde sont relativement importantes, comme l'indiquent les pourcentages extrêmes. L'existence d'une zonation, non décelable opiquement pouvait en être l'explication. Afin de confirmer cette hypothèse, nous avons tenté de matérialiser le zonage par des images de répartition EDS de Ca, Pb. Cu et Zn. En raison du peu de variation de composition, le zonage Cu-Zn ne put être mis en évidence, par contre une image en électrons rétrodiffusés nous montra le zonage du Pb (cf. fig. 3).

Pour connaître l'extension des solutions solides entre Ca-Pb et Cu-Zn, nous avons calculé le nombre d'atomes (sur la base de 5 oxygènes : groupe de l'adélite AB(XO₄)(OH) ) pour toutes les analyses contenant un pourcentage extrême (cf. Annexe H, tableau 2). L'intégration des différents résultats permet de donner pour le minéral de Can Pey la formule suivante :

(Ca_0,7-0,6 Pb_0,3-0,4) (Cu_0,55-0,40 Zn_0,45-0,60) (AsO₄) (OH)

Cette expression présente peu de possibilités de variation par rapport à la formule empirique calculée (sur la base de 5 oxygènes) à partir de la valeur moyenne des analyses, soit :

(Ca_0,63 Pb_0,38) _1,01 (Zn_0,53 Cu_0,47) (AsO₄)_0,96 (OH)_1,14

ou plus simplement :

(Ca_0,6 Pb_0,4) (Zn_0,5 Cu_0,5) (AsO₄) (OH)

Le minéral de Can Pey est donc composé de zones dont les compositions oscillent légèrement entre l'austinite plombifère (Ca_0,7-0,6 Pb_0,3-0,4) (Zn_0,60 Cu_0,40) (AsO₄) (OH) et la conichalcite plombifère (Ca_0,7-0,6 Pb_0,3-0,4) (Cu_0,55 Zn_0,45) (AsO₄) (OH) en passant par le terme intermédiaire (Ca_0,6 Pb_0,4) (Zn_0,5 Cu_0,5) (AsO₄) (OH) correspondant à la composition moyenne.

DONNÉES RADIOCRISTALLOGRAPHIQUES

L'étude d'un monocristal n'a pu être réalisée du fait de l'extrême minceur et de l'imbrication des cristaux au sein des sphérolites (voir fig. 1 et 2). Le diagramme de poudre (tableau 3) réalisé avec une caméra Gandolfi (Ø 114,6 mm, radiation Cu Kα) présente des raies de diffraction nettes, ce qui montre des substitutions limitées entre les termes de la solution solide austinite - conichalcite à Can Pey. Ces dernières ont permis en les indexant par analogie au groupe de l'adélite (auquel appartient notre minéral) de calculer une maille (orthorhombique, groupe spatial P2₁2₁2₁) définie par : a = 7,526 (7) ; b = 9,203 (6) ; c = 5,982 (5) Å et V = 414,3 (4) Å³. Avec cette maille, Z = 4 et le poids moléculaire P.M. = 320,9, obtenue à partir de la moyenne des analyses, la densité calculée est de 5,14 g/cm³ [3].

CONCLUSION

La solution solide continue existant entre duftite et conichalcite a été démontrée par les études de Jambor et al. [4] et Guillemin [5]. Les travaux de Jambor et al. [4] ainsi que ceux de Radcliffe et Simmons [6] semblent indiquer qu'il existe aussi une solution continue entre conichalcite et austinite avec cependant un manque d'évidences pour les termes médians. Le minéral de Can Pey apporte ainsi la preuve de cette continuité.

BIBLIOGRAPHIE

1. J H. AZAIS (1959) - CAN PEIL, Pyrénées Orientales. Travaux de prospection. Rapport interne BRGM A1497.

2. J.A. MANDARINO (1981a) - The Gladstone-Dale relationship: part IV. The compatibility concept and its application. Can. Miner. 19, p. 441-450.
3. J.A. MANDARINO (1981b) - Comments on the calculation of the density of Minerals. Can. Miner. 19, p. 531-534.
4. J.L. JAMBOR, D.R. OWENS and J.E. DUTRIZAC (1980) - Solid solution in the Adelite group of Arsenates. Can. Miner., 18, p. 191-195.
5. C. GUILLEMIN (1956) - Contribution à la minéralogie des arséniates, phosphates et vanadates de cuivre. Bull. Soc. Fr. Crist. Min., 79, p. 8-95.
6. D. RADCLIFFE et W.B. SIMMONS (1971) - Austinite: chemical and physical properties in relation to conichalcite. Am. Miner., 56, p. 1359-1365.

Fig. 1 et 2 - Deux vues du minéral de Can Pey.
Two views of the Can Pey mineral.
Microscope électronique du Muséum d'Histoire Naturelle de Genève.
Photographies : Dr. Jean WUEST, Muséum d'Histoire Naturelle de Genève.
Diamètre des sphérules sur les deux photos ≈ 0,5 mm.
Diameter of spherolites on the two views ≈ 0.5 mm.

 

Fig. 3 -Image du minéral de Can Pey en électrons rétrodiffusés. Mise en évidence d'un zonage en plomb.
View on the Can Pey mineral in backscattered electron. Image of the lead zoning.

 

Tableau 1 - Composition chimique moyenne (% poids oxydes) du minéral de Can Pey.
Analyste : C. GILLES, BRGM Orléans, Microsonde CAMECA Microbeam - BRGM-CNRS.

 

Tableau 2 - Calcul du nombre d'atomes (sur la base de 5 oxygènes) pour les analyses présentant un pourcentage extrême.
(1) analyse dont la teneur de l'oxyde indiqué est la plus basse.
(2) analyse dont la teneur de l'oxyde indiqué est la plus haute.

Tableau 3 - Diagramme de poudre du minéral de Can Pey.
X Ray pattern of Can Pey minerai.
Caméra Gandolfi (Ø 114,6 mm - radiation Cu Kα).