Volume 53, Number 4, 229-250, DOI: 10.1007/BF01160149

Chemistry of some Pb-(Cu, Fe)-(Sb, Bi sulfosalts from France and Portugal. Implications for the crystal chemistry of lead sulfosalts in the Cu-poor part of the Pb2S2-Cu2S-Sb2S3-Bi2-Bi2S3 system

Y. Moëlo, G. Roger, D. Maurel-Palacin, E. Marcoux and A. Laroussi

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Abstract

Electron microprobe analysis of Pb-Cu(Fe)-Sb-Bi sulfosalts from Bazoges and Les Chalanches (France), and Pedra Luz (Portugal), give new data about (Bi, Sb) solid-solution and incorporation of the minor elements Cu, Fe or Ag in jaskolskiite, and in izoklakeite-giessenite and kobellite-tintinaite series. Jaskolskiite from Pedra Luz has high Sb contents (from 17.9 to 20.7 wt.%), leading to the extended general formula: Cu x Pb2+x (Sb1–y Bi y )2–x S5, with 0.10 (Cu2 - x Fex )[Pb26 - 2z + x (Ag,Cu)z (Sb1 - y Biy )20 + z - x ]å = 46 S57, with:0 \leqslant x \leqslant 1; 0.44 \leqslant y \leqslant 0.85;0 \leqslant z \leqslant 2.2 \begin{gathered} (Cu_{2 - x} Fe_x )[Pb_{26 - 2z + x} (Ag,Cu)_z (Sb_{1 - y} Bi_y )_{20 + z - x} ]_{\sum = 46} S_{57,} \hfill \\ with:0 \leqslant x \leqslant 1; 0.44 \leqslant y \leqslant 0.85;0 \leqslant z \leqslant 2.2 \hfill \\ \end{gathered}
–  - and, for the tintinaite-kobellite series:
(Cu2 - x Fex )[Pb10 - 2z + x (Ag,Cu)z (Sb1 - y Biy )16 + z - x ]å = 26 S35, with:0 \leqslant x \leqslant 1; 0 \leqslant y \leqslant 0.67;0 \leqslant z \leqslant 0.54 \begin{gathered} (Cu_{2 - x} Fe_x )[Pb_{10 - 2z + x} (Ag,Cu)_z (Sb_{1 - y} Bi_y )_{16 + z - x} ]_{\sum = 26} S_{35,} \hfill \\ with:0 \leqslant x \leqslant 1; 0 \leqslant y \leqslant 0.67;0 \leqslant z \leqslant 0.54 \hfill \\ \end{gathered}
According to the structural classification of Makovicky (1989), Pb/Sb-sulfosalts related to the SnS archetype (meneghinite homologous series and zinckenite) show only minor occupation of tetrahedral sites by Cu, and low Ag contents (below 0.4 wt. %). Pb/(Bi, Sb)-sulfosalts related to composite PbS and SnS archetypes (kobellite homologous series and eclarite) show complete occupation of bridging tetrahedral sites by Cu, itself eventually replaced by up to 50% Fe; Ag concentrates in higher amounts, specifically in PbS-type rods. Identification of complex Pb-(Cu, Fe)-(Bi, Sb) sulfosalts on the basis of microprobe analyses is facilitated by their projection in the simplified PbS-Sb2S3-Bi2S3 system after substraction of minor metals according to the most favourable substitutions: Ag + Bi (Cu2 - x Fex )[Pb26 - 2z + x (Ag,Cu)z (Sb1 - y Biy )20 + z - x ]å = 46 S57, avec:0 \leqslant x \leqslant 1; 0.44 \leqslant y \leqslant 0.85;0 \leqslant z \leqslant 2.2 \begin{gathered} (Cu_{2 - x} Fe_x )[Pb_{26 - 2z + x} (Ag,Cu)_z (Sb_{1 - y} Bi_y )_{20 + z - x} ]_{\sum = 46} S_{57,} \hfill \\ avec:0 \leqslant x \leqslant 1; 0.44 \leqslant y \leqslant 0.85;0 \leqslant z \leqslant 2.2 \hfill \\ \end{gathered}
–  -et, pour la série tintinaïte-Kobellite:
(Cu2 - x Fex )[Pb10 - 2z + x (Ag,Cu)z (Sb1 - y Biy )16 + z - x ]å = 26 S35, avec:0 \leqslant x \leqslant 1; 0 \leqslant y \leqslant 0.67;0 \leqslant z \leqslant 0.54 \begin{gathered} (Cu_{2 - x} Fe_x )[Pb_{10 - 2z + x} (Ag,Cu)_z (Sb_{1 - y} Bi_y )_{16 + z - x} ]_{\sum = 26} S_{35,} \hfill \\ avec:0 \leqslant x \leqslant 1; 0 \leqslant y \leqslant 0.67;0 \leqslant z \leqslant 0.54 \hfill \\ \end{gathered}
Sur la base de la classification structurale de Markovicky (1989), on constate que les sulfosels de Pb/Sb dérivés de l'archétype SnS (série homologue de la ménéghinite et zinckénite ne montrent qu'une occupation mineure des sites tétraèdriques par Cu, et n'acceptent Ag qu'en faible teneur (moins de 0,4%). Les sulfosels de Pb/(Bi, Sb) à structure composite dérivée des archétypes PbS et SnS (série homologue de la kobellite et éclarite) ont les sites tétrèdriques de jonction complètement remplis par Cu, lui-même pouvant être remplacé par Fe à concurrence de 50%; Ag peut être incorporé en plus grande concentration, spécifiquement dans les sous-motifs du type PbS. L'identification des sulfosels complexes de Pb-(Cu, Fe)-(Bi, Sb) sur la base des analyses à la microsonde électronique est facilitée en les projetant dans le système simplifié PbS-Sb2S3-Bi2S3, après soustraction des éléments mineurs selon les règles de substitution les plus favorables: Ag + Bi rarr 2Pb, Fe + Pb rarr Cu + Bi, et Cu + Pb rarr Bi.

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