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Batiferrite, Ba[Ti2Fe10]O19, a new ferrimagnetic magnetoplumbite-type mineral from the Quaternary volcanic rocks of the western Eifel area, Germany |
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| Authors: | C L Lengauer E Tillmanns G Hentschel |
| Institution: | Institut für Mineralogie und Kristallographie, Universit?t Wien, Austria, AT Sinzig, Federal Republic of Germany, DE |
| Abstract: | Summary Batiferrite, ideally BaTi2Fe10]O19, was found in the Quaternary volcanic rocks near üdersdorf, Graulai, and Altburg, western Eifel area, Germany. The new mineral
typically occurs as euhedral platy grains in cavities of melilite- and leucite-nephelinite basalts. Associated minerals are
hematite, magnetite, titanite, g?tzenite, clinopyroxene, nepheline, and biotite. It exhibits a hexagonal tabular habit flattened
on {0001}, diameter 0.5–1 mm, thickness 20–125 μm, and {10&1macr;3}, {10&1macr;0} as observable forms. The mineral is opaque, of black
color with submetallic lustre, and shows a ferrimagnetic behavior. VHN50 is 793 with a range of 710–841 from ten indentations. The quantitative reflectance measurements of Ro/Re on oriented grains in air and oil immersion, respectively, are %]: for 470 nm 22.1/20.1 and 8.4/7.1, for 546 nm 21.0/19.4
and 7.8/6.6, for 589 nm 20.2/18.8 and 7.4/6.3, and for 650 nm 19.3/18.3 and 6.8/5.9. The bireflectance is distinct (air) to
weak (oil), and parallel (0001) a moderate anisotropy with straight extinction can be observed. Typical microprobe analyses
give wt%] K2O 0.28–0.33, Na2O 0.17–0.20, SrO 0.46–0.55, BaO 11.80–12.17, MgO 1.27–1.47, Al2O3 0.31–0.33, TiO2 13.11–13.63, MnO 2.38–2.57, Fe2O3 61.36–63.12, FeO 5.49–5.86 (Fe3+/Fe2+ calculated for charge compensation), which is equivalent to (Ba0.84Na0.06K0.06Sr0.05)1.01(Fe8.48
3+Fe0.86
2+Ti1.82Mg0.37Mn0.37Al0.06)11.96O19 as the average composition based on 19 oxygen atoms. Batiferrite is a magnetoplumbite-type mineral with hexagonal symmetry,
space group P6
3
/mmc (no. 194), a = 5.909(1) ?, c = 23.369(4) ?, V = 706.6(2) ?3, Z = 2, and a calculated density of 5.016 gcm−3. The structure was refined to R1 = 0.031 for 278 unique reflections with Fo
2 > 4σ (Fo
2) and R1 = 0.079 for all 452 unique observations using single crystal X-ray data. The strongest reflections of the X-ray powder diffraction
pattern are d
obs, I/Io, (hkl)]: 2.631, 100, (114); 2.799, 80, (107); 1.478, 70, (220); 2.429, 60, (203); 1.672, 50, (217). The new mineral is comparable to the other Ba containing magnetoplumbite-type minerals haggertyite and
hawthorneite, the iron content, however, is much higher and in the range of magnetoplumbite. The large cation site (A) is
dominated by Ba, and four of the five remaining crystallographic cation sites in the structure are dominated by Fe (M1, 2,
3, 5), the octahedrally coordinated M4-site is dominated by Ti. No oxygen vacancy on the O3-site like in plumboferrite can
be observed. Batiferrite is named for its main chemical composition and the relationship to the M-type hexaferrites (polytype
5H).
Zusammenfassung Batiferrit, ein neues ferrimagnetisches Mineral des Magnetoplumbit-Typs aus den quart?ren Vulkaniten der West-Eifel, Deutschland Das neue Mineral Batiferrite, mit der Idealformel BaTi2Fe10]O19, wurde an drei Fundpunkten in den Quart?ren Vulkangesteinen der westlichen Eifel, Deutschland, in der N?he von üdersdorf, Graulai und Altburg gefunden. Das neue Mineral tritt typischerweise bl?ttchenf?rmig in kleinen Hohlr?umen von Melilith- und Leucit-Nephelininit Basalten auf. Vergesellschaftete Minerale sind H?matit, Magnetit, Titanit, G?tzenit, Klinopyroxen, Nephelin und Biotit. Der Habitus ist hexagonal tafelig nach {0001}, mit einem Durchmesser von 0.5–1 mm und einer Dicke von 20–125 μm, zus?tzlich k?nnen die Formen {10&1macr;3} und {10&1macr;0} beobachtet werden. Das Mineral ist opak, hat eine schwarze Farbe mit einem leicht metallischen Glanz, und ist ferromagnetisch. Die H?rte VHN50 ist 793 mit einem Bereich von 710–841 aus 10 Eindruckbestimmungen. Die quantitativen Reflexionsmessungen von Ro/Re an orientierten K?rnern in Luft beziehungsweise ?limmersion, ergaben %]: für 470 nm 22.1/20.1 und 8.4/7.1, für 546 nm 21.0/19.4 und 7.8/6.6, für 589 nm 20.2/18.8 und 7.4/6.3, und für 650 nm 19.3/18.3 und 6.8/5.9. Die Bireflexion ist deutlich (Luft) bis schwach (?l) und parallel (0001) kann eine mittlere Anisotropie mit gerader Ausl?schung beobachtet werden. Eine typische Mikrosondenanalyse ergibt wt%] K2O 0.28–0.33, Na2O 0.17–0.20, SrO 0.46–0.55, BaO 11.80–12.17, MgO 1.27–1.47, Al2O3 0.31–0.33, TiO2 13.11–13.63, MnO 2.38–2.57, Fe2O3 61.36–63.12, FeO 5.49–5.86 (Fe3+/Fe2+ berechnet zum Ladungsausgleich), die mittlere chemische Formel auf der Basis von 19 Sauerstoffatomen lautet (Ba0.84Na0.06K0.06Sr0.05)1.01 (Fe8.48 3+Fe0.86 2+Ti1.82Mg0.37Mn0.37Al0.06)11.96O 19. Batiferrit ist ein Mineral der Magnetoplumbitgruppe, hat hexagonale Symmetrie mit der Raumgruppe P63/mmc (Nr. 194), a = 5.909(1) ?, c = 23.369(4) ?, V = 706.6(2) ?3, Z = 2, und einer berechneten Dichte von 5.016 gcm−3. Die Struktur wurde aus Einkristall-R?ntgendaten bis zu einem R1-Wert von 0.031 für 278 Fo 2 > 4σ(Fo 2), und einem R1-Wert von 0.079 für alle 452 Fo 2 verfeinert. Die st?rksten Beugungsreflexe der Pulver-R?ntgendaten sind dobs, I/Io, (hkl)]: 2.631, 100, (114); 2.799, 80, (107); 1.478, 70, (220); 2.429, 60, (203); 1.672, 50, (217). Das neue Mineral weist deutliche ?hnlichkeiten zu den anderen beiden Ba-reichen Mineralen Haggertyit und Hawthorneit der Magnetoplumbit-Gruppe auf, jedoch ist der Eisengehalt wesentlich h?her und im Bereich des Minerals Magnetoplumbit. Der gro?e Kationenplatz (A) ist von Barium dominiert, vier (M1, 2, 3, 5) der restlichen fünf kristallographischen Kationenpl?tze in der Struktur sind fast ausschlie?lich mit Fe, die oktaedrisch koordinierte M4-Position ist überwiegend mit Ti besetzt. An der O3-Position konnte kein Sauerstoffdefizit wie in Plumboferrit festgestellt werden. Batiferrit ist nach seiner chemischen Beschaffenheit und nach seiner Zugeh?hrigkeit zu den M-Typ Hexaferriten (Polytyp 5H) benannt. Received December 14, 1999; accepted March 2, 2000 |
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