La naldrettite est un minéral rare de palladium-antimoine de formule chimique Pd₂Sb. Elle est classée comme minéral de palladium, minéral d'antimide et minéral du groupe du platine. La naldrettite se rencontre souvent sous forme de grains microscopiques dans les gisements minéraux riches en sulfures, les roches ignées mafiques et ultramafiques, les systèmes hydrothermaux et d'autres environnements géologiques contenant du palladium et de l'antimoine.
Le minéral est généralement trouvé en tant que phase accessoire plutôt qu'en tant que minéral formateur de roche principal. Les grains individuels sont habituellement très petits, couramment moins de quelques centaines de micromètres de diamètre, et sont souvent attachés à ou enfermés dans des minéraux sulfures. En raison de sa petite taille des grains et de son étroite association avec d'autres minéraux du groupe du platine, le naldrettite est normalement identifié par microscopie à lumière réfléchie, analyse par microsonde électronique et méthodes cristallographiques.
La naldrettite appartient au groupe des minéraux des éléments du platine. Sa composition est dominée par le palladium et l'antimoine, bien que des quantités mineures de platine, d'arsenic, de fer et de soufre puissent être présentes dans les échantillons naturels. La composition idéale est représentée par Pd₂Sb, tandis que les grains analysés peuvent montrer une substitution chimique limitée.
Le minéral est opaque et de couleur métallique. Sous la lumière réfléchie polarisée plane, il apparaît souvent d'un blanc crémeux brillant. Il est orthorhombique et appartient au groupe spatial Cmc2₁. Contrairement à de nombreux minéraux collectibles, le naldrettite n'apparaît pas sous forme de grands cristaux visibles et n'a pas d'utilisation comme pierre précieuse établie.
Histoire et nom du Naldrettite
La naldrettite a été décrite pour la première fois comme un minéral nouveau en 2005. Le matériel type provenait de la Dépôt Mesamax du nord-ouest dans la ceinture de plis de Cape Smith dans la région d'Ungava au nord du Québec, au Canada.
Le minéral a été nommé d'après Anthony J. Naldrett, un géologue connu pour ses travaux sur les minéralisations de sulfures magmatiques, les minerais de nickel-cuivre et les éléments du groupe du platine. Ses recherches ont contribué à la compréhension de la formation des minerais sulfurés dans les environnements ignés mafiques et ultramafiques.
La description originale a identifié la naldrettite comme un nouveau minéral intermétallique associé à un assemblage complexe de sulfures, de minéraux du groupe du platine, de tellurures, d'antimonures et de minéraux d'altration. La découverte s'est basée sur sa composition chimique, son comportement optique, sa structure cristalline et sa relation avec les autres minéraux dans le minerai.
Depuis la description originale, le naldrettite avec une composition identique ou très proche a été rapportée dans plusieurs autres environnements géologiques. Ces derniers incluent les gisements magmatiques de nickel-cuivre-éléments du groupe du platine, les veines hydrothermales liées aux systèmes de cuivre-or porphyriques, les intrusions zonées de type alaskien, les chromites altérées, et d'autres environnements métasomatiques ou métamorphiques.
Formation et occurrence géologique de la naldrettite
La naldrettite se forme dans des environnements géologiques où le palladium et l'antimoine sont concentrés et peuvent se combiner pendant la cristallisation ou l'altration des minéraux minéralisés. Sa formation est généralement associée aux dernières étapes de la cristallisation magmatique, de l'altration hydrothermale ou de l'activité métasomatique.
Le type occurrence au gisement de Mesamax Northwest est situé près des bords de diques basaltiques. Le naldrettite se trouve avec des minéraux sulfures tels que la pyrrhotite, la pentlandite, la chalcopyrite, la galène, la sphalérite et la cobaltite. Il est également associé à la clinochlore, à la magnétite, à la sudburyite, à l'électrum, à l'altaïte, à la sperrylite, à la michenerite, à la petzite et à la hessite.
Dans ce type d'environnement, le palladium peut être concentré dans un mélange sulfuré ou dans des fluides de phase tardive. L'antimoine et d'autres éléments volatils peuvent devenir mobiles pendant le refroidissement et l'altration. Lorsque les conditions chimiques sont favorables, le palladium et l'antimoine peuvent précipiter sous forme de naldrettite.
Des études ultérieures ont documenté la naldrettite dans divers contextes géologiques. Elle est le plus souvent associée aux dépôts magmatiques de sulfures de Ni-Cu-PGE, où les éléments du groupe du platine sont concentrés lors de la séparation et de la cristallisation des laves sulfurées. Elle a également été signalée dans des veines hydrothermales des systèmes de cuivre-or porphyriques et dans des dépôts d'éléments du groupe du platine liés aux intrusions zonées de type alaskien.
Autres occurrences documentées comprennent des minerais de sulfures d'antimoine-arsenic métasomatiques, des minerais de nickel-oxyles métamorphiques, et des chromites podiformes. Ces occurrences indiquent que le naldrettite n'est pas restreint à un seul type de roche ou modèle de gisement.
Dans certaines localités, le naldrettite semble s'être formé lors d'une phase hydrothermale post-magmatique. Les fluides contenant du palladium, de l'antimoine, de l'arsenic, du bismuth ou du tellure peuvent migrer à travers les fractures et les roches altérées et précipiter des minéraux du groupe du platine à des températures relativement basses.
Une occurrence documentée dans le complexe de Luanga au Brésil est associée au chromite dans une intrusion stratifiée néoarchéenne de la province minérale de Carajás. Dans cette occurrence, la naldrettite est associée à la ferrianchromite, aux hydroxydes de fer et à la chlorite. L'assemblage minéral indique une formation provenant de fluides métamorphiques ou hydrothermaux, avec une cristallisation se produisant en dessous d'environ 350 °C.
Naldrettite dans les gisements d'éléments du groupe du platine
La naldrettite est l'une des plusieurs minéraux pouvant héberger ou enregistrer le palladium dans les minerais portant des éléments du groupe du platine. Le palladium est généralement plus mobile que certains autres éléments du groupe du platine, notamment lors de l'altration hydrothermale et d'interactions avec des fluides riches en composés volatils.
Dans les gisements de sulfures magmatiques, le naldrettite peut apparaître après la cristallisation principale des minéraux sulfurés. Le minéral peut être lié à la pyrrhotite, à la pentlandite, au chalcopyrite ou à d'autres sulfures, ou il peut se trouver le long des limites de grains et des fractures.
La présence de naldrettite dans un échantillon de minerai peut donc être liée à plusieurs étapes de la formation minérale. Elle peut se former pendant la phase magmatique tardive lorsque les fusions résiduelles deviennent enrichies en éléments incompatibles, pendant l'alteration hydrothermale lorsque les fluides transportent le palladium et l'antimoine, ou pendant les réactions métamorphiques et métasomatiques qui modifient un assemblage minéral antérieur.
La naldrettite est généralement présente en quantités très faibles. Elle n'est pas généralement extraite comme un minerai séparé de palladium. À la place, elle se trouve comme un minéral accessoire dans des gisements qui peuvent contenir un ensemble plus large de minéraux du groupe du platine et des sulfures de métaux non ferreux.
Structure cristalline et caractéristiques minéralogiques de la naldrettite
Naldrettite appartient à la système cristallin orthorhombique. Son groupe d'espace rapporté est Cmc2₁, et les paramètres de la maille élémentaire sont approximativement a = 3,3906 Å, b = 17,5551 Å et c = 6,957 Å.
La structure orthorhombique contient trois axes cristallographiques qui se croisent à angle droit mais ont des longueurs différentes. La structure est distincte de celle des autres antimonures de palladium, même lorsque les compositions chimiques sont similaires.
La naldrettite se présente généralement sous forme de grains anhedraux. Les grains anhedraux ne présentent pas de faces cristallines externes complètes car ils se forment entre les minéraux antérieurs, le long des limites des grains ou dans des espaces ouverts au sein d'un assemblage minéral. Les grains peuvent être attachés aux sulfures, modelés autour des grains de sulfure, ou inclus dans les minéraux de altération.
Certains grains montrent des preuves de déformation par élongation de la structure cristalline. La déformation reflète une relation orientée entre les parties de la structure cristalline et peut se développer en réponse à une contrainte interne ou aux changements survenant pendant la croissance du minéral.
Le minéral est souvent trouvé en association étroite avec d'autres minéraux du groupe du platine. Ces relations sont importantes car les minéraux contenant du palladium peuvent avoir une apparence similaire dans les sections polies. L'identification des minéraux nécessite donc des données chimiques et structurales en plus des observations optiques.
Couleur, lustre et propriétés optiques de la naldrettite
La naldrettite est un minéral opaque à éclat métallique. En microscopie à lumière réfléchie, elle apparaît souvent d'un blanc crémeux brillant, en particulier lorsqu'elle est observée en association avec des minéraux tels que la pentlandite, la pyrrhotite, la clinochlore et la chalcopyrite.
Le minéral est non pléochroïque, ce qui signifie qu'il ne présente pas de changements notables dans la couleur réfléchie lorsqu'on fait tourner la platine du microscope sous une lumière polarisée plane. Il est distinctement anisotrope, donc sa luminosité ou sa couleur peut changer sous des polaires croisées lorsque l'orientation du grain change.
La naldrettite présente une bireflectance faible. La bireflectance désigne une différence de réflectance observée lorsque le minéral est vu sous différents angles. Dans la naldrettite, cet effet est généralement faible mais peut aider à la comparaison avec des minéraux du groupe du platine visuellement similaires.
Aucune réflexion interne discernable n'est normalement observée. Comme la minérale est opaque, les propriétés en lumière transmise telles que la transparence et le comportement réfractif ne sont pas applicables de la même manière qu'avec les pierres précieuses transparentes.
Les valeurs de réflectance rapportées augmentent vers des longueurs d'onde plus longues. Dans l'air, les valeurs de réflectance sont d'environ 49,0 à 50,9 % à 470 nm, 53,2 à 55,1 % à 546 nm, 55,4 à 57,5 % à 589 nm et 58,5 à 60,1 % à 650 nm. Dans l'huile de mise en immersion, les valeurs correspondantes sont plus basses. Ces mesures sont principalement utilisées pour l'identification en laboratoire et la comparaison avec d'autres minéraux métalliques opaques.
Propriétés physiques et chimiques de la naldrettite
La composition chimique idéale de la naldrettite est représentée par Pd₂SbLes céréales naturelles peuvent contenir de petites quantités de platine, d'arsenic, de fer et de soufre. Dans certains cas, le platine remplace partiellement le palladium et l'arsenic remplace partiellement l'antimoine.
Le matériel type original contenait environ 63,49 % en poids de palladium et 35,75 % en poids d'antimoine, avec des quantités mineures de fer, d'arsenic et de soufre. Le total analytique était proche de 100 % en poids, conforme à la composition idéale Pd₂Sb.
Le naldrettite est un minéral dense car le palladium et l'antimoine sont tous deux des éléments relativement lourds. Sa densité calculée est d'environ 10,694 g/cm³La haute densité permet de la distinguer de nombreux minéraux sulfures et silicates courants, bien que la densité ne puisse normalement pas être mesurée directement sur des grains microscopiques individuels.
Le minéral a une dureté de Mohs d'environ 4 à 5Une dureté micro-indentation moyenne d'environ 393 kg/mm² a été rapportée. Le naldrettite n'a pas de clivage clairement observé, et sa fracture est irrégulière. Sa ténacité a été décrite comme ductile et élastique flexiblement, ce qui est conforme à son caractère métallique.
La naldrettite est opaque et métallique. Elle ne forme pas de cristaux transparents et n'est pas adaptée aux tests gemmologiques ordinaires. Ses propriétés diagnostiques sont principalement la composition chimique, le comportement à la lumière réfléchie, la structure cristalline et l'association avec d'autres minéraux minéralisés.
Comment le naldrettite est-il identifié ?
La naldrettite ne peut normalement pas être identifiée par inspection visuelle non aidée. Ses grains sont microscopiques, opaques et souvent associés à des minéraux sulfures ou enfermés dans des textures minéralisées complexes.
La première étape de l'identification implique généralement la microscopie à lumière réfléchie. La couleur crème claire, le lustre métallique, la faible biréflectance, l'anisotropie distincte et l'absence de réflexions internes fournissent des preuves préliminaires. Cependant, ces propriétés ne sont pas suffisamment uniques pour établir le minéral seul.
L'analyse chimique est normalement effectuée à l'aide d'une microsonde électronique. Cette méthode permet de mesurer le palladium, l'antimoine, le platine, l'arsenic, le fer, le soufre et d'autres éléments à l'échelle des grains individuels. La composition obtenue peut être comparée à la formule idéale Pd₂Sb et aux modèles de substitution connus.
La microscopie électronique à balayage peut être utilisée pour examiner la morphologie des grains, les contacts avec les sulfures, les textures d'altration et les relations avec d'autres minéraux du groupe du platine. L'imagerie des électrons réfléchis est particulièrement utile car les minéraux ayant des nombres atomiques moyens différents montrent un contraste dans l'image obtenue.
La diffraction des rayons X et la diffraction électronique fournissent des informations sur la structure cristalline. Ces méthodes sont importantes pour distinguer la naldrettite des minéraux de palladium-antimoine chimiquement apparentés, notamment la sudburyite et autres antimonures.
Une identification complète doit donc combiner les propriétés de la lumière réfléchie, l'analyse chimique quantitative, les données cristallographiques et le contexte géologique du grain.
Types et variétés de naldrettite
La naldrettite est reconnue comme une seule espèce minérale et n'a pas de variétés de gemme officiellement établies ou de variétés commerciales de couleur. Les différences entre les échantillons sont généralement liées aux substitutions chimiques, à la texture des grains, au rocher hôte et à l'environnement de formation.
Type-occurrence naldrettite fait référence à un matériau provenant de la zone de dépôt Mesamax Northwest au Québec, au Canada. Ces grains sont associés aux sulfures, à la clinochlore, à la magnétite et à d'autres minéraux du groupe du platine.
Le naldrettite associé aux sulfures magmatiques se trouve dans les gisements de nickel-cuivre-éléments du groupe du platine et est généralement lié à la pyrrhotite, à la pentlandite ou à la chalcopyrite. Le naldrettite hydrothermal se trouve dans des veines ou des zones altérées où le palladium et l'antimoine ont été transportés par des fluides après la cristallisation des minéraux ignés principaux.
Le naldrettite associée au chromite se trouve dans les intrusions ultramafiques et stratifiées, y compris des matériaux documentés du complexe de Luanga au Brésil. Les occurrences métamorphiques et métasomatiques peuvent présenter différents minéraux associés et différentes substitutions du platine ou de l'arsenic.
Ces catégories décrivent des occurrences géologiques plutôt que des variétés nommées formellement. Les différences chimiques telles que la substitution partielle du platine par le palladium ou l'arsenic par l'antimoine ne représentent pas automatiquement des espèces minérales distinctes.
Naldrettite et minéraux de palladium apparentés
La naldrettite peut se produire avec plusieurs autres minéraux porteurs de palladium. Le sudburyite, de composition PdSb, est chimiquement lié car il contient également du palladium et de l'antimoine. L'ungavaite, de composition Pd₄Sb₃, est un autre minéral palladium-antimoine signalé dans la mine Mesamax Northwest.
D'autres minéraux du groupe du platine associés peuvent inclure le sperrylite, la michenerite, l'électrum et divers tellurures et antimonures de palladium. Il est important de distinguer ces minéraux car ils peuvent avoir des apparences métalliques similaires et se trouver dans la même section polie.
Les différences entre les minéraux liés sont établies par leurs rapports chimiques, leurs structures cristallines, leurs propriétés optiques et leurs motifs de diffraction. Une simple comparaison visuelle n'est pas suffisante pour une identification fiable.
Utilisations et statut commercial de la naldrettite
La naldrettite n'a pas d'utilisation établie en tant que pierre précieuse, minéral ornemental ou matériau industriel. Elle se présente sous forme de grains microscopiques et n'est pas extraite ou traitée comme un minéral commercial séparé.
Sa pertinence économique est liée aux gisements géologiques dans lesquels il se trouve. Le naldrettite peut être présent dans des minerais contenant du palladium, du platine, du nickel, du cuivre, du cobalt et d'autres métaux précieux. Cependant, le minéral lui-même représente généralement une petite proportion de l'ensemble du minerai et est généralement évalué en tant que partie de l'assemblage complet des minéraux du groupe du platine.
La présence de naldrettite peut fournir des informations sur la distribution du palladium, l'activité de l'antimoine, l'albédite hydrothermale et l'évolution en phase tardive des systèmes minéralisés. Les études minéralogiques d'échantillons contenant de la naldrettite peuvent donc aider à la caractérisation des minerais et aux investigations minéralogiques des procédés.
En raison du fait que le minéral est finement granulé et étroitement associé aux sulfures, son comportement de récupération dépend de la texture de la roche hôte, de la taille des grains et des méthodes de traitement utilisées pendant le traitement des minerais.