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1. The occurrence of high-temperature skarns from Oraviţa (Banat, Romania): A mineralogical overview

Author

Essaïd Bilal, Stefan Marincea, Delia-Georgeta Dumitraş, Cristina Ghineţ, Department of Mineralogy, Geological Institut of Romania, Centre Sciences des Processus Industriels et Naturels (SPIN-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Environnement Ville Société (EVS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Département GéoSciences et Environnement (GSE-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN, Geological Institute of Romania-Department INI, Environnement, Ville, Société (EVS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Geochemistry, Mineralogy, Skarn, engineering.material, Wollastonite, wollastonite, Oraviţa, Geochemistry and Petrology, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, Paragenesis, Clintonite, Vesuvianite, perovskite, Mineral, Romania, high-temperature, skarn, Epidote, Melilite, gehlenite, monticellite, clintonite, hydroxylellestadite, engineering, mineral data, vesuvianite, Geology
Abstract

International audience; A shallow-level dioritic pluton of Upper Cretaceous age caused extensive contact metamorphism of a Mesozoic calcareous sequence at Oraviţa-Ciclova in Romania. The peak metamorphic assemblage (stage I) includes wollastonite, åkermanite-rich melilite, Ti-rich calcic garnet, and pyrrhotite. A second, subsequent paragenesis (stage II) is due to local decreases in fluid pressure and includes gehlenite, Ti-poor calcic garnet, monticellite, Al-rich diopside, magnetite, perovskite, and probably a Ca-Si mineral (kilchoanite?). An early hydrothermal stage (stage III) produced retrogression of the first two stages and a paragenesis including vesuvianite, clintonite, fukalite, katoite, and hydroxylellestadite. A second, late hydrothermal event (stage IV) resulted in the formation of clinochlore, talc, epidote, zeolites (scolecite and thomsonite-Ca), thaumasite, and tobermorite. A last, weathering, paragenesis corresponding to stage V includes allophane (C-S-H gels) and probably portlandite, unpreserved because of its transformation to aragonite, then calcite. The peak metamorphic conditions during the prograde evolution are estimated to have been 750–800 °C for a fluid pressure of up to 0.5 kbar. The main constants determined from chemical, optical, and X-ray powder analyses of these mineral species are reported here. This work documents the first occurrence of katoite and the second occurrences of perovskite, fukalite, and hydroxylellestadite in the Romanian skarns.

Published
2015

2. Apatite-(CaOH) in the fossil bat guano deposit from the 'dry' Cioclovina cave, ̨Sureanu mountains, Romania

Author

Essaïd Bilal, Frédéric Hatert, Stefan Marincea, Delia-Georgeta Dumitraş, Department of Mineralogy, Geological Institut of Romania, Centre Sciences des Processus Industriels et Naturels (SPIN-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire Magmas et Volcans (LMV-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Géochimie, environnement, écoulement, réacteurs industriels et cristallisation (GENERIC-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN, Laboratoire de Minéralogie, Université de Liège, Geological Institute of Romania-Department NII, Université de Liège-Laboratoire de Minéralogie, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)

Subjects
authigenesis, “dry” Cioclovina Cave, Mineralogy, thermal behavior, engineering.material, 010402 general chemistry, 010502 geochemistry & geophysics, Moonmilk, 01 natural sciences, Romania, Apatite, physical properties, chemistry.chemical_compound, Geochemistry and Petrology, unit-cell parameters, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Brushite, crystal chemistry, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, 0105 earth and related environmental sciences, apatite-(CaOH), Authigenic, 0104 chemical sciences, Calcium carbonate, chemistry, visual_art, Guano, Whitlockite, engineering, visual_art.visual_art_medium, infrared absorption data, Carbonate, Geology
Abstract

International audience; Apatite-(CaOH) is the most abundant phosphate in the deposit of fossil bat guano in the “dry” Cioclovina Cave, Şureanu Mountains, South Carpathians, Romania. Initial deposits, of both biogenic and authigenic origin, were chemically equilibrated during diagenesis. Individual crystals are tabular, roughly hexagonal, platy on (0001) and usually between 3 and 15 µmm across and up to 1 µmm thick. The mean indices of refraction measured for 10 representative samples are &#949 1.645(2) and &#969 1.653(1). The mean measured density [Dm = 3.17(2) g/cm3] is in good agreement with the individual calculated values. The unit-cell parameters calculated as average of 20 sets of values are a 9.436(13), c 6.868(8) Å. The mineral is Ca-deficient, carbonate- and sulfate-bearing. Less than 2.26% of the phosphate groups are protonated, and less than 4.66% are replaced by sulfate. The cumulative incorporation of other cations in the Ca sites accounts for only 0.71 to 4.07% (mean 2.07%). Both unit-cell parameters and thermal behavior are characteristic for a hydrous A-type carbonated apatite-(CaOH), with molecular H2O and carbonate substituting for hydroxyl in the structural channels. The multiplicity of the bands in the infrared absorption spectrum (3&#9573 + 1&#9571 + 3&#9574 + 2&#9572) is consistent with a C6 point symmetry of the phosphate anion. Whitlockite obtained by thermal breakdown at 1000°C is sulfate-bearing. The authigenesis of the Cioclovina apatite-(CaOH) involved a reaction between calcium carbonate from the moonmilk flows or the cave floor and phosphoric solutions derived from guano, with brushite or an X-ray amorphous phase as a precursor.; L’apatite-(CaOH) est le phosphate le plus abondant du dépôt fossile de guano de chauve-souris de la grotte «sèche» de Cioclovina, monts Şureanu, Carpates Méridionales, en Roumanie. Les dépôts initiaux, d’origine aussi bien biogène qu’authigène, ont été portés à l’équilibre chimique durant la diagenèse. Les individus cristallins sont tabulaires, vaguement hexagonaux, aplatis selon (0001). En général, ils ont entre 3 et 15 µmm de diamètre et une épaisseur jusqu’à 1 µmm. Les indices de réfraction moyens, mésures sur 10 échantillons représentatifs, sont &#949 1.6451,645(2) et &#969 1,653(1). La densité mesurée moyenne [Dm = 3.17(2) g/cm3] concorde bien avec les valeurs de densité calculées. Les paramètres réticulaires, obtenus comme moyenne de 20 déterminations de valeurs individuelles, sont a 9.436(13) et c 6.868(8) Å. Le minéral est déficitaire en Ca et contient du carbonate et du sulfate. Jusqu’à 2.26% des groupes phosphate sont protonés et jusqu’à 4.66% sont remplacés par des groupes sulfate. Le remplacement du Ca par d’autres cations est mineur, ne comptant que pour 0.71 à 4.07% des sites occupés normalement par Ca (2.07% en moyenne). Les paramètres de la maille, ainsi que le comportement thermique, sont caractéristiques d’une apatite-(CaOH) carbonatée de type A, contenant de l’eau moléculaire et du carbonate en tant que remplaçants de l’hydroxyle dans les tunnels structuraux. La multiplicité des bandes dans le spectre d’absorption en infrarouge (3&#9573 + 1&#9571 + 3&#9574 + 2&#9572) concorde avec une symétrie ponctuelle C6 de l’anion phosphate. La whitlockite obtenue après la décomposition thermique à 1000°C de l’apatite-(CaOH) contient du sulfate. Si authigène, l’apatite-(CaOH) de Cioclovina est issue des réactions entre le carbonate de calcium des coulées de “lait de lune” ou du socle de la grotte et les solutions phosphatées dérivées du guano, ayant la brushite ou des phases amorphes auxrayons X comme précurseurs.

Published
2008

3. Hydroxylapatite, brushite and ardealite in the bat guano deposit from Peştera Mare de la Mereşti, Perşani Mountains, Romania

Author

Stefan Marincea, Essaïd Bilal, Gabriel Diaconu, Delia-Georgeta Dumitraş, Department of Mineralogy, Geological Institut of Romania, Laboratoire Magmas et Volcans (LMV-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Géochimie, environnement, écoulement, réacteurs industriels et cristallisation (GENERIC-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN, Centre Sciences des Processus Industriels et Naturels (SPIN-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Toucas, Andrée-Aimée, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)

Subjects
Crystal chemistry, [SPI.GPROC] Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, Analytical chemistry, Mineralogy, Structural formula, 02 engineering and technology, Electron microprobe, Hydroxylapatite, 021001 nanoscience & nanotechnology, Moonmilk, 01 natural sciences, law.invention, chemistry.chemical_compound, chemistry, Geochemistry and Petrology, law, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [SDU.STU.GC] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Brushite, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, 010503 geology, Crystallization, 0210 nano-technology, Stoichiometry, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

International audience; The paper aims to give details on the phosphate association from the Mereşti Cave, Perşani Mountains, Romania. Ca-phosphates (i.e., hydroxylapatite, brushite and ardealite) are the main components of the guano deposit inside this cave. Associated minerals include gypsum, low quartz, 2M1 illite, interstratified kaolinite-illite, calcite and X-ray amorphous iron sesquioxides. Hydroxylapatite {[Ca9.804Mn0.004Mg0.067Fe2+0.054K0.002Na0.003](P5.934S0.066)O23.929(OH)2.071} has a = 9.434(3) Å, c = 6.868(3) Å and V = 529.7(3) Å3, Dx = 3.142 g/cm3, D = 3.14(1) g/cm3, ω = 1.647(1) and ε = 1.641(1). CO3 bands in the infrared absorption spectrum (ν3 = 1466 cm–1), ν3' = 1430 cm–1), ν2 = 872 cm–1) show that hydroxylapatite from Mereşti is carbonate-bearing. Brushite has the mean chemical-structural formula [Ca0.984Mn0.002Mg0.009Fe2+0.004K0.001Na0.001](HPO4)0.976(SO4)0.024 . 2H2O. Both unit cell [a = 5.812(5) Å, b = 15.169(5) Å, c = 6.239(4) Å and β = 116.35(13)°] and physical parameters [D = 2.32(1) g/cm3, α = 1.540(2), β = 1.546(2), γcalc = 1.551, for 2Vα = 86°) characterize a term close to stoichiometry. Ardealite has the mean chemical structural formula {[Ca1.992Mg0.004Fe2+ 0.002K0.001Na0.001](HPO4)1.021 (SO4)0.979 ˙ 4H2O}. Its mean unit-cell parameters are a = 5.718(3) Å, b = 30.998(24) Å, c = 6.248(5) Å and β = 117.17(5)˚, and the measured physical constants α = 1.529(2), β = 1.537(2), γ (calculated for 2Vα = 86°) =1.544, and D = 2.327(3) g/cm3. The textural relationships between the three calcium phosphates, observed by scanning electron microscopy and energy-dispersive electron microprobe analysis, suggests that their sequence of crystallization was from hydroxylapatite to brushite and fi- nally ardealite. All the three species clearly resulted from the reaction between the strongly acidic solutions derived from the guano mass and the cave floor or moon-milk flows.

Published
2004

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