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Compositional variations in oulankaite and a new series of argentoan oulankaite from the Lukkulaisvaara layered intrusion, northern Russian Karelia

Andrei Y. Barkov, Michael E. Fleet, Robert F. Martin,and Mahmud Tarkian

Pages 439-453


Abstract: Oulankaite, a complex base- and precious-metal stannosulfotelluride from the Nadezhda deposit in the Lukkulaisvaara layered intrusion, northern Karelia, northwestern Russia, exhibits a considerable variation in composition. At the type locality, this unique species of platinum-group mineral (PGM) is associated with various base-metal sulfides and PGM in hydrothermally altered pods and stringers of coarse-grained to pegmatitic gabbronorite, located within a sill-like body of microgabbronorite. Covariations in contents of (Pd + Pt) and (Cu + Fe + Ag) are observed in Ag-poor oulankaite (<0.1 wt.% Ag) and in a new compositional series of argentoan oulankaite (up to 1.52 Ag atoms per formula unit, apfu: Σatoms = 14). On the basis of the new data, we suggest a revised generalized formula for oulankaite: (Pd,Pt)5+x(Cu,Fe,Ag)4-xSnTe2S2, with 0 ≤ x < 1. The formula of the Ag-dominant analogue of oulankaite is similar: (Pd,Pt)5+x(Ag,Cu,Fe)4-xSnTe2S2, with 0 ≤ x < 1. Two different mechanisms of substitution exist in argentoan oulankaite, Ag-for-Cu and Pd-for-(Cu+Ag), whereas the composition of Ag-poor oulankaite is dominated by Pd-for-Cu substitution. Argentoan oulankaite ranges up to (Pd5.31Pt0.17)Σ5.48(Ag1.52Cu1.27Fe0.63)Σ3.42Sn1.03Te2.09S1.98, which is likely an unnamed species of PGM. Micro-inclusions of Cl-rich ferropargasite (up to 3.25 wt.% Cl) occur in argentoan oulankaite and Ag-poor oulankaite. The argentoan oulankaite solid-solution probably formed from microvolumes of a late-stage liquid or fluid rich in Pd, Ag, Cu, Sn, Te, and S, which is consistent with the Pd-(Pt)-Ag mineralization in the Nadezhda deposit.

Key words: oulankaite, solid solution, sulfotelluride, platinum-group elements, platinum-group minerals, layered intrusion, Lukkulaisvaara, Russian Karelia, Baltic Shield.

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Résumé : L'oulankaïte, stannosulfotellurure complexe de métaux de base et de métaux précieux provenant du gisement de Nadezhda, complexe stratiforme de Lukkulaisvaara, dans le nord de la Karélie, secteur nord-ouest de la Russie, fait preuve d'une variation importante en composition. À la localité type, cette espèce unique parmi les minéraux du groupe du platine (MGP) est associée à plusieurs sulfures de métaux de base et de MGP dans des lentilles de gabbronorite à grains grossiers, voire pegmatitiques, montrant les effets d'une altération hydrothermale, le tout à l'intérieur d'un filon-couche de microgabbronorite. Nos documentons des covariations en teneurs de (Pd + Pt) et de (Cu + Fe + Ag) dans l'oulankaïte à faible teneur en Ag (<0.1%, poids) et une nouvelle solution solide d'oulankaïte argentifère (jusqu'à 1.52 atomes de Ag par formule unitaire, apfu: Σatomes = 14). À la lumière des données nouvelles, nous proposons une formule révisée pour décrire le pôle à faible teneur en Ag: (Pd,Pt)5+x(Cu,Fe,Ag)4-xSnTe2S2, avec 0 ≤ x < 1. La formule de l'analogue à dominance d'argent est semblable: (Pd,Pt)5+x(Ag,Cu,Fe)4-xSnTe2S2, avec 0 ≤ x < 1. Deux mécanismes différents existent dans l'oulankaïte argentifère, Ag-pour-Cu et Pd-pour-(Cu+Ag), tandis que la composition de l'oulankaïte dépourvue d'argent répond à la seule substitution Pd-pour-Cu. L'oulankaïte argentifère atteint la composition (Pd5.31Pt0.17)Σ5.48 (Ag1.52Cu1.27Fe0.63)Σ3.42Sn1.03Te2.09S1.98, qui serait probablement une nouvelle espèce de MGP. Des micro-inclusions de ferropargasite riche en chlore (jusqu'à 3.25% Cl, poids) sont présentes dans les deux espèces. Les membres de la nouvelle solution solide se seraient formés à partir de microvolumes d'un liquide ou fluide tardif enrichi en Pd, Ag, Cu, Sn, Te, et S, ce qui est conforme à la minéralisation en Pd-(Pt)-Ag au gisement de Nadezhda.

Mots clés : oulankaïte, solution solide, sulfotellurure, éléments du groupe du platine, minéraux du groupe du platine, intrusion stratiforme, Lukkulaisvaara, Karélie russe, bouclier baltique.

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