Falgarite, K₄(VO)₃(SO₄)₅, a new mineral from sublimates of a natural underground coal fire at the tract of Kukhi-Malik, Fan-Yagnob coal deposit, Tajikistan

Abstract

A new mineral falgarite, K4(V+4O)3(SO4)5 was discovered at the tract of Kukhi-Malik, Fan-Yagnob coal deposit, ca. 75 km N of Dushanbe, Tajikistan. The new mineral is named after the Falgar, an ancient Sogdian name for an area around the Zeravshan riverhead. Falgarite is a fumarolic mineral formed directly from a gas emitted by a natural underground coal fire. Associated minerals are anhydrite, baryte, molybdite, an unidentified Tl-vanadyl sulfate, K–Mg sulfate and an anhydrous Mg-sulfate. Falgarite forms small isometric or pseudo-octahedral individual crystals (10–60 μm) of turquoise colour and spherical aggregates up to 0.5 mm in diameter. Mohs hardness is ~ 2.5, Dmeas = 2.87(2) and Dcalc = 2.89 g/cm3. Refractive indices are: α = 1.588(3), β(calc.) = 1.600(3) and γ = 1.609(2) (590 nm). In transmitted light falgarite is transparent green with a weak pleochroism. The mineral is non-soluble in H2O and 5% HNO3 at room temperature. Infrared spectra support the absence of H2O and OH–. The chemical composition determined by electron-microprobe analysis is (wt.%): Na2O 0.55, K2O 20.76, Tl2O 1.83, VO2 29.38 and SO3 46.78, total 99.29. The empirical formula (based on 23 O apfu) is: (K3.76Na0.15Tl0.07)Σ3.98V3.02S4.99O23.0. The strongest lines of the powder X-ray diffraction pattern are [d,Å(I,%)(hkl)]: 3.20(70)(202); 3.17(80)024; 3.14(70)$\bar{2}$04; 3.01(50)$\bar{1}$51; and 2.88(100)151. Falgarite is monoclinic, P21/n, a = 8.7209(5), b = 16.1777(6), c = 14.4614(7) Å, β = 106.744(5)°, V = 1953.77(17) Å3, Z = 4 and R1 = 0.05. VO6 octahedra and SO4 tetrahedra link together by sharing corners thus forming a [(VO)3(SO4)5]4– framework. K+, Na+ and Tl+ cations are located in the channels of the framework. The synthetic K4(VO)3(SO4)5 analogue is known.

Anhydrous alkali copper sulfates – a promising playground for new Cu2+ oxide complexes: new Rb-analogues of fumarolic minerals.

“…Conversely, it is highly probable that compounds, obtained so far only as synthetics, may exist as minerals in high-temperature fumaroles with strongly oxidising conditions and in sublimates of natural coal fires (e.g. Pautov et al, 2020).…”

Ermakovite (NH4)(As2O3)2Br, a new exhalative arsenite bromide mineral from the Fan-Yagnob coal deposit, Tajikistan

“…Several new anhydrous sulfate minerals were reported recently from this occurrence (e.g. Pautov et al, 2020) and the crystallisation conditions are still insufficiently understood. Sublimates of both active and extinct underground coal fires have been known since ancient times as sources of salammoniac, sulfur, alum and saltpetre.…”

Находка Бонацциита И Алакранита В Возгонах Природного Подземного Угольного Пожара В Урочище Кухи-Малик, Таджикистан

“…В геологическом отношении месторождение приурочено к Фан-Ягнобской синклинали, сложенной породами триасового, угленосными толщами юрского и перекрывающими их осадочными отложениями мелового, палеогенового и неогенового возрастов (Ермаков, 1935; Новиков, Супрычев, 1986; Охунов и др., 2017). Минералогия сублиматов этих пожаров описана в многочисленных работах (Новиков и др., 1979;1989;Новиков, Супрычев, 1986;Белаковский и др., 1988;Белаковский, Москалев, 1988;Belakovski, 1990;Nasdala, Pekov, 1993;Мираков и др., 2017Pautov et al, 2018Pautov et al, , 2020Паутов и др., 2019;Mirakov et al, 2020), часть работ посвящена продуктам пирогенного метаморфизма пород, включая паралавы (Сокол, 2003; Сокол и др., 2005; Шарыгин и др., 2009).…”

“…На одном из участков пожара в сентябре 2018 года мы встретили скопления обильных желтоватооранжевых корок (рис. 1), сложенных преимущественно мышьяковыми минералами: реальгаром, бонацциитом, алакранитом, недавно открытым ермаковитом (NH 4 )(As 2 O 3 ) 2 Br (Karpenko et al, 2020) и рентгеноаморфными массами сульфидов мышьяка, отвечающими по составу As 2 S 3 . В агрегатах сублиматов наблюдается зональность, обусловленная последовательным выделением означенных минералов мышьяка и внешне проявленная в смене их окраски от темно-красной до желтой и зеленовато-желтой.…”