GENERALIDADES
El ilmenorrutilo, ilr, es considerado hoy por IMA/COM (consultar https://www.mindat.org/min-2014.html (visit. 2021.12.21)) como una variedad de rutilo, rt, rica en Nb (Nb-rt), mientras que la variedad rica en Ta (Ta-rt) recibe el nombre de strüverita. Sin embargo, tradicionalmente se consideraban ambas como especies diferenciadas. Según Strunz y Nickel (2001), ilr es un mineral de fórmula (Ti,Nb,Fe)O2, del Grupo del Rutilo. De hecho, las relaciones composicionales y de equilibrio entre estas fases son muy complejas (consultar Beurlen et al. 2007 y 2008).
El ilmenorutilo, tratado como especie mineral y definido como disolución sólida de (Fe,Mn) (Nb,Ta)2 06 y Ti3O6 (≈ al 50%) por Ramdohr (1980), es también para otros autores un mineral de fórmula (Ti, Nb, Fe3+)O2, isoestructural con rutilo; y, como término Nb, forma parte de una serie cuyo término Ta es strüverita [(Ti,Ta,Fe3+)O2]. Sin embargo, ilmenorutilo es considerado como variedad del rutilo por Hey (1975, 18.1.4) y desacreditado, aunque mencionado por Back y Mandarino (2008).
Cerny et al (1964) hacen un estudio sistemático de los ilmenorutilos conocidos y concluyen que hay dos tipos: homogéneos (estables, contienen más Ta que Nb) e inhomogéneos (domina Nb sobre Ta y contienen exsoluciones de columbita), pero que ambos deben considerarse como variedades de rutilo y denominarse Ta-rutilo y Nb-rutilo, respectivamente.
Para mejor comprender la compleja problemática de esta sustancia, se procede a describir en dos contextos:
DESCRIPCIÓN MICROSCÓPICA SEGÚN LA LITERATURA
Basada en los datos publicados por Cerny et al (1964), Uytenbogaardt y Burke (1971), Ramdohr (1980) y Bowles et al(2011) de un ilmenorutilo por microscopía de luz reflejada, LR.
OBSERVACIÓN SOLO POLARIZADOR
Color gris, ligeramente pardusco o rosado en comparación con rutilo; menos pleocroico que ilmenita. Brillo relativamente alto para un óxido: menos que hematites, pero netamente más que la ganga.
Reflectancia moderada. No hay datos QDF3; según los valores publicados por Uytenbogaardt y Burke (1971) y los obtenidos en Ta-rutilo (consultar descripción rutilo, medidas AMCO), R de ilr es ≤ rt y, ciertamente, < ht.
Débilmente birreflectante (puede observarse la birreflectancia únicamente comparando granos vecinos con distinta orientación). Buen pulido y dureza de pulido alta (≥ rutilo, Uytenbogaardt y Burke, 1971).
OBSERVACIÓN POLARIZADOR + ANALIZADOR A 90º
Moderadamente anisótropo; los efectos de anisotropismo se perciben mejor que en rutilo, ya que no quedan obliterados por las reflexiones internas, que en ilmenorutilo son más escasas y oscuras. Frecuentemente maclado.
DESCRIPCIÓN MICROSCÓPICA DE UNA MUESTRA MEDIANTE LR Y SEM
Se presenta el estudio bajo microscopía de luz reflejada y microscopio electrónico de barrido SEM de una muestra de ilmenorrutilo procedente de Ljosland (Iveland, Noruega). Se trata de un fragmento de pegmatita con grandes cristales idiomorfos de hábito prismático alargado (centimétricos), de un mineral negro, duro, de brillo metálico. La composición por difracción de rayos x indica la existencia de ilmenita, hematites y silicatos como minerales principales y rutilo y carbonatos como minerales accesorios.
OBSERVACIÓN BAJO MICROSCOPIO DE LUZ REFLEJADA LR
El mineral principal de la mena ocupa un 30% de la muestra y muestra las propiedades ópticas de una ilmenita atípica, por su pleocroísmo y anisotropismo relativamente débiles (Fotomicrografía 1-4).
Bien cristalizado, euhédrico y con hábito prismático (Fotomicrografía 5 y 6), tiene numerosas exsoluciones diminutas de hematites orientadas y ocasionales inclusiones secundarias, mucho mayores, de rutilo (Fotomicrografía 1 y 2).
Ilmenita muestra buen pulido. Color gris pardusco, ligeramente pleocroico (gris pardusco claro a gris pardo-violáceo, más oscuro). Reflectancia moderada: < rt, ht (F Fotomicrografía 1 y 2). Moderadamente anisótropo, con colores de polarización en tonos verdosos, parecidos a los habituales de ilmenita, aunque mucho menos luminosos (Fotomicrografía 3 y 4).
ESTUDIO AL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO SEM
Este estudio ha sido realizado en Laboratorios CSIC, del Museo Nacional de Ciencias Naturales (Servicio MNCN: Técnicas no Destructivas, Dra. Laura Tormo), sobre la misma sección estudiada por
El mineral principal, que forma la masa esencial de los cristales prismáticos, es una ilmenita enriquecida en Mn (14.36 a 14.82 % MnO2) y en Nb-Ta (0.67% a 0.91 % Nb2O5 + Ta2O5, dominando claramente Nb sobre Ta), con numerosas inclusiones (Micrografía 11).
Entre las inclusiones en ilmenita domina hematites, que muestra elevados contenidos en Ti (18.7 % TiO2) y Mn (4.5 % MnO2). En cantidad muy subordinada, aparecen frecuentemente diseminados unos pequeños corpúsculos elongados (≈ 0.5 a 1 µm x 2 a 10 µm), orientados en direcciones secantes a la de las exsoluciones de hematites (Micrografía 12, detalle ampliado de zona central sup dcha de la fotomicrografía 11). Éstos destacan por su brillo, que denota un alto número atómico medio, el más elevado de todos los componentes observados. Su composición se asimila a la tradicionalmente atribuida a ilmenorutilo, ≈ (Ti,Nb,Ta,Mn,Fe)O2. Contienen 17.01 % Nb2O5, 1.7 % Ta2O5, 10.58 % MnO2, 31.92 % Fe2O3, 32.33% TiO2, 1.19 % Y2O3, 1.6 % Sc2O3, entre otras impurezas.
Como relleno de microfisuras, además de limonita y carbonatos, se encuentra un material oxidado, amorfo o criptocristalino, también muy visible por su brillo (alto número atómico medio), rico en TR: Ce (14.49 % Ce2O3), Nd (10.09 % Nd2O3), La (5.08 % La2O3), Sm (2.49 % Sm2O3), Pr (2.12 % Pr2O3), con 18.86 % TiO2, 12.16 % Fe2O3, 4.38 % CaO, 4.20 % MnO2 y 22.61 % CO2, entre otros (Micrografía 13).
COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS LR Y SEM
Tal como sugiere el estudio por luz reflejada, los microanálisis SEM confirman que el supuesto ilmenorutilo (los grandes cristales prismáticos) es en realidad una ilmenita peculiar, con anómalas propiedades ópticas. Su composición le confiere mayor interés económico por su contenido en Nb y Ta.
No obstante, las mayores leyes en Nb y Ta (17.01 % Nb2O5, 1.7 % Ta2O5) se encuentran en otra especie, minoritaria, que se presenta como exsolución en ilmenita, en minúsculas laminillas (≤ 10 µm) identificadas por su composición como “ilr” y asociadas con la previa exsolución de hematites. Sus propiedades ópticas difieren en algunos aspectos de las del mineral rutilo: es de notar sobre todo su baja reflectancia, que las hace difícilmente visibles por luz reflejada (Fotomicrografía 7). En efecto, sólo se distinguen con claridad con objetivo 50x e inmersión: se ven como laminillas oscuras en Fotomicrografías 8, 9 y 10, y corresponden estrechamente a las que destacan por su brillo en la imagen SEM (BSED) Fotomicrografía 12. Sin embargo, permanecen invisibles –parecen inexistentes- en Fotomicrografía 7 (20x, aire).
Su relación espacial con hematites sugiere que se han segregado como consecuencia de la sobresaturación en Nb-(Ta) de ilmenita, por efecto del empobrecimiento en Fe de ilmenita debido a la exsolución previa de hematites. Estos datos son coherentes con su caracterización como ilmenorutilo inhomogéneo (Cerny et al, 1964), ya que la relación Nb:Ta ≈ 10:1. Según dichos autores se trata de una variedad de rutilo (niobian rutile o Nb-rt). La muestra descrita, no obstante, difiere de dicha caracterización en que la especie dominante no es rutilo sino ilmenita y, también, en la ausencia de columbita asociada.
El SEM sugiere además la circulación de disoluciones tardías, ligadas a microfisuración de la pegmatita y responsables de una paragénesis póstuma rica en TR, que precipita como cemento. No se ha podido determinar por luz reflejada la composición mineralógica de estas fases de relleno hidrotermal, no visibles, pero la presencia de carbonatos y el abundante Ce detectado hace sospechar la presencia de bastnäsita, entre otras especies posibles.
PARAGÉNESIS
Como mineral primario, se puede encontrar principalmente en pegmatitas, también en complejos alcalinos. Y, naturalmente, en sus derivados detríticos. Acompañantes: columbotantalita, tantalita, tapiolita, hematites, magnetita, ilmenita, etc.
RECONOCIMIENTO
Como variedad de rutilo, se aplican en general los mismos criterios recomendados para éste, diferenciándose ilmenorutilo por su menor reflectancia, color gris a veces ligeramente más rosado o pardusco que permite apreciar débil pleocroísmo, reflexiones internas más escasas y menos luminosas. Anisotropismo notable (moderado a fuerte), bien perceptible al no ser obliterado por RI. En síntesis, sus propiedades ópticas vienen a ser intermedias entre las de tapiolita y rutilo (Meixner, 1951, in: Cerny et al, 1964; Ramdohr, 1980).
No obstante, igual que ocurre con columbotantalita, las propiedades ópticas por sí solas no aseguran la determinación fiable del quimismo y, vista su posible importancia industrial por sus contenidos en Nb o Ta, es recomendable confirmar la identidad por otras técnicas, particularmente SEM y DRX, siempre que se sospeche la presencia de ilmenorutilo y la paragénesis sea la apropiada. No debe olvidarse que se han encontrado en estas variedades de rutilo contenidos de hasta 46.9 % Nb2O5 y 34.5 % Ta2O5, (Cerny et al. 1981, 1999, Groat et al. 2003, in Bowles et al., 2011, p. 97).
REFERENCIAS ESPECÍFICAS CITADAS
-Beurlen H, Barreto SB, Silva D, Wirth R, Olivier P (2007) Titanian ixiolite-niobian rutile intergrowths from the Borborema Pegmatite Province, NE Brazil. Canad. Mineralogist 45, 1367-1387.
-Beurlen H, Da Silva M, Thomas R, Soares D, Olivier P (2008) Na-Ta-(Ti-Sn) oxide mineral chemistry as tracer of rare-element granitic pegmatite fractionation in the Borborema Province, NE Brazil. Miner Deposita 43, 207-228.
-Bowles JFW, Howie RA, Vaughan DJ, Zussman J (2011) Rock-forming Minerals, vol. 5A (2nd ed.) Non-silicates: Oxides, Hydroxides and Sulphides. The Geological Society, London, 920 p.
-Cerny P., Cech F., Povondra P. (1964) Review of ilmenorutile-strüverite minerals. Neuew Jahrb. Miner. Abh, 101: 142-172.
