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The Canadian Mineralogist; October 2007; v. 45; no. 5; p. 1247-1261; DOI: 10.2113/gscanmin.45.5.1247
© 2007 Mineralogical Association of Canada
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FROM STRUCTURE TOPOLOGY TO CHEMICAL COMPOSITION. II. TITANIUM SILICATES: REVISION OF THE CRYSTAL STRUCTURE AND CHEMICAL FORMULA OF DELINDEITE

Elena Sokolova§ and Fernando Cámara

CNR – Istituto di Geoscienze e Georisorse, unità di Pavia, Via Ferrata 1, I–27100 Pavia, Italy

Nous avons résolu la structure cristalline de la delindéite, dont la formule idéale serait Ba2 Na2 Ti3 (Si2 O7)2 O2 (OH)2 (H2O)2, a 10.6452(9), b 13.713(1), c 21.600(2) Å, β 93.804(3)°, V 3146.15(5) Å3, groupe spatial C2/c, Z = 8, Dcalc. 3.74 g.cm–3, provenant du mont Yuksporr, complexe alcalin de Khibina, péninsule de Kola, en Russie, jusqu’à une valeur de R1 de 6.4%; nous nous sommes servis de 3559 réflexions uniques (Fo ≥ 4{sigma}F) mesurées avec un diffractomètre Bruker AXS SMART APEX muni d’un détecteur CCD (rayonnement MoK{alpha}). Les analyses effectuées avec une microsonde électronique ont donné: SiO2 27.08, Al2O3 0.29, Nb2O5 1.98, TiO2 24.33, Fe2O3 1.07, FeO 0.40, MnO 0.19, BaO 33.20, Na2O 4.63, K2O 1.37, F 1.41, H2O 5.29 (calculé à partir des données structurales), O=F –0.59, pour un total de 100.65% (poids). La formule empirique, fondée sur une base de quatre atomes de Si par formule unitaire, est (Ba1.92 K0.08){sum}2.00(Na1.33 K0.18 Fe2+0.05 Mn2+0.02 {square}1.42){sum}3.00(Ti2.70 Fe3+0.12 Nb0.13Al0.05){sum}3.00 (Si2O7)2 [O1.53(OH)0.47]{sum}2.00 [(OH)1.34 F0.66]{sum}2.00 (H2O)1.70, Z = 8. On peut décrire la structure de la delindéite en termes d’une combinaison de deux blocs. Le premier consiste de feuillets HCH (H: heteropolyédrique, C: central); il ressemble au bloc TS (silicate de titane) dans les minéraux disilicatés de Ti. Dans le bloc TS, il y a sept sites de cations remplis, quatre sites Si à coordinence [4] avec <Si–O> égal à 1.622 Å, et trois sites où le Ti est prédominant, à coordinence [6]. Deux sites, M(1) et M(2), sont coordonnés à cinq atomes d’oxygène et un groupe OH, <M(1,2)–O,OH)> 1.974 Å, et ont une population Ti1.88Nb0.07Al0.05; le site M(3), de composition Ti0.82Fe3+0.12Nb0.06, est coordonné par quatre atomes d’oxygène et deux groupes OH, <M(3)–O,OH> 1.964 Å. Il y a quatre sites à occupation partielle: le site Na(1) et les sites Na(2) sont occupés par Na avec une proportion mineure de Fe2+ et Mn2+ à un taux de 70%, <Na(1,2)–O,OH,H2O> 2.31 Å; le site Na(3), à coordinence [8], de composition (Na0.70{square}0.30, <Na(3)–O,H2O> 2.52 Å), et le site K, à coordinence [7], de composition (K0.18{square}0.82, <K–O> 2.90 Å), sont situés à une courte distance, 1.25 Å, l’un de l’autre. Les octaèdres M(1,2) et les groupes (Si2O7) forment le feuillet H, qui est complètement ordonné. Dans le feuillet C, les octaèdres M(3) et les groupes H2O [O(19)] sont ordonnés à longue échelle, tandis que les atomes Na(1–3) et K et les trois groupes H2O [O(20–22), avec un taux d’occupation de 46, 44 et 50%] sont désordonnés à longue échelle. Trois agencements ordonnés à courte échelle ont été considérés pour le feuillet C: (1) Na(1), Na(2), 2 Na(3), H2O [O(22)]; (2) K; (3) 2 H2O [O(20) et O(21)]. Deux sites H2O [O(20) et O(21)] correspondent à deux sites de cations dans le feuillet O, qui est un empilement compact d’octaèdres. La substitution H2O + 2{square} {leftrightarrow} Na+ + 2O2– décrit la relation entre la composition des feuillets C et O. Les liaisons entre les feuillets H et C sont assurées via les vertex des octaèdres M(1,2) et des groupes (Si2O7) avec les octaèdres M(3). Le second bloc (ou le bloc intermédiaire) I inclut les sites à coordinence [10], Ba(1) et Ba(2) de composition Ba0.92K0.08 et Ba1.00, <Ba(1)–O> 2.961 et <Ba(2)–O> 2.873 Å. Les agencements HCH et le bloc I, qui est une couche d’atomes Ba, alternent le long de c. La formule idéale de la delindéite est Ba2 Na2 Ti3 (Si2O7)2 O2 (OH)2 (H2O)2, Z = 8. D’après la structure cristalline décrite ici, on peut voir pourquoi le bloc TS de la delindéite possède une topologie différente de celle des minéraux disilicatés de titane, dans lesquels le feuillet central est trioctaédrique.

(Traduit par la Rédaction)

Mots-clés: delindéite, minéraux disilicatés de Ti, affinement de la structure, données de microsonde électronique, topologie de la structure, formule chimique, bloc TS.




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E. Sokolova and F. Camara
FROM STRUCTURE TOPOLOGY TO CHEMICAL COMPOSITION. III. TITANIUM SILICATES: THE CRYSTAL CHEMISTRY OF BARYTOLAMPROPHYLLITE
Can Mineral, April 1, 2008; 46(2): 403 - 412.
[Abstract] [Full Text] [PDF]


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E. Sokolova and F. Camara
Re-investigation of the crystal structure of magnesium astrophyllite
European Journal of Mineralogy, April 1, 2008; 20(2): 253 - 260.
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F. Camara and E. Sokolova
From structure topology to chemical composition. VI. Titanium silicates: the crystal structure and crystal chemistry of bornemanite, a group III Ti-disilicate mineral
Mineralogical Magazine, December 1, 2007; 71(6): 593 - 610.
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