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A ⁵⁷Fe MÖSSBAUER SPECTROSCOPIC STUDY OF SUGILITE, KNa₂(Fe³⁺,Mn³⁺,Al)₂Li₃Si₁₂O₃₀

Charles A. Geiger

Institut für Geowissenschaften, Abteilung Mineralogie, Universität Kiel, Olshausenstr. 40, D–24098 Kiel, German

E-mail address: chg{at}min.uni-kiel.de

La sugilite, dont la formule idéale est KNa₂(Fe³⁺,Mn³⁺,Al)₂Li₃Si₁₂O₃₀, provenant de la mine Wessels, Kalahari, en Afrique du Sud, a été étudiée par spectroscopie de Mössbauer de l’ion ⁵⁷Fe. Les spectres confirment les données obtenues avec une microsonde électronique et les résultats de l’affinement de la structure sur monocristal, qui indiquent une distribution ordonnée de l’ion Fe³⁺ sur le site octaédrique A. La valeur du dédoublement quadrupolaire, E_Q, du Fe³⁺ à 84 K et à température ambiante est 0.00 mm/s. C’est une valeur très faible pour un silicate; les valeurs habituelles de E_Q pour le Fe³⁺ en coordinence octaédrique dépassent 0.20 mm/s. La distorsion des octaèdres, calculée à partir des données publiées de diffraction X, donnent une variance de l’angle des octaèdres de 7, et un allongement moyen des octaèdres de 1.002. Ces résultats indiqueraient une géométrie presque complètement régulière, et donc un gradient du champ électrique symétrique autour du Fe³⁺. La géométrie régulière des octaèdres et les faibles valeurs de E_Q pour le Fe³⁺ dans le spectre Mössbauer de la sugilite mènent à l’interprétation cristallochimique que la déformation structurale est largement accommodée par les faibles liaisons Li–O. Ces liaisons permettent aux tétraèdres LiO₄ de se déformer, de sorte que l’écart dans l’angle O–Li–O atteint 502, et l’allongement moyen des tétraèdres atteint 1.148, valeurs qui sont parmi les plus élevées qui soient connues parmi les structures cristallines inorganiques. Les faibles liaisons Li–O permettent aux octaèdres Fe³⁺O₆, à arêtes partagées et à liaisons plus fortes, de demeurer géométriquement réguliers.

(Traduit par la Rédaction)

Mots-clés: sugilite, cyclosilicate, spectroscopie de Mössbauer, fer, paramètres hyperfins, distorsion des sites.

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