Abstract

The crystal structures and chemical compositions of hydroxy-hydrated borate oxysalt minerals are interpreted in terms of the bond-valence approach to the structure and chemistry of oxysalts developed by Schindler & Hawthorne (2001). The grand mean Lewis basicity of structural units in hydroxy-hydrated borate minerals is 0.21 vu. For stable structures to occur, the Lewis acidities of the interstitial complexes must match this value on average. Hence the percentage of transformer (H2O) groups in borate minerals is strongly positively correlated with the Lewis basicity of the interstitial cation(s), a direct result of the valence-matching principle. Thus on average, interstitial Mg must bond to transformer (H2O) groups, whereas interstitial Na will not bond to transformer (H2O) groups. Detailed predictions of the compositions of interstitial complexes are developed for the structural units [B3 O3 (OH)5]2−, [B4 O5 (OH)4]2− and [B6 O7 (OH)6]2−, and these predictions are in accord with the chemical compositions of inderite, inderborite, inyoite, meyerhofferite, tincalconite, borax, hungchaoite, rivadavite, mcallisterite, admontite and aksaite. General predictions for Cl-free hydroxy-hydrated borate minerals lead to accurate prediction of coordination number of interstitial cations in 90% of the minerals, and 95% have the observed amount of transformer (H2O) groups within the predicted range for each mineral. This agreement between the predicted and observed values suggests that the general argument developed by Schindler & Hawthorne (2001) is physically realistic and should be applicable to oxysalt minerals in general.

Abstract

Nous interprétons la structure cristalline et la composition chimique de minéraux boratés hydroxy-hydratés en évaluant les valences de liaison, tel que proposé par Schindler et Hawthorne (2001). La basicité moyenne globale d’unités structurales des minéraux boratés hydroxy-hydratés est égale à 0.21 unités de valence. Pour qu’une structure stable puisse se former, l’acidité de Lewis des complexes interstitiels doit correspondre à cette valeur, en moyenne. La proportion de groupes (H2O) dits transformateurs dans les minéraux boratés doit donc montrer une forte corrélation positive avec la basicité de Lewis des cations interstitiels, ce qui découle directement du principe de correspondance des valences. En moyenne, le Mg interstitiel doit donc entrer en liaison avec des groupes (H2O) transformateurs, alors que le Na interstitiel ne pourrait former de telles liaisons. Nous faisons des prédictions détaillées à propos de la composition des complexes interstitiels pour le cas des unités structurales [B3 O3 (OH)5]2−, [B4 O5 (OH)4]2− et [B6 O7 (OH)6]2−, qui s’avèrent en accord avec la composition chimique des minéraux indérite, inderborite, inyoïte, meyerhofferite, tincalconite, borax, hungchaoïte, rivadavite, mcallisterite, admontite et aksaïte. Des prédictions générales dans le cas des minéraux boratés hydroxy-hydratés sans chlore mènent à une prédiction juste de la coordinence des cations interstitiels dans 90% des minéraux traités, et 95% possèdent un nombre observé de groupes (H2O) jouant le rôle de transformateur à l’intérieur de l’intervalle prédit pour chaque minéral. D’après cette concordance entre valeurs prédites et observées, l’argument général développé par Schindler et Hawthorne (2001) serait physiquement réaliste et généralement applicable aux minéraux oxysels.

(Traduit par la Rédaction)

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