Abstract

Bornemanite is a rare alkali titanosilicate occurring in the natrolite zone of the Yubileynaya hyperagpaitic pegmatite, on Karnasurt Mountain, in the Lovozero massif, Kola Peninsula, Russia. The mineral is light yellow, lamellar (001) and elongate [010]. No single crystals suitable for X-ray crystallography are available. New electron-microprobe chemical analyses, selected-area electron diffraction (SAED) and X-ray powder diffraction show that bornemanite, BaNa3{(Na,Ti)4[(Ti,Nb)2O2Si4O14] (F,OH)2}PO4, is monoclinic I11b, a 5.498(4), b 7.120(6), c 47.95(4) Å, γ 88.4(1)°; Z = 4. By comparison with structural and chemical data for titanosilicates based on a bafertisite-like layer (heterophyllosilicates), a model of the structure of bornemanite has been obtained. This model has been refined by the distance least-squares technique (DLS program) and tested against calculated powder-diffraction and SAED patterns. The structure of bornemanite can be described as a [001] stacking of heterophyllosilicate layers, where lomonosovite and seidozerite contents alternate in the interlayer spaces. Thus this structure is the first documented case of a heterophyllosilicate based on modules of two other structures belonging to the same modular series, i.e., the mero-plesiotype bafertisite series. The lomonosovite–seidozerite polysomatic series is defined. In contrast to the original description, bornemanite is considered monoclinic and not orthorhombic, and lacks one cation per formula unit (mainly Na). Possible leaching of alkalis and the solid-state oriented transformation lomonosovite → bornemanite are discussed.

Abstract

La bornemanite, titanosilicate rare à alcalins, provient de la zone à natrolite de la pegmatite hyperagpaïtique de Yubileynaya, sur le mont Karnasurt, faisant partie du complexe de Lovozero, péninsule de Kola, en Russie. Le minéral est jaune pâle, se présentant en lamelles (001) allongées selon [010]. Aucun cristal unique n’a été trouvé pour des études cristallographiques par rayons X. De nouvelles données sur la composition, obtenues avec une microsonde électronique, et sur la structure (diffraction des électrons sur aire sélectionnée, diffraction X sur poudre) montrent que la bornemanite, BaNa3{(Na,Ti)4[(Ti,Nb)2O2Si4O14] (F,OH)2}PO4, serait monoclinique I11b, a 5.498(4), b 7.120(6), c 47.95(4) Å, γ 88.4(1)°; Z = 4. En comparaison avec les données structurales et chimiques sur les titanosilicates possédant une couche semblable à la bafertisite (hétérophyllosilicates), nous avons obtenu un modèle de la structure de la bornemanite. Nous avons pu affiner ce modèle en utilisant la technique des distances évaluées par moindres carrés (logiciel DLS) et le tester par comparaison avec les spectres calculés de diffraction sur poudre et de diffraction d’électrons. Nous décrivons la structure de la bornemanite en termes d’un empilement de couches de hétérophyllosilicate le long de [001] dans laquelle le contenu de lomonosovite et de seidozérite alternent dans les espaces interfoliaires. Cette structure serait donc le premier cas bien documenté d’un hétérophyllosilicate contenant des modules de deux autres structures faisant partie de la même série modulaire, c’est-à-dire la série de la bafertisite, à caractère méro-plésiotypique. On définit la série polysomatique de la lomonosovite–seidozérite. Contrairement à ce qui est déjà dans la littérature, la bornemanite serait monoclinique et non orthorhombique, et démontrerait une déficience d’un cation par unité formulaire, surtout Na. Nous abordons le sujet d’un lessivage possible des alcalins et d’une transformation orientée de la lomonosovite en bornemanite à l’état solide.

(Traduit par la Rédaction)

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