Abstract

Megakalsilite, KAlSiO4, hexagonal, a 18.1111(8), c 8.4619(4) Å, V 2403.7(2) Å3, c:a = 0.4672, space group P63, Z = 24, R = 0.039 (for 3255 observed reflections collected with a four-circle X-ray diffractometer), is a new mineral species from Mount Koashva, Khibina alkaline massif, Kola Peninsula, Russia. It is of pegmatitic origin. Associated minerals are K-feldspar, sodalite, cancrinite, natrolite, pectolite, aegirine, natrite, nacaphite, vitusite, fluorcaphite, belovite, umbite, lemmleinite-K, lomonosovite, lovozerite, phlogopite, sphalerite, and galena. The mineral was found in only one hand specimen of pegmatite rock as a corroded, irregularly shaped grain 2 × 3 mm across, intergrown with cancrinite, sodalite, and natrite. It is transparent, colorless with a white streak, a vitreous luster, and fluoresces pale whitish green under ultraviolet light. Megakalsilite has a Mohs hardness of 6, is brittle with a conchoidal fracture, and has no cleavage. Dmeas is 2.58(2) g/cm3, Dcalc is 2.62 g/cm3. Megakalsilite is uniaxial negative, non-pleochroic, ω1.538(1), ε1.531(1). The strongest five reflections in the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å(I)(hkl)] are: 3.091(100)(222), 2.612(70)(060), 1.240(60)(4.10.1,066,583), 3.18(50)(141), and 1.674(50)(173). An electron-microprobe analysis gives: K2O 29.73, Na2O 0.02, FeO 0.04, Al2O3 32.38, SiO2 37.96, TiO2 0.01, sum 100.14 wt.%. The corresponding empirical formula is K0.997Na0.001Fe0.001Al1.003Si0.998O4 (based on O = 4), ideally KAlSiO4. The name megakalsilite is derived from the Greek μεγας (great) and kalsilite, in allusion to the fact that megakalsilite shares the same chemical formula with kalsilite, but its unit cell is 12 times larger than that of kalsilite. The crystal structure of megakalsilite, KAlSiO4, has been solved by direct methods and refined to an R1 index of 3.82% based on 3255 observed [Fo > 4σ(Fo)] unique reflections measured with MoKα radiation on a conventional four-circle diffractometer. There are four Si sites, four Al sites, and six K sites in the structure. Megakalsilite is a tectosilicate with a framework consisting of six-membered rings of regularly alternating Si- and Al-centered tetrahedra; [9]- and [10]-coordinated K atoms are located in the large cavities. The six-membered rings of tetrahedra are present in two different conformations based on the following sequences of up (U) and down (D) tetrahedra: UDUDUD and UUUΔ. The sequence of these two different rings along x (y) results in the unit cell parameter of 18.1111 Å. UDUDUD rings are characteristic for the high tridymite topology. UUUΔ rings have been reported for KAlSiO4O1. Crystal structures of megakalsilite and the synthetic aluminogermanate KAlGeO4 have the same framework topology.

Abstract

La mégakalsilite, KAlSiO4, hexagonale, a 18.1111(8), c 8.4619(4) Å, V 2403.7(2) Å3, c:a = 0.4672, groupe spatial P63, Z = 24, R = 0.039 (pour 3255 réflexions observées, prélevées avec un diffractomètre à quatre cercles), est une nouvelle espèce minérale provenant du mont Koashva, complexe alcalin de Khibina, péninsule de Kola, en Russie. Elle a une origine pegmatitique. Lui sont associés feldspath potassique, sodalite, cancrinite, natrolite, pectolite, aegyrine, natrite, nacaphite, vitusite, fluorcaphite, bélovite, umbite, lemmleinite-K, lomonosovite, lovozérite, phlogopite, sphalerite, et galène. Le minéral a été découvert dans un seul échantillon de pegmatite comme grain corrodé, de forme irrégulière, 2 × 3 mm de taille, en intercroissance avec cancrinite, sodalite, et natrite. Il est transparent, incolore avec une rayure blanche, un éclat vitreux, et une fluorescence blanche à verdâtre pâle en lumière ultraviolette. La mégakalsilite a une dureté de Mohs de 6, est cassante avec une fracture conchoïdale, et ne montre aucun clivage. La densité mesurée est 2.58(2), et la densité calculée est 2.62 g/cm3. La mégakalsilite est uniaxe négative, non pléochroïque, ω 1.538(1), ε 1.531(1). Les cinq raies les plus intenses du spectre de diffraction, méthode des poudres [d en Å(I)(hkl)] sont: 3.091(100)(222), 2.612(70)(060), 1.240(60)(4.10.1,066,583), 3.18(50)(141), et 1.674(50)(173). Une analyse à la microsonde électronique a donné: K2O 29.73, Na2O 0.02, FeO 0.04, Al2O3 32.38, SiO2 37.96, TiO2 0.01, somme 100.14% par poids. La formule empirique correspondante est K0.997Na0.001Fe0.001Al1.003Si0.998O4 (sur une base de O = 4) ou, idéalement, KAlSiO4. Le nom, dérivé du grec μεγας (immense) et kalsilite, fait allusion au fait que la mégakalsilite partage la même formule chimique avec la kalsilite, mais la maille élémentaire est douze fois plus volumineuse que celle de la kalsilite. Nous avons résolu sa structure cristalline par méthodes directes, et nous l’avons affinée jusqu’à un résidu R1 de 3.82% en utilisant 3255 réflexions uniques observées [Fo > 4σ(Fo)], mesurées avec rayonnement MoKα sur un diffractomètre conventionnel à quatre cercles. Il y a quatre sites Si, quatre sites Al, et six sites K dans la structure. La mégakalsilite est un tectosilicate dont la trame contient des anneaux à six membres de tétraèdres Si et Al en alternance; les atomes K, à coordinence [9] et [10], sont situés dans les cavités. Les anneaux de tétraèdres sont présents en deux agencements différents montrant les séquences suivantes de tétraèdres orientés vers le haut (U) ou le bas (D): UDUDUD et UUUΔ. La séquence de ces deux anneaux le long de x (y) mène à un paramètre réticulaire de 18.1111 Å. Le anneaux UDUDUD sont caractéristiques de la topologie de la tridymite de haute température. Les anneaux UUUΔ sont aussi présents dans le KAlSiO4O1. La mégakalsilite et de l’aluminogermanate synthétique KAlGeO4 possèdent la même topologie de la trame.

(Traduit par la Rédaction)

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