Abstract

Fersmanite, Ca4 (Na,Ca)4 (Ti4+,Nb)4 (Si2O7)2 O8 F3, is the only mineral with an isolated layer of corner-sharing ({Ti4+,Nb}O6) octahedra. The crystal structure of fersmanite from the Khibina alkaline massif, Kola Peninsula, Russia, monoclinic, a 10.183(2), b 10.183(2), c 20.396(4) Å, β 97.19(3)°, V 2098.2(2) Å3, space group C2/c, Z = 4, D(calc.) = 3.159 g.cm−3, was refined to an R index of 4.1% based on 2119 observed [Fo > 4σF] unique reflections measured with MoKα X-radiation on an automated four-circle diffractometer equipped with a CCD detector. There are two Si sites occupied solely by Si and tetrahedrally coordinated by four O atoms, and two octahedrally coordinated M sites containing Ti4+ and Nb. There are four A sites occupied by Ca and Na: the A(1) and A(2) sites are [6]-coordinated and contain Ca and very minor Fe2+ + Mn2+; the A(3) and A(4) sites are [8]-coordinated and contain dominant Na, major Ca and very minor Sr. Each (MO6) octahedron shares two trans vertices with two other octahedra to form a 7 Å [MO5] chain. These chains extend along [110] and [11̅0], and intermesh to form a layer parallel to (001); where the chains intersect, an [M4O18] cluster occurs; it is the fundamental building block of the layer. In this cluster, each (MO6) octahedron shares three corners with other (MO6) octahedra, forming a vacant octahedron inside the cluster. The [8]-coordinated A cations fill cages within the layer. The [M4O16] layers decorated with (Si2O7) groups alternate with sheets of (AO6) octahedra along the c direction. The structures of fersmanite and pyrochlore, (CaNa) Nb2 O6 (OH,F), are based on the same type of [M4O18] cluster.

Abstract

La fersmanite, Ca4 (Na,Ca)4 (Ti4+,Nb)4 (Si2O7)2 O8 F3, est le seul minéral à contenir une couche isolée d’octaèdres ({Ti4+,Nb}O6) à coins partagés. Nous en avons affiné la structure cristalline avec un échantillon provenant du complexe alcalin de Khibina, péninsule de Kola, en Russie, monoclinique, a 10.183(2), b 10.183(2), c 20.396(4) Å, β 97.19(3)°, V 2098.2(2) Å3, groupe spatial C2/c, Z = 4, D(calc.) = 3.159 g.cm−3, jusqu’à un résidu R de 4.1% en utilisant 2119 réflexions uniques observées [Fo > 4σF], mesurées avec rayonnement MoKα et un diffractomètre à quatre cercles muni d’un détecteur CCD. Il y a deux sites Si où logent des atomes de Si à coordinence tétraédrique avec des atomes d’oxygène. Deux sites M à coordinence octaédrique contiennent les atomes Ti4+ et Nb. Il y a quatre sites A contenant Ca et Na: les sites A(1) et A(2) ont une coordinence [6] et contiennent Ca et de très petites quantités de Fe2+ + Mn2+; les sites A(3) et A(4) ont une coordinence [8] et contiennent surtout des atomes Na, avec Ca important, et de très petites quantités de Sr. Chaque octaèdre (MO6) partage de coins trans avec deux autres octaèdres pour former une chaîne [MO5] à 7 Å. Ces chaînes sont disposées le long de [110] et [11̅0], et s’entrecroisent pour former une couche parallèle à (001); là où ces chaînes se croisent, il en résulte un groupement [M4O18], qui est en fait le bloc structural fondamental de cette couche. Dans ce groupement, chaque octaèdre (MO6) partage trois coins avec d’autres octaèdres (MO6), pour former un octaèdre intérieur vide. Les cations A à coordinence [8] occupent des cages dans cette couche. Les couches [M4O16] sont décorées avec des groupes (Si2O7) en alternance avec des couches d’octaèdres (AO6) le long de la direction c. Les structures de la fersmanite et du pyrochlore, (CaNa) Nb2 O6 (OH,F), sont fondées sur la même sorte de groupement [M4O18].

(Traduit par la Rédaction)

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