A SINGLE-CRYSTAL NEUTRON-DIFFRACTION INVESTIGATION OF SPODUMENE AT 54 K

A single-crystal investigation of spodumene from a granitic pegmatite in Minas Gerais, Brazil, was undertaken using neutron (54 K) and X-ray diffraction (room temperature) (R_all = 2.8% and 1.9%, respectively). In both refinements, space group C2/c was assigned; the presence of several reflections violating the c glide plane in the low-temperature neutron-diffraction data set is attributed to multiple scattering. An asymmetric density of scattering at the Li site was observed in both refinements, and is related to dynamic disorder. In spodumene, a C2/c fully relaxed low-temperature structure is therefore present, in contrast to LiCrSi₂O₆, LiFeSi₂O₆, and LiGaSi₂O₆ pyroxenes, for which it is P2₁/c. The main geometrical difference between spodumene and LiFeSi₂O₆ is the flexibility with temperature of the chain of S-rotated tetrahedra in spodumene. It enables spodumene to cope with the variation in octahedron size, in comparison with the stiffness of the completely extended chain of tetrahedra in LiFeSi₂O₆.

Nous décrivons les résultats d’une étude sur cristal unique de spodumène provenant d’une pegmatite granitique de Minas Gerais, au Brésil, par diffraction de neutrons à 54 K et par diffraction X à température ambiante (R_all = 2.8% et 1.9%, respectivement). Dans les deux cas, nous adoptons le groupe spatial C2/c; la présence de plusieurs réflexions en violation du plan de glissement c dans les données provenant de la diffraction de neutrons à basse température est attribuable à la dispersion multiple. Une répartition asymétrique de la dispersion associée au site Li a été observée dans les deux affinements, et serait due à un désordre dynamique. Dans le spodumène, une structure C2/c pleinement décontractée est donc présente à basse température, contrairement aux cas des pyroxènes LiCrSi₂O₆, LiFeSi₂O₆, et LiGaSi₂O₆, dans lesquels il s’agit d’une structure P2₁/c. La différence géométrique principale entre le spodumène et LiFeSi₂O₆ porte sur la flexibilité selon la température de la chaîne de tétraèdres à rotation S dans le spodumène. C’est ce qui permet au spodumène de se conformer aux variations dans la taille des octaèdres, par rapport à l’inflexibilité dans les chaînes de tétraèdres complètement distendues dans le composé LiFeSi₂O₆.

(Traduit par la Rédaction)