Abstract

The minerals of the rosenbuschite group are sorosilicates composed of a framework of 6- to 8-corner polyhedra and rows of Si2O7 dimers. The polyhedra combine into layers (O layers) and into ribbons by edge sharing. Heterogeneous layers (H layers), composed of the octahedra from the ribbons and the sorosilicate groups, alternate with the O layer into a layered HOH structure. The 6- to 8-corner polyhedra host a variety of cations: Na, Mg, Ca, Ti, Mn, Fe, Y, Zr, Nb and the REE. Substitutions among these elements affect the geometrical properties of the various polyhedra. Crystal-structure refinements (X-ray diffraction) have been done on five specimens of the rosenbuschite group: götzenite, hainite, kochite (a new member of the group), rosenbuschite and seidozerite. Detailed models for their site occupancies are derived by fitting scattering values of the sites to the chemical composition, and the weighted bond-valence sums to valence sums in an integrated calculation procedure. Results of chemical analyses suggest a series of intermediate compositions between götzenite and kochite. This series may be described as a solid-solution series in which Zr substitutes for Ca in one structural position, götzenite being the Ca-rich end-member. Through substitution of Ti by Zr, still another solid-solution exists between kochite and rosenbuschite, with rosenbuschite as the Zr-rich member. The Ca → Zr substitution has significant effect on the size of the respective octahedron, as well as on the dimension and distortion of the adjacent polyhedra. The reduction in size of the Ca → Zr octahedron is partly compensated by an enlargement of the dimensions of the adjacent Ti octahedron. This change favors the Ti → Zr substitution at the latter site. Different degrees of distortion in the sorosilicate group and the adjacent Ca, Na octahedra are also associated with the Ca → Zr substitution. In the Zr-rich seidozerite, a stacking of the HOH structural layers different from the above-mentioned structures is observed. The change in stacking sequence is closely related to complex geometrical interrelationships between dimensions and distortions of the Zr- and Mn-dominated octahedra. Chemical data indicate that seidozerite does not form a solid solution with rosenbuschite.

Abstract

Les minéraux du groupe de la rosenbuschite sont des sorosilicates dont la trame est composée de polyèdres à de six à huit coins et des rangées de dimères Si2O7. Les polyèdres sont agencés en couches (niveaux O) et en rubans par partage d’arêtes. Les couches hétérogènes (niveaux H), composée d’octaèdres des rubans et de groupes sorosilicatés, alternent avec les niveaux O pour former une structure stratifiée HOH. Les polyèdres à de six à huit coins renferment une variété de cations: Na, Mg, Ca, Ti, Mn, Fe, Y, Zr, Nb et les terres rares. Les substitutions impliquant ces éléments affectent les propriétés géométriques des divers polyèdres. Nous avons effectué par diffraction X un affinement de la structure de cinq échantillons du groupe de la rosenbuschite: götzenite, hainite, kochite (un nouveau membre du groupe), rosenbuschite et seidozerite. Nous avons dérivé des modèles détaillés de la répartition des cations sur les sites en ajustant les valeurs de la dispersion des rayons X à ces sites avec la composition chimique, et les sommes pondérées des valences de liaison prédites aux valeurs observées, dans le contexte d’une procédure de calcul intégrée. Les compositions déterminées par analyse semblent indiquer une série de membres intermédiaires entre götzenite et kochite. On peur décrire cette série en termes d’une solution solide dans laquelle le Zr remplace le Ca à une position structurale, la götzenite étant le pôle calcique. Grâce à la substitution de Zr au Ti, une autre solution solide existe entre kochite et rosenbuschite, cette dernière étant le pôle zirconifère. La substitution Ca → Zr exerce un effet important sur la dimension des octaèdres respectifs, de même que sur la dimension et la distorsion des polyèdres adjacents. La réduction de la taille de l’octaèdre Ca → Zr serait en partie compensée par une augmentation de la taille des octaèdres adjacents contenant le Ti. Ce changement favorise la substitution Ti → Zr à ce site. Des degrés différents de distorsion du groupe sorosilicaté et des octaèdres adjacents contenant le Ca et le Na sont aussi associés à la substitution Ca → Zr. La seidozerite, riche en Zr, montre un empilement des séquences stratifiées HOH différent de celui des structures mentionnées ci-haut. Ce changement est étroitement lié aux interrelations géométriques complexes entre dimensions et distorsions des octaèdres à dominance de Zr et de Mn. Les données chimiques indiquent que la seidozerite ne forme pas de solution solide avec la rosenbuschite.

(Traduit par la Rédaction)

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