Abstract

The crystal structure of members of the pyrophanite–ecandrewsite solid-solution series, Mn1–xZnxTiO3 (0.1 ≤ x ≤ 0.8 apfu), synthesized by ceramic methods in air at ambient pressure, has been characterized by Rietveld analysis of powder X-ray-diffraction patterns. All of these compounds crystallize with the ilmenite structure and adopt space group R3̅. The maximum solubility of Zn in MnTiO3 is considered to be ~0.8 apfu Zn, as compounds with greater Zn content do not form. Data are given for cell dimensions and atom coordinates, together with bond lengths, volumes and distortion indices for all coordination polyhedra. Within the solid-solution series, unit-cell parameters and volumes decrease linearly from those of MnTiO3 with increasing ZnTiO3 content. All compounds consist of distorted AO6 and TiO6 polyhedra, and, in common with pyrophanite and ilmenite, the former are the more distorted. Displacement of (Mn,Zn) and Ti from the centers of their coordination polyhedra increases with increasing Zn content. The interlayer distance across the vacant octahedral site in the TiO6 layer decreases with entry of the smaller Zn cation into the AO6 octahedra. The synthetic titanates are analogues of iron-free manganoan ecandrewsite and zincian pyrophanite occurring in peralkaline syenites at Pilansberg, in South Africa, and Poços de Caldas, in Brazil.

Abstract

Nous avons determiné la structure cristalline de membres de la solution solide pyrophanite–ecandrewsite, Mn1–xZnxTiO3 (0.1 ≤ x ≤ 0.8 apfu), synthétisée selon des méthodes céramiques dans l’air à pression ambiante, par affinement de Rietveld de données obtenues par diffraction X sur poudres. Tous ces composés cristallisent avec la structure de l’ilmenite et adoptent donc le groupe spatial R3̅. La solubilité maximum de Zn dans le MnTiO3 serait environ 0.8 apfu Zn, parce que des composés ayant une teneur plus élevée de Zn ne se sont pas formés. Nous fournissons les données requises pour décrire les paramètres réticulaires, les coordonnées des atomes, les longueurs des liaisons, et les volumes et les indices de distorsion de tous les polyèdres de coordinence. Dans la solution solide, les paramètres réticulaires et les volumes de la maille élémentaire diminuent de façon linéaire à partir de ceux de MnTiO3 à mesure que la proportion de ZnTiO3 augmente. Tous ces composés contiennent des polyèdres de coordinence AO6 et TiO6 difformes; tout comme pour la pyrophanite et l’ilménite, le polyèdre AO6 est le plus difforme des deux. Le déplacement de (Mn,Zn) et de Ti des centres des polyèdres de coordinence augmente avec l’augmentation de la proportion du Zn. La distance intercouche traversant la lacune dans le site octaédrique de la couche d’octaèdres TiO6 diminue à mesure que le Zn entre dans le site A des octaèdres AO6. Les titanates synthétiques sont les analogues de l’ecandrewsite manganifère dépourvue de fer et de la pyrophanite zincifère que nous retrouvons dans les syénites hyperalcalines à Pilansberg, en Afrique du Sud, et à Poços de Caldas, au Brésil.

(Traduit par la Rédaction)

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