Abstract

The crystal structure of nacaphite, Na2Ca(PO4)F, has been re-investigated using an untwinned crystal from a late-stage hydrothermal vein within ijolite–urtite of the Khibiny alkaline massif, Kola Peninsula, Russia. In contrast to previous findings, which identified nacaphite as a pseudo-orthorhombic triclinic mineral, we have shown that nacaphite is monoclinic, P21/c, a 13.3185(14), b 7.0964(8), c 10.6490(11) Å, β 113.526(1)°, V 922.81(17) Å3, Z = 8. The structure has been solved by direct methods and refined to R1 0.034 for 1376 unique observed reflections. It contains two Ca and four Na positions. The Ca1 site is coordinated by two F and five O2− anions with Ca2+–φ distances in the range of 2.32–2.57 Å. The Ca2 cation has six closest anions (two F and four O2−) with Ca2+ −φ bond lengths of 2.29–2.37 Å, and an additional remote O7 anion at 3.049 Å. All Na+ cations are octahedrally coordinated by four O2− and two F anions each. The Ca2+ and Na2+ cations form cation arrangements parallel to the (100) plane and separated by F anions and PO43− tetrahedra. The F ions are coordinated by four Na+ and two Ca2+ cations. The (FNa4Ca2)7+ octahedra share faces to produce [FNa2Ca]3− chains parallel to c. The overall topology of the structure is in agreement with the previous studies of the structure. However, there are two essential differences in schemes of order and local geometry of coordination: (1) the Ca2+ and Na+ cations are completely ordered, and the respective sites are fully occupied; (2) the Ca2+ cations have seven-fold coordination of two different types, whereas Na+ cations are octahedrally coordinated. The results of the new crystal-structure refinement of nacaphite are in agreement with the powder X-ray-diffraction pattern of this mineral.

Abstract

Nous avons ré-examiné la structure cristalline de la nacaphite, Na2Ca(PO4)F, en utilisant un monocristal non maclé provenant d’une veine hydrothermale tardive recoupant ijolite et urtite dans le massif alcalin de Khibiny, péninsule de Kola, en Russie. Contrairement aux résultats antérieurs, que la nacaphite est un minéral pseudo-orthorhombique triclinique, nous démontrons qu’il s’agit d’un minéral monoclinique, P21/c, a 13.3185(14), b 7.0964(8), c 10.6490(11) Å, β 113.526(1)°, V 922.81(17) Å3, Z = 8. Nous en avons résolu la structure par méthodes directes, et nous l’avons affiné jusqu’à un résidu R1 de 0.034 en utilisant 1376 réflexions observées uniques. La structure contient deux positions de Ca et quatre positions de Na. Le site Ca1 est entouré de deux anions F et cinq anions O2−, les distances Ca2+–φ étant comprises entre 2.32 et 2.57 Å. Le cation Ca2 possède une coordinence octaédrique, avec deux anions F et quatre anions O2−, les distances Ca2+–φ étant comprises entre 2.29 et 2.37 Å, sauf pour un anion O7 plus distant à 3.049 Å. Tous les cations Na+ possèdent une coordinence octaédrique, chacun entouré de quatre anions O2− et deux anions F. Les cations Ca2+ et Na2+ sont agencés parallèles à (100), ces plans étant séparés par les anions F et les tétraèdres PO43−. Les ions F sont coordonnés par quatre cations Na+ et deux cations Ca2+. Les octaèdres (FNa4Ca2)7+ partagent des faces pour produire des chaînes [FNa2Ca]3− parallèles à c. La topologie globale de la structure concorde avec celle déduite dans les études antérieures. Toutefois, il demeure deux différences essentielles, impliquant les schémas de mise en ordre et de géométrie locale des polyèdres de coordinence: (1) les cations Ca2+ et Na+ sont complètement ordonnés, et leurs sites respectifs sont remplis; (2) les cations Ca2+ possèdent deux types de coordinence sept, tandis que les cations Na+ possèdent une coordinence octaédrique. Les résultats de ce nouvel affinement de la nacaphite concordent avec le spectre de diffraction X prélevé sur poudre.

(Traduit par la Rédaction)

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