Abstract

The crystal structure of nabalamprophyllite-2O, an orthorhombic polytype of nabalamprophyllite, ideally (BaNa) Na3 Ti3 (Si2 O7)2 O2 (OH)2, a 19.564(2), b 7.1173(5), c 5.4144(4) Å, V 753.90(4) Å3, space group Pnmn, Z = 2, Dcalc. 3.410 g.cm−3, from the Yubileinaya vein, Karnasurt Mountain, Lovozero alkaline massif, Kola Peninsula, Russia, has been refined to a R1 of 5.1% on the basis of 669 unique reflections (Fo > 4σF), collected on a Bruker P4 diffractometer with a CCD 4K Smart detector and MoKα radiation. An electron-microprobe analysis gave (wt.%): SiO2 29.79, Al2O3 0.16, Nb2O5 0.71, TiO2 27.85, Fe2O3 1.05, MnO 3.52, MgO 0.20, CaO 0.15, SrO 6.09, BaO 16.55, K2O 1.14, Na2O 10.89, F 1.53, H2O 0.99 (calculated from structure refinement), O=F −0.64, total 99.98. The empirical formula is (Ba0.87 Sr0.47 Na0.28 K0.20 Ca0.020.16)∑2 (Na2.56 Mn0.402+ Mg0.04)∑3 (Ti2.81 Fe0.113+ Nb0.04 Al0.03)∑3 (Si2O7)2 [(OH)0.89 F0.65 O0.46]∑2, Z = 2, calculated on the basis of 4 Si apfu. The crystal structure of nabalamprophyllite-2O can be described as a combination of a TS block and an I block. The TS (titanium silicate) block consists of HOH sheets (H: heteropolyhedral, O: octahedral), and occurs in 24 Ti disilicate minerals. In the TS block, there are five cation sites, a [4]-coordinated Si site with <Si–O> = 1.631 Å, two Ti-dominant sites, the [5]-coordinated MH site and [6]-coordinated MO(1) site, and two [6]-coordinated Na-dominant sites, MO(2) and MO(3). The MH site (Ti1.97 Al0.03apfu ) is coordinated by five O atoms, with < MH–O> = 1.91 Å ; the MO(1) site (Ti0.85 Fe0.113+ Nb0.04apfu) is coordinated by four O atoms and two OH groups, with <MO(1)–O,OH> = 2.00 Å ; the MO(2) and MO(3) sites (Na1.00 and Na1.56 Mn0.402+ Ca0.08 Mg0.04apfu, respectively) are coordinated by six O atoms with <MO(2)–O> = 2.44 Å and four O atoms and two OH groups, with <MO(3)–O,OH> = 2.30 Å, respectively. The MH square pyramids and (Si2O7) groups constitute the H sheet. The MO(1–3) octahedra form the close-packed O sheet. Linkage of H and O sheets occurs via common vertices of MH square pyramids and (Si2O7) groups with MO(1–3) octahedra. The I block includes the [10]-coordinated AP sites (Ba0.87 Sr0.47 Na0.28 K0.20 Ca0.020.16apfu) with <AP–O> = 2.82 Å. The TS block and the I block [which ideally is a layer of (BaNa) atoms] alternate along a. The ideal formula of nabalamprophyllite-2O is (BaNa) Na3Ti3 (Si2O7)2 O2 (OH)2, in accord with the general formula of nabalamprophyllite-2M, Ba Na Na3Ti3 (Si2O7)2 O2 (OH)2, space group P2/m, previously known as nabalamprophyllite. The structure topology of nabalamprophyllite-2O differs from that of nabalamprophyllite-2M in (1) disorder/order of the AP cations in the I block, and (2) different stacking order of TS blocks. In nabalamprophyllite-2O, Ba and Na atoms are disordered at one AP site; in nabalamprophyllite-2M, Ba and Na atoms are dominant each at one of two AP sites. The difference in stacking order of TS blocks in nabalamprophyllite polytypes is identical to that in lamprophyllite-2O and lamprophyllite-2M. In Ti disilicates with the TS block, hainite, (Ca3REE) Na (NaCa)Ti (Si2O7)2 OF3, and rinkite, (Ca3REE) Na (NaCa)Ti (Si2O7)2 OF3, can be considered as polytypes.

Abstract

Nous avons affiné la structure cristalline de la nabalamprophyllite-2O, polytype orthorhombique de la nabalamprophyllite, de formule idéale (BaNa) Na3 Ti3 (Si2 O7)2 O2 (OH)2, a 19.564(2), b 7.1173(5), c 5.4144(4) Å, V 753.90(4) Å3, groupe spatial Pnmn, Z = 2, Dcalc. 3.410 g.cm−3, provenant de la veine Yubileinaya, au mont Karnasurt, complexe alcalin de Lovozero, dans la péninsule de Kola en Russie, jusqu’à un résidu R1 de 5.1% sur une base de 669 réflexions uniques (Fo > 4σF) prélevées avec un diffractomètre Bruker P4 muni d’un détecteur CCD 4K Smart et avec rayonnement MoKα. Une analyse faite avec une microsonde électronique a donné SiO2 29.79, Al2O3 0.16, Nb2O5 0.71, TiO2 27.85, Fe2O3 1.05, MnO 3.52, MgO 0.20, CaO 0.15, SrO 6.09, BaO 16.55, K2O 1.14, Na2O 10.89, F 1.53, H2O 0.99 (calculé à partir de l’ébauche de la structure), O=F −0.64, pour un total de 99.98. La formule empirique est (Ba0.87 Sr0.47 Na0.28 K0.20 Ca0.020.16)∑2 (Na2.56 Mn0.402+ Mg0.04)∑3 (Ti2.81 Fe0.113+ Nb0.04 Al0.03)∑3 (Si2O7)2 [(OH)0.89 F0.65 O0.46]∑2, Z = 2, calculée sur une base de 4 Si apfu. On peut décrire la structure de la nabalamprophyllite-2O comme une combinaison des blocs TS et I. Le bloc TS (silicate de titane) et son module HOH (H: heteropolyédrique, O: octaédrique) se retrouvent dans 24 minéraux disilicatés de Ti. Dans ce bloc, il y a cinq sites pour cations, un site Si à coordinence [4], avec <Si–O> = 1.631 Å, deux sites à dominance de Ti, le site MH à coordinence [5] et le site MO(1) à coordinence [6], et deux sites remplis surtout par le Na, à coordinence [6], MO(2) et MO(3). Le site MH (Ti1.97 Al0.03apfu ) est coordonné par cinq atomes O, avec < MH–O> = 1.91 Å; le site MO(1) contenant (Ti0.85 Fe0.113+ Nb0.04apfu) est coordonné par quatre atomes O et des groupes OH, avec <MO(1)–O,OH> = 2.00 Å; les sites MO(2) et MO(3) (Na1.00 et Na1.56 Mn0.402+ Ca0.08 Mg0.04apfu, respectivement) sont coordonnés par six atomes O ayant <MO(2)–O> = 2.44 Å et quatre atomes et deux groupes OH, avec <MO(3)–O,OH> = 2.30 Å, respectivement. Les pyramides carrées MH et les groupes (Si2O7) constituent la couche H. Les octaèdres MO(1–3) forment un empilement compact d’atomes O. Les connexions entre les couches H et O sont assurées par les sommets communs des pyramides carrées MH et des groupes (Si2O7) avec les octaèdres MO(1–3). Le bloc I inclut les sites AP à coordinence [10] de composition (Ba0.87 Sr0.47 Na0.28 K0.20 Ca0.020.16apfu), avec <AP–O> = 2.82 Å. Les blocs TS et I [ce dernier étant, idéalement une couche d’atomes (BaNa)] alternent le long de a. La formule idéale de la nabalamprophyllite-2O serait (BaNa) Na3Ti3 (Si2O7)2 O2 (OH)2, en accord avec la formule générale de la nabalamprophyllite-2M, Ba Na Na3Ti3 (Si2O7)2 O2 (OH)2, groupe spatial P2/m, que l’on considérait autrefois simplement comme la nabalamprophyllite. La topologie structurale de la nabalamprophyllite-2O diffère de celle de la nabalamprophyllite-2M par (1) une relation d’ordre–désordre impliquant les cations AP dans le bloc I, et (2) une différence dans la séquence d’empilement des blocs TS. Dans la nabalamprophyllite-2O, les atomes Ba et Na sont désordonnés sur un site AP; dans la nabalamprophyllite-2M, les atomes Ba et Na sont dominants chacun dans un des deux sites AP. La différence dans la séquence d’empilement des blocs TS dans ces deux polytypes de la nabalamprophyllite est identique à celle entre polytypes dans la lamprophyllite-2O et lamprophyllite-2M. Parmi les disilicates de Ti contenant le bloc TS, on pourrait considérer la hainite, (Ca3REE) Na (NaCa)Ti (Si2O7)2 OF3, et la rinkite, (Ca3REE) Na (NaCa) Ti (Si2O7)2 OF3, comme polytypes.

(Traduit par la Rédaction)

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