Abstract

The crystal structure of nacareniobsite-(Ce), ideally Na3 Ca3 REE Nb (Si2O7)2 OF3, a 7.468(2), b 5.689(1), c 18.891(4) Å, β 101.37(3)°, V 786.9(1) Å3, space group P21/c, Z = 2, Dcalc = 3.539 g.cm−3, from Kvanefjeld in the Ilímaussaq alkaline complex, South Greenland, has been solved by direct methods and refined to R1 = 6.5% on the basis of 1866 unique reflections |Fo ≥ 4σF| collected on a Bruker P4 diffractometer with a CCD 4K Smart detector and MoKα radiation from a crystal consisting of an epitactic intergrowth of nacareniobsite-(Ce) domains. An electron-microprobe analysis gave (wt.%): SiO2 28.30, Nb2O5 12.01, TiO2 2.24, Ta2O5 0.33, Ce2O3 10.55, La2O3 4.42, Nd2O3 4.34, Pr2O3 1.12, Sm2O3 0.64, Gd2O3 0.47, Y2O3 0.57, SrO 0.45, CaO 19.79 Na2O 10.07, F 6.15, total 98.86. The empirical formula is Na2.77 (Ca3.01 Sr0.04)Σ 3.05 (Ce0.55 La0.23 Nd0.22 Pr0.06 Sm0.03 Gd0.02 Y0.04)Σ 1.15 (Nb0.77Ti4+0.24Ta0.01)Σ 1.02 (Si2O7)2 (O1.24 F0.76) Σ2.00 F2, Z = 2, calculated on a basis of 18 (O + F) apfu. Nacareniobsite-(Ce) belongs to a group of titanium disilicate minerals containing the TS block, which consists of HOH sheets (H: heteropolyhedral sheet, O: trioctahedral sheet). In the O sheet, there are two octahedrally coordinated sites: the MO(1) site is primarily occupied by Nb with minor Ti4+ and trace Ta, giving ideally 1 Nb apfu, <MO(1)–O,F> = 2.01 Å, and the MO(3) site is occupied by Na, giving 2 Na apfu, <MO(3)–O,F> = 2.41 Å. The [8]-coordinated MO(2) site is occupied by Na with subordinate Ca, <MO(2)–O,F> = 2.50 Å. The MO polyhedra each share six common edges to form a close-packed O sheet. The H sheet consists of (Si2O7) groups and MH and AP polyhedra. In the H sheet, there are two tetrahedrally coordinated sites occupied by Si with a grand <Si–O> distance of 1.625 Å. There are two [7]-coordinated sites, MH and AP, occupied by Ca and REE, giving in total (Ca3 REE1.0), <MH–O,F> = 2.46 and <AP–O,F> = 2.49 Å, respectively. An H sheet is connected to an O sheet through vertices of (SiO4) tetrahedra and MH and AP polyhedra. Within one TS block in nacareniobsite-(Ce), two (Si2O7) groups, one from each H sheet, link to the MO(2) polyhedron of the O sheet, and two H sheets are approximately related by a pseudo-mirror plane, mz. In the structure of nacareniobsite-(Ce), TS blocks repeat along [001] and are connected through common vertices and edges of (SiO4) tetrahedra and MH and AP polyhedra. Nacareniobsite-(Ce) has the same type of linkage of H and O sheets in the TS block as the Ti disilicate minerals of Group I: götzenite, hainite, seidozerite, grenmarite, mosandrite, rinkite, kochite and rosenbuschite. In the minerals of Group I, (Ti + Nb) equals 1 apfu and occurs in the O sheet of the TS block. Nacareniobsite-(Ce) is the only disilicate mineral with the TS block in which a pentavalent cation, Nb5+, is dominant at one site in the O sheet. The topology of the crystal structure of nacareniobsite-(Ce) is identical to that of mosandrite [ideally Na2 Ca4 REE Ti (Si2O7)2 O2 F3]. Nacareniobsite-(Ce) and mosandrite differ in the cations in the O sheet of the TS block: {[8]Na [6]Na2[6]Nb5+} in nacareniobsite- (Ce) and {[8]Na [6](NaCa) [6]Ti4+} in mosandrite. In nacareniobsite-(Ce), dominance of Nb5+ at the MO(1) site results in partial substitution of Na for Ca at the [6]-coordinated MO(3) site in the O sheet.

Abstract

Nous avons résolu la structure cristalline de la nacareniobsite-(Ce), de formule idéale Na3 Ca3 REE Nb (Si2O7)2 OF3, a 7.468(2), b 5.689(1), c 18.891(4) Å, β 101.37(3)°, V 786.9(1) Å3, groupe spatial P21/c, Z = 2, Dcalc = 3.539 g.cm−3, provenant de Kvanefjeld, complexe alcalin de Ilímaussaq, dans le sud du Groënland, par méthodes directes, et nous l’avons affiné jusqu’à un résidu R1 de 6.5% en utilisant 1866 réflexions uniques |Fo ≥4σF| prélevées avec un diffractomètre Bruker P4 muni d’un détecteur CCD 4K Smart et avec rayonnement MoKα; le cristal consiste d’une intercroissance épitactique de domaines de nacareniobsite-(Ce). Une analyse avec une microsonde électronique a donné: SiO2 28.30, Nb2O5 12.01, TiO2 2.24, Ta2O5 0.33, Ce2O3 10.55, La2O3 4.42, Nd2O3 4.34, Pr2O3 1.12, Sm2O3 0.64, Gd2O3 0.47, Y2O3 0.57, SrO 0.45, CaO 19.79 Na2O 10.07, F 6.15, pour un total de 98.86% (poids). La formule empirique est Na2.77 (Ca3.01 Sr0.04)Σ 3.05 (Ce0.55 La0.23 Nd0.22 Pr0.06 Sm0.03 Gd0.02 Y0.04) Σ1.15 (Nb0.77Ti0.244+Ta0.01)Σ 1.02 (Si2O7)2 (O1.24 F0.76) Σ2.00 F2, Z = 2, calculée sur une base de 18 (O + F) apfu. La nacareniobsite- (Ce) fait partie d’une groupe de disilicates de titanium, minéraux qui contiennent le bloc TS, fait de couches HOH (H: couche hétéropolyédrique, O: couche trioctaédrique). Dans la couche O, il y a deux sites à coordinence octaédrique: le site MO(1) est surtout occupé par le Nb avec un peu de Ti4+ et des traces de Ta, pour donner idéalement 1 Nb apfu, <MO(1)–O,F> = 2.01 Å, tandis que le site MO(3) est occupé par Na, pour donner 2 Na apfu, <MO(3)–O,F> = 2.41 Å. Le site MO(2), à coordinence [8], est occupé par Na avec Ca subordonné, <MO(2)–O,F> = 2.50 Å. Les polyèdres MO partagent chacun six arêtes communes pour former un feuillet O d’octaèdres à empilement compact. Le feuillet H est fait de groupes (Si2O7) et de polyèdres MH et AP. Dans ce feuillet, il y a deux sites à coordinence tétraédrique occupés par Si, avec une distance globale <Si–O> de 1.625 Å. Il y a aussi deux sites à coordinence [7], MH et AP, occupés par Ca et les terres rares (TR), pour donner en tout (Ca3 TR1.0), <MH–O,F> = 2.46 et <AP–O,F> = 2.49 Å, respectivement. Un feuillet H est lié à un feuillet O par partage de sommets des tétraèdres (SiO4) et des polyèdres MH et AP. A l’intérieur de chaque bloc TS de la nacareniobsite-(Ce), deux groupes (Si2O7), un contribué par chaque feuillet H, sont liés au polyèdre MO(2) du feuillet O, et deux feuillets H sont approximativement alignés pour obéir à une relation et un plan pseudo-mirroir, mz. Dans la structure de la nacareniobsite-(Ce), les blocs TS se répètent le long de [001] et sont connectés par plusieurs sommets et arêtes partagés impliquant les tétraèdres (SiO4) et les polyèdres MH et AP. La nacareniobsite-( Ce) possède la même sorte de liaisons entre les couches H et O dans le bloc TS que les minéraux disilicatés de Ti du groupe I: götzenite, hainite, seidozerite, grenmarite, mosandrite, rinkite, kochite et rosenbuschite. Pour ces minéraux, (Ti + Nb) est égal à 1 apfu et situé dans le feuillet O du bloc TS. La nacareniobsite-(Ce) est le seul minéral ayant un cation pentavalent, Nb5+, dans un site du feuillet O dans le bloc TS. La topologie de la structure de la nacareniobsite-(Ce) est identique à celle de la mosandrite [idéalement Na2 Ca4 REE Ti (Si2O7)2 O2 F3]. La nacareniobsite-(Ce) et la mosandrite diffèrent par les cations dans le feuillet O du bloc TS: {[8]Na [6]Na2[6]Nb5+} dans la nacareniobsite-(Ce), {[8]Na [6](NaCa) [6]Ti4+} dans la mosandrite. Dans la nacareniobsite-(Ce), la dominance de Nb5+ au site MO(1) résulte de la substitution partielle de Na au Ca dans le site MO(3), à coordinence [6], dans le feuillet O.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.