Abstract

The crystal structures of forty-seven crystals of the kornerupine–prismatine series have been refined to R indices of 1.6–2.5% using single-crystal X-ray data. Samples were selected to cover as wide a range of chemical composition as possible. The principal crystal-chemical problems (Si, Al and B distributed over three T sites, Mg, Al, Fe2+, Fe3+ and □ distributed over five M sites and one X site, and variable H in the structure) required the development of a new approach to site-population assignment. This approach involved (1) a relatively large number of crystals covering the entire compositional range of kornerupine–prismatine, (2) a synergy among site-scattering refinement, electron-microprobe analysis and the development of mean-bond-length – constituent-cation radius relations at all sites in the structure for all forty-seven crystals simultaneously, until self-consistency was achieved for the entire dataset. Crystals of the kornerupine–prismatine series are orthorhombic, space group Cmcm, a 15.92–16.13, b 13.66–13.76, c 6.69–6.76 Å, (□ ,Mg, Fe) (Al, Mg, Fe)9 (Si, Al, B)5 O21 (OH,F), Z = 4. Boron is completely ordered at the T(3) site, whereas Si and Al occur at all three T sites, with Si >> Al at T(1), Si ≥ Al at T(2) and Si ≥ Al at T(3). The M sites are occupied as follows: M(1) by Mg and Fe2+, with Mg > Fe2+, M(2) by Mg, Fe2+ and Al, with (Mg ≥ Fe2+) > Al, M(3) by Al and Mg, with Al >> Mg, M(4) by Al, Mg, Fe3+ and minor amounts of Ti, Cr3+ and V3+, with Al > Mg > Fe3+, M(5) by Al and Mg, with Al >> Mg. The X site is occupied by □ (vacancy), Mg, Fe2+ and minor Na and Ca, with □ > Mg ≈ Fe2+.

Abstract

Nous avons résolu la structure cristalline de quarante-sept cristaux, membres de la série kornérupine–prismatine, jusqu’à un résidu R entre 1.6 et 2.5% au moyen de données en diffraction X obtenues sur monocristaux. Nous avons choisi les échantillons pour représenter la série aussi complètement que possible. Les principaux défis cristallochimiques auxquels nous avons fait face (Si, Al etd B distribués sur trois sites T, Mg, Al, Fe2+, Fe3+ et □ distribués sur cinq sites M et un site X, et une teneur variable en H dans la structure) imposent une nouvelle approche pour répartir les atomes parmi ces sites. Ainsi, cette nouvelle façon de faire a impliqué (1) un nombre relativement élevé de cristaux représentatifs de la série kornérupine–prismatine, (2) une synergie parmi les affinements de la dispersion des électrons aux sites cités, les résultats d’analyses par microsonde électronique, et le développement de relations entre longueur de liaison moyenne et rayon des cations présents à ces sites, ceci pour tous les sites dans la structure des 47 cristaux simutanément, jusqu’à cohérence interne pour le jeu de données au complet. Les cristaux de la série kornérupine–prismatine ont une symétrie orthorhombique, groupe spatial Cmcm, a 15.92–16.13, b 13.66–13.76, c 6.69–6.76 Å, (□ ,Mg, Fe) (Al, Mg, Fe)9 (Si, Al, B)5 O21 (OH,F), Z = 4. Le bore est complètement ordonné au site T(3), tandis que Si et Al occupent les trois sites T, avec Si >> Al à T(1), Si ≥ Al à T(2), et Si ≥ Al à T(3). Les sites M sont remplis comme suit: M(1) par Mg et Fe2+, avec Mg > Fe2+, M(2) par Mg, Fe2+ et Al, avec (Mg ≥ Fe2+) > Al, M(3) par Al et Mg, avec Al >> Mg, M(4) par Al, Mg, Fe3+ et de faibles quantités de Ti, Cr3+ et V3+, avec Al > Mg > Fe3+, et M(5) par Al et Mg, avec Al >> Mg. Le site X contient □ (lacune), Mg, Fe2+ et une quantité moindre de Na et Ca, avec □ > Mg ≈ Fe2+.

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