PARAVINOGRADOVITE, (Na,□)₂ [(Ti⁴⁺,Fe³⁺)₄ {Si₂ O₆}₂ {Si₃ Al O₁₀} (OH)₄] H₂O, A NEW MINERAL SPECIES FROM THE KHIBINA ALKALINE MASSIF, KOLA PENINSULA, RUSSIA: DESCRIPTION AND CRYSTAL STRUCTURE

Paravinogradovite is a new mineral species from Mount Kukisvumchorr, Khibina alkaline massif, Kola Peninsula, Russia. Paravinogradovite forms prismatic crystals elongate along [100] and up to 0.5–1.0 cm long; crystals in some cases occur in fan-shaped aggregates sporadically scattered throughout a matrix of feldspar, nepheline and natrolite in a strongly mineralized nepheline–feldspar pegmatite. Associated minerals are nepheline, K-feldspar, albite, analcime, natrolite, aegirine, biotite, chlorite, zircon, ilmenite, pyrochlore, ancylite-(Ce), nordstrandite, carbonate-fluorapatite, fluorite, galena and cerussite. Crystals of paravinogradovite are colorless to white, with a white streak and a luster that varies from vitreous to pearly. The mineral is translucent to transparent, and shows weak yellow-green fluorescence under 240–400 nm ultraviolet radiation. Paravinogradovite has a perfect cleavage on {001} and an indistinct cleavage on {010}. It is brittle, has a splintery fracture and a Mohs hardness of 5. Its observed and calculated densities are 2.77(2) and 2.76 g/cm³, respectively. It is biaxial negative with α 1.707(2), β 1.741(2), γ 1.755(2), 2V(obs.) = 64(1)°, 2V(calc.) = 64°, nonpleochroic with dispersion r > v, with Z ≈ b, X ∧ a = 30°. Paravinogradovite is triclinic, space group P1, a 5.2533(1), b 8.7411(3), c 12.9480(5) Å, α 70.466(1), β 78.472(1), γ 89.932(1)°, V 547.65(5) ų, Z = 1. The strongest seven lines in the X-ray powder-diffraction pattern [d in Å(I)((hkl)] are: 3.182(100)(01̅3,014), 5.88(65)(01̅1,012), 11.9(58)(001), 4.35(38)(021,102), 5.98(35)(002), 3.085(29)(123) and 2.735(21)(12̅2). Chemical analysis by electron microprobe gave SiO₂ 43.54, Al₂O₃ 6.12, Fe₂O₃ 4.11, Nb₂O₅ 0.50, TiO₂ 29.59, BeO 0.76, MgO 0.13, Na₂O 7.77, K₂O 0.87, H₂O 6.23, sum 99.62 wt.%, where the amount of Be and the amount of H₂O were determined by crystal-structure analysis, and the valence state of Fe was determined by Mössbauer spectroscopy. The resulting empirical formula on the basis of 26 anions (including OH = 4 apfu and excluding H₂O) is (Na_2.293 K_0.169) (Ti_3.386⁴⁺ Fe_0.471³⁺ Mg_0.029 Nb_0.034) (Si_6.626 Al_1.098 Be_0.276) O₂₂ (OH)₄ (H₂O)_1.16. There are prominent endothermic effects at 280 and 460°C; the principal losses in weight are within the temperature ranges 150–400 (3.8%) and 400–600°C (2.8%), and the total loss in weight at 980°C is 7.1%. The principal absorptions in the infrared are as follows: 3520, 3330, 3240, 1633, 1105, 989, 940, 725, 691, 638, 599, 568, 523, 459 and 418 cm⁻¹, indicative of both OH and H₂O in the structure. The name recognizes the close structural and chemical relations between paravinogradovite and vinogradovite, ideally Na₅ Ti₄⁴⁺ (Si₇Al) O₂₆ (H₂O)₃. The crystal structure of paravinogradovite was solved by direct methods and refined to an R₁ index of 4.5% based on 4373 observed [F_o > 4σF] unique reflections measured with MoKα X-radiation and a Bruker P4 diffractometer with a CCD detector. Four (SiO₄) tetrahedra form pyroxene-like [Si₂O₆] chains, and three (SiO₄) tetrahedra and one (AlO₄) tetrahedron form vinogradovite-like [Si₃AlO₁₀] chains parallel to [100]. (MO₆) octahedra (M ≈ Ti⁴⁺) share common edges to form two distinct zig-zag brookite-like chains along [100]. One chain is decorated by (XO₆) octahedral (X ≈ Na) and linked into a sheet parallel to (100) by [Si₃AlO₁₀] chains. The other distinct brookite-like chain is not decorated by (XO₆) octahedra, but is linked into a sheet parallel to (100) by [Si₃AlO₁₀] chains. Chains of tetrahedra and chains of octahedra link to form a framework with channels along [100]. These channels contain disordered (H₂O) groups, the A(5) site partly occupied (14%) by K, and the A(1)–A(4) sites partly occupied (15–19%) by Na, giving a channel content of [Na_0.72 K_0.14 (H₂O)_1.16]. The triclinic cell of paravinogradovite is related to the C-centered monoclinic cell of vinogradovite, ideally Na₅ Ti₄⁴⁺ (Si₇Al) O₂₆ (H₂O)₃ [monoclinic, a 24.490(10), b 8.657(4), c 5.203(2) Å, β 100.2(0)°, V 1085.8 ų, space group C2/c, Z = 2] by the matrix transformation (0 0 1, 0 1 0, −½ 1 0).

La paravinogradovite est une nouvelle espèce minérale découverte au mont Kukisvumchorr, complexe alcalin de Khibina, péninsule de Kola, en Russie. Elle se présente en cristaux prismatiques allongés sur [100] et jusqu’à 0.5–1.0 cm en longueur; dans certains cas, les cristaux sont fibroradiés et disséminés aléatoirement dans une matrice de feldspath, néphéline et natrolite d’une pegmatite à néphéline–feldspath fortement minéralisée. Lui sont associés néphéline, feldspath potassique, albite, analcime, natrolite, aegyrine, biotite, chlorite, zircon, ilménite, pyrochlore, ancylite-(Ce), nordstrandite, carbonate-fluorapatite, fluorite, galène et cérussite. Les cristaux de paravinogradovite sont incolores à blancs, avec une rayure blanche et un éclat de vitreux à nacré. Ils sont translucides à transparents, et montrent une faible fluorescence dans le jaune à vert à 240–400 nm en lumière ultraviolette. La paravinogradovite possède un clivage parfait sur {001} et un clivage indistinct {010}. Elle est cassante, avec une fracture en échapes, et sa dureté de Mohs est 5. Les densités, observée et calculée, sont 2.77(2) et 2.76 g/cm³, respectivement. Elle est biaxe négative, avec α 1.707(2), β 1.741(2), γ 1.755(2), 2V(obs.) = 64(1)°, 2V(calc.) = 64°, non pléochroïque, avec dispersion r > v, et Z ≈ b, X ∧ a = 30°. La paravinogradovite est triclinique, groupe spatial P1, a 5.2533(1), b 8.7411(3), c 12.9480(5) Å, α 70.466(1), β 78.472(1), γ 89.932(1)°, V 547.65(5) ų, Z = 1. Les sept raies les plus intenses du spectre de diffraction, méthode des poudres [d en Å(I)((hkl)] sont: 3.182(100)(01̅3,014), 5.88(65)(01̅1,012), 11.9(58)(001), 4.35(38)(021,102), 5.98(35)(002), 3.085(29)(123) et 2.735(21)(12̅2). Une analyse chimique par microsonde électronique a donné SiO₂ 43.54, Al₂O₃ 6.12, Fe₂O₃ 4.11, Nb₂O₅ 0.50, TiO₂ 29.59, BeO 0.76, MgO 0.13, Na₂O 7.77, K₂O 0.87, H₂O 6.23, somme 99.62% (poids); la teneur en Be et la quantité de H₂O ont été déterminées par ébauche de la structure, et la valence du Fe a été déterminée pas spectroscopie de Mössbauer. La formule empirique qui résulte de ces mesures, calculée sur une base de 26 anions (y inclus OH = 4 groupes par unité formulaire, et excluant le H₂O) est (Na_2.293 K_0.169) (Ti_3.386⁴⁺ Fe_0.471³⁺ Mg_0.029 Nb_0.034) (Si_6.626 Al_1.098 Be_0.276) O₂₂ (OH)₄ (H₂O)_1.16. Le minéral montre des effets endothermiques prominents à 280 et 460°C; les pertes en poids principales ont lieu sur les intervalles 150–400 (3.8%) et 400–600°C (2.8%), et la perte totale en poids en chauffant jusqu’à 980°C est 7.1%. Les absorptions principales dans l’infrarouge sont comme suit: 3520, 3330, 3240, 1633, 1105, 989, 940, 725, 691, 638, 599, 568, 523, 459 et 418 cm⁻¹, indication de la présence de OH et de H₂O dans la structure. Le nom signale le lien chimique et structural étroit avec la vinogradovite, dont la formule idéale est Na₅ Ti₄⁴⁺ (Si₇Al) O₂₆ (H₂O)₃. La structure cristalline de la paravinogradovite a été résolue par méthodes directes et affinée jusqu’à un résidu R₁ de 4.5% sur une base de 4373 réflexions uniques observées [F_o > 4σF], et mesurées avec rayonnement MoKα et un diffractomètre Bruker P4 muni d’un détecteur de type CCD. Quatre tétraèdres (SiO₄) forment des chaînes [Si₂O₆], comme dans les pyroxènes, et trois tétraèdres (SiO₄) et un tétraèdre (AlO₄) forment des chaînes [Si₃AlO₁₀] ressemblant à celles de la vinogradovite, parallèles à [100]. Les octaèdres (MO₆, M ≈ Ti⁴⁺) partagent des arêtes pour former deux chaînes en zig-zag distinctes le long de [100], ressemblant à celles de la brookite. Une de ces chaînes est décorée avec des octaèdres (XO₆, X ≈ Na) et de telles chaînes sont liées en feuillets parallèles à (100) par les chaînes [Si₃AlO₁₀]. L’autre chaîne, ressemblant à celle de la brookite, n’est pas décorée par des octaèdres (XO₆); ces chaînes sont aussi liées en feuillets parallèles à (100) par les chaînes [Si₃AlO₁₀]. Les chaînes de tétraèdres et les chaînes d’octaèdres forment ensemble une trame munie de canaux le long de [100]. Ces canaux contiennent des groupes (H₂O) désordonnés; le site A(5) serait partiellement occupé (14%) par le K, et les sites A(1)–A(4) le seraient (15–19%) par le Na, pour un contenu des canaux de [Na_0.72 K_0.14 (H₂O)_1.16]. La maille triclinique de la paravinogradovite est apparentée à la maille monoclinique à C centré de la vinogradovite, dont la formule idéale est Na₅ Ti₄⁴⁺ (Si₇Al) O₂₆ (H₂O)₃ [monoclinique, a 24.490(10), b 8.657(4), c 5.203(2) Å, β 100.2(0)°, V 1085.8 ų, groupe spatial C2/c, Z = 2] par la matrice de transformation (0 0 1, 0 1 0, −½ 1 0).

(Traduit par la Rédaction)