THE CRYSTAL STRUCTURE OF (Be,□)(V,Ti)₃O₆, A MINERAL RELATED TO KYZYLKUMITE

The crystal structure of (Be,□)(V,Ti)₃O₆, a mineral discovered in the emerald deposit of Byrud, Norway, has been solved and refined to R₁ = 4.51% for 1413 unique reflections. The structure is orthorhombic, Pnma, with lattice parameters a 9.982(1), b 8.502(1), c 4.5480(6) Å, Z = 4, and isotypic with norbergite, Mg₃SiO₄F₂. The empirical chemical formula, based on the electron-microprobe determination of elements heavier than oxygen, and beryllium tentatively calculated to give 1Be for O = 6, is Be(V_1.27³⁺Ti_1.21Cr_0.29Fe_0.08Al_0.07)_∑2.92O₆. The presence of Be was verified by the structure analysis and a SIMS analysis. The occupancy of the Be site was found to be 0.84(1), which largely explains the surplus of Ti in the empirical formula, as compared to the stoichiometric formula BeV₂TiO₆. However, there is no evidence for ordering of V and Ti on two unique octahedral sites of the structure. The amended empirical formula is (Be_0.84□_0.16)(V_1.32³⁺Ti_1.25Cr_0.29Fe_0.09Al_0.07)_∑2.02O₆. The appearance of the mineral, the dominance of V and Ti in its composition, and the X-ray powder-diffraction data correspond to those described originally for kyzylkumite, supposed to be V₂Ti₃O₉. The crystal-lattice parameters found earlier for kyzylkumite can be explained as based on an 8 × supercell obtained on a {210} reflection twin. This type of twinning is characteristic for the Byrud mineral, and is present in the crystal used for the structure determination. These facts suggest that the same type of oxide of Be, V and Ti found at Byrud is also the main constituent of material described as kyzylkumite, which probably also contains additional phases, and that a redefinition of this mineral is needed.

Nous avons résolu et affiné la structure cristalline de (Be,□)(V,Ti)₃O₆, un minéral découvert dans le gisement d’émeraude de Byrud, en Norvège, jusqu’à un résidu R₁ de 4.51% en utilisant 1413 réflexions uniques. La structure est orthorhombique, Pnma, avec les paramètres réticulaires a 9.982(1), b 8.502(1), c 4.5480(6) Å, Z = 4, et isotypique de celle de la norbergite, Mg₃SiO₄F₂. La formule chimique empirique, fondée sur une détermination de la teneur en éléments plus lourds que l’oxygène, et le béryllium provisoirement fixé à un atome de Be pour six d’oxygène, serait Be(V_1.27³⁺Ti_1.21Cr_0.29Fe_0.08Al_0.07)_∑2.92O₆. La présence de Be a été vérifiée au cours de la détermination de la structure et par analyse avec une microsonde ionique (SIMS). Le taux d’occupation du site Be serait 0.84(1), ce qui rend largement compte de l’excédent de Ti dans la formule empirique, en comparaison de la formule stoechiométrique BeV₂TiO₆. Toutefois, il n’y a aucune signe de mise en ordre de V et de Ti aux deux sites octaédriques uniques dans cette structure. La formule empirique corrigée serait (Be_0.84□_0.16)(V_1.32³⁺Ti_1.25Cr_0.29Fe_0.09Al_0.07)_∑2.02O₆. L’apparence du minéral, la dominance de V et Ti dans sa formule, et les données de diffraction X (méthode des poudres) correspondent à ce qui a été antérieurement proposé pour la kyzylkumite, supposée être V₂Ti₃O₉. Les paramètres réticulaires proposés pour la kyzylkumite témoignent d’une supermaille 8 ×, résultat d’une macle par réflexion sur {210}. Ce genre de macle est aussi caractéristique de notre minéral de Byrud, et il est aussi présent dans le cristal utilisé pour établir la structure. Ces faits font penser que la même sorte d’oxyde de Be, V et Ti découverte à Byrud est le composant principal du matériau décrit comme kyzylkumite, qui contient probablement des phases additionnelles. Il semble évident qu’une redéfinition de la kyzylkumite s’impose.

(Traduit par la Rédaction)