INCREASE IN Al–Si AND Na–Ca DISORDER WITH TEMPERATURE IN SCAPOLITE Me_32.9

Scapolite Me_32.9 (marialite) from Monmouth Township, Ontario, was studied using in situ synchrotron powder X-ray diffraction (XRD) and Rietveld structure refinement of data obtained by heating and cooling from 26 to 902°C. The structure was refined in space group P4₂/n. A room-temperature structure, obtained with synchrotron high-resolution powder X-ray-diffraction (HRPXRD) data, has unit-cell parameters a 12.06503(1), c 7.58360(1) Å, and V 1103.906(2) ų. Moreover, the average bond-distances <T1–O>, <T2–O> and <T3–O> are equal to 1.606(2), 1.726(2) and 1.612(2) Å, respectively, and correspond to occupancies T1 = [Al₀Si₁], T2 = [Al_0.87Si_0.13], and T3 = [Al_0.02Si_0.98]. At 902°C, <T1–O>, <T2–O> and <T3–O> are equal to 1.591(5), 1.683(8) and 1.686(7) Å, respectively, and correspond to T1 = [Al₀Si₁], T2 = [Al_0.55Si_0.45], and T3 = [Al_0.57Si_0.43]. At 902°C, the T1 site remains fully occupied by Si atoms, whereas the disorder at the T2 and T3 sites is close to being complete. Several structural parameters show a break at 200°C, which corresponds to disorder of the Na and Ca (= M) atoms. On cooling, the structure does not go back to the initial structural state; some T2–T3 and Na–Ca disorder are quenched in. The type-b reflections that give rise to antiphase-domain boundaries (APBs) are present at all temperatures; they arise from Cl–CO₃ order, instead of Al–Si order. At 902°C, except for the anions, there is no difference between the structure of Me_32.9 in space group P4₂/n and that of Me₈₀ in space group I4/m.

Nous avons étudié la composition Me_32.9 (marialite) du groupe de la scapolite provenant du canton de Monmouth, en Ontario, au moyen de diffraction X in situ sur poudre avec rayonnement synchrotron, et d’affinements de la structure par la méthode de Rietveld à partir de données prélevées en chauffant et en refroidissant l’échantillon entre 26° et 902°C. Nous avons affiné la structure dans le groupe spatial P4₂/n. La structure à température ambiante, obtenue par diffraction X à haute résolution avec rayonnement synchrotron (HRPXRD), a donné les paramètres réticulaires a 12.06503(1), c 7.58360(1) Å, et V 1103.906(2) ų. Les longueurs moyennes des liaisons <T1–O>, <T2–O> et <T3–O> sont égales à 1.606(2), 1.726(2) et 1.612(2) Å, respectivement, et correspondent aux distributions T1 = [Al₀Si₁], T2 = [Al_0.87Si_0.13], et T3 = [Al_0.02Si_0.98]. A 902°C, les distances <T1–O>, <T2–O> et <T3–O> sont égales à 1.591(5), 1.683(8) et 1.686(7) Å, respectivement, et correspondent à T1 = [Al₀Si₁], T2 = [Al_0.55Si_0.45], et T3 = [Al_0.57Si_0.43]. A 902°C, le site T1 demeure entièrement rempli d’atomes Si, tandis que le désordre aux sites T2 et T3 est presque complet. Plusieurs paramètres structuraux montrent une discontinuité à 200°C, ce qui correspond à l’inception de désordre impliquant les atomes Na et Ca (= M). En refroidissant, les atomes ne retournent pas à leurs distributions initiales; une partie du désordre impliquant T2–T3 et Na–Ca demeure. Les réflections de type b qui mènent au développement de parois de domaines anti-phasés (APB) sont présents à toutes températures; elles seraient dues à une mise en ordre de Cl et CO₃ plutôt que de Al et Si. A 902°C, sauf pour les anions, il n’y a aucune différence entre la structure de Me_32.9 dans le groupe spatial P4₂/n et celle de Me₈₀ dans le groupe spatial I4/m.

(Traduit par la Rédaction)