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Noncentric Layer Silicates: An Optical Second Harmonic Generation, Chemical, and X-Ray Study

Published online by Cambridge University Press:  02 April 2024

Stephen Guggenheim ,
Walter A. Schulze ,
Gene A. Harris  and
Jiunn-Chorng Lin
Stephen Guggenheim
Affiliation:
Department of Geological Sciences, University of Illinois at Chicago, Chicago, Illinois 60680
Walter A. Schulze
Affiliation:
Materials Research Laboratory, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16801
Gene A. Harris
Affiliation:
Department of Geological Sciences, University of Illinois at Chicago, Chicago, Illinois 60680
Jiunn-Chorng Lin
Affiliation:
Department of Geological Sciences, University of Illinois at Chicago, Chicago, Illinois 60680
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Abstract

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Twenty-nine chlorites, seventeen lithium-free micas, and twenty-two lithium-bearing micas from diverse localities have been studied by X-ray diffraction, microprobe, and optical second harmonic generation (SHG) techniques to determine which are noncentric and the cause of acentricity. Manandonite (B-rich chlorite) and cookeite, both crystallizing in the Ia form, are acentric. Sudoite-IIb gave a questionable SHG signal, possibly indicating acentricity. All other chlorites gave null signals. Bityite, a Li, Be mica similar to margarite, was determined from the positive SHG response to be acentric. It crystallizes in the 2M1 form and, by analogy to margarite, is ordered tetrahedrally in subgroup symmetry, Cc. Masutomilite-1M and “cryophyllite“-1M (a zinnwaldite high in Al and Si, but low in Fe) are acentric and most probably crystallize in space group C2, thus allowing a noncentric octahedral ordering pattern. Lepidolites showed a diversity in SHG response with only a few being acentric; a lepidolite-1M from Mesagrande, California, a lepidolite-3T from Windhuk, South West Africa, and a lepidolite-2M2 from Nagatare, Japan, gave positive SHG responses. The Japanese material is complexly intergrown and twinned, and intergrain reflection or refraction may have produced spurious signals.

Most lithium-free micas showed diversity in SHG response and, although most were non-emitters, clintonite from Amity, New York, showed a positive response, but this sample is twinned and shows stacking disorder. A “manganophyllite”-1M (manganoan phlogopite) from Langban, Sweden, showed a very weak positive response; however, the presence of Mn alone is not suffcient to produce octahedral cation ordering in noncentric subgroup symmetry. Two manganoan phlogopites from Japan were refined in subgroup symmetry, and the higher order and ideal symmetry of C2/m was confirmed.

Резюме

Резюме

Двадцать девять образцов хлоритов, семнадцать образцов обезлитиевой слюды и двадцать два образца слюды, содержащей литий, из различных районов исследовались при помощи рентгеновской порощковой дифракции, рентгеновского микроанализатора и оптической генерации второй гармоники (ГВГ), для определения, какие образцы не имеют центров обратного равенства и причины этого отсутствия. Манандонит (В-обогащенный хлорит) и кукеит, оба кристаллизиру-ющиеся в виле Iа, не имеют центров инверсии. Судоит—IIb дает сомнительный сигнал ГВГ, возможно в результате отсутствия центра инверсии. Все другие хлориты давали нулевые сигналы. Битиит, Ы.Ве-слюда подобная Маргариту, была определена как не имеющяя центра инверсии по положительном сигнале ГВГ. Этот минерал кристаллизируется в виде 2М1 и, по аналогии с Маргаритой, упорядочен тетраэдрическо в подгруппе симметрии Сс. Мазутомилит—1М и “криофиллит“—1М (цинвальдит обогащенный А1 и 81, но убогий в Fе) не имеют центров инверсии и бодее вероятно кристаллизируются в пространственной гпуппе С2, таким образом делая возможным октаэдрическое упорядочение. Лепидолиты показали различные сигналы ГВГ и только некоторые не имели центров инверсии; лепидолит—1М из Мезагранде в Калифорнии, лепидолит—3T из Линдгук в Южно-Западной Африке и лепидолит—2М2 из Нагатаре в Японии дали положительные сигналы ГВГ. Японский материал являеся сложно прорастанным и спарен-ным; межзернистое отражение или рефракция могли быть причиной появления ложных сигналов.

Большинство обезлитиевых слюд показало различные сигналы ГВГ и, хотя болышинство являлось неизлучающими, клинтонит из Амиты в Нью Иорке давал положительный сигнал, но этот образец был спаренный и показывал неупорядоченность. “Манганофил”—1М (Мn-флогопит) из Лангбан в Швеции давал очень слабый положительный сигнал; однако, присутствие одного только Мп недостаточно, чтобы образовать октаэдрическое упорядочение катионов в подгруппе симметрии без центра инверсии. Два Мп-флогопиты из Японии были усовершенст-вованы в подгруппе симметрии и лучший порядок и идеальная симметрия С2/т были подтверждены. [Е.О.]

Résumé

Résumé

29 Chlorite, 17 Li-freie Glimmer, und 22 Li-hältige Glimmer von verschiedenen Fundpunkten wurden mittels Röntgendiffraktion, Mikrosonde und Optical Second Harmonie Generation (SHG) untersucht, um festzustellen, welche nichtzentrisch sind, und was die Ursache für die Azentrizität ist. Manandonit (B-reicher Chlorit) und Kookeit, die beide in der /a-Form kristallisieren, sind azentrisch. Sudoit-IIb gab ein nicht eindeutiges SHG-Signal, das möglicherweise eine Nichtzentrizität andeutet. Alle anderen Chlorite gaben keine Signale. Bityit, ein Li-Be-Glimmer, ähnlich Margarit, wurde anhand der positiven SHG-Signale als azentrisch eingestuft. Er kristallisiert in der 2M1,-Form und ist in Analogie zu Margarit tetraedrisch in der Untergruppe Cc geordnet. Masutomilit-1M und “Kxyophyllit“-1M (ein Zinnwaldit mit viel AI und Si aber wenig Fe) sind azentrisch und kristallisieren höchstwahrscheinlich in der Raumgruppe C2, wodurch eine nichtzentrische oktaedrische Anordnung möglich ist. Lepidolith zeigt uneinheitliche SHG-Signale, von denen nur einige azentrisch sind; ein Lepidolith-1M von Mesagrande, Kalifornien, ein Lepidolith-3T von Windhuk, Südwestafrika, und ein Lepidolith-2M2 von Nagatare, Japan, gaben positive SHG-Signale. Das japanische Material ist sehr vielfältig verwachsen und verzwillingt, und Korngrenzen-Reflexion oder -Refraktion könnten die Ursache für die schwachen Signale sein.

Die meisten Li-freien Glimmer zeigen uneinheitliche SHG-Signale und—obwohl die meisten nicht emittieren—zeigte Clintonit von Amity, New York, ein positives Signal. Diese Probe war jedoch verzwillingt und hatte Stapelungsfehler. Ein Manganophyllit-1M (Mangan-haltiger Phlogopit) von Langban, Schweden, zeigte ein sehr schwaches positives Signal. Die Anwesenheit von Mn allein reicht jedoch nicht aus, um eine oktaedrische Kationenanordnung in einer nichtzentrischen Untergruppe zu bewirken. Die Strukturen von zwei Mangan-haltigen Phlogopiten aus Japan wurden verfeinert, und die höhere Ordnung und die ideale Symmetrie von C2/m wurde bestätigt. [U.W.]

Résumé

Résumé

On a étudié vignt-neuf chlorites, dix-sept micas sans lithium, et vignt-deux micas contenant du lithium provenant de diverses localités par des techniques de diffraction des rayons-X, microprobes, et optiques de seconde génération harmonique (SHG) pour déterminer lesquelles sont non-centriques, et la cause de l'acentricité. La monandonite (chlorite riche en B) et la cookeite, se cristallisant tous deux en la forme Ia, sont acentriques. La sudoite-IIb a produit un signal SHG douteux, indiquant possiblement de l'acentricité. Toutes les autres chlorites ont produit des signaux nuls. On a déterminé à partir d'une réponse SHG positive que la bityite, un mica Li,Be semblable à la margarite, était acentrique. Elle se cristallise en la forme 2M1 et, par analogie avec la margarite, est ordonnée tetraèdralement en symmetrie de sous-groupe Cc. La masutomilite-1M et la “cryophyllite“-1M (une zinnwaldite riche en Al et Si mais pauvre en Fe) sont acentriques et se cristallisent probablement dans le groupe d'espace C2, permettant ainsi un cliché d'ordonnement octaèdral non-centrique. Les lepidolites ont montré une diversité dans les réponses SHG avec seulement quelques unes étant acentriques; une lépidolite-1M de Mesagrande, Californie, une lépidolite-3T de Windhuk, Afrique du Sud-ouest, et une lépidolite-2M2 de Nagatare, Japon, ont produit des réponses SHG positives. Une croissance intersticielle et un jumelage complexes sont présents dans le matériau japonais et la reflection et la réfraction intergrains pourraient avoir produit de faux signaux.

Le plupart des micas sans lithium ont montré une diver site de réponses SHG, et malgré que la plupart étaient non-émetteurs, une clintonite d'Amity, New York, a produit une réponse positive, mais cet échantillon est jumelle et montre un empillement desordonné. Une “manganophyllite-ljW (phlogopite manganoanne) de Langbau, Suède, a produit une réponse positive très faible; la seule présence de Mn n'est cependant pas suffisante pour produire un ordonnement de cations octaèdral en Symmetrie non- centrique de sous-groupe. Deux phlogopites manganoannes du Japon étaient rafinées en Symmetrie de sous-groupe, et l'ordre plus élevé et la Symmetrie idéale de C3/m ont été confirmés. [D.J.]

Keywords

AcentricityChloriteElectron microprobeLithiumMicaSecond harmonic generationX-ray diffraction
Type
Research Article
Information
Clays and Clay Minerals , Volume 31 , Issue 4 , August 1983 , pp. 251 - 260
Copyright
Copyright © 1983, The Clay Minerals Society

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