Crystal structure and cation distribution in some natural magnetites

Summary

The crystal structures of two natural magnetites were refined. Both turned out to have equipoints 8a and 16d (Fd3m) fully occupied and hence different from type I and type II defect structures investigated by Fleet (1981, 1982). It was possible to improve the cation radii for Fe²⁺ ad Fe³⁺ in octahedral and tetrahedral coordinations for pure and almost pure magnetites obtaining very good agreement between observed and calculated values of the two independent geometric structure parameters, i.e. cell edge and oxygen coordinate. The present results lead to an estimate of inversion parameter i in (Fe ²⁺_1−i Fe ³⁺ _i )(Fe ²⁺ _i Fe ³⁺_2t-i )O₄, of about 0.90, equal for all the four pure magnetites, independently of type of structure and also of cooling history.

Zusammenfassung

Die Kristallstrukturen von zwei natürlichen Magnetiten wurden verfeinert. Es stellte sich heraus, daß ihre Gitterplätze 8 a und 16d (Fd 3 m) voll besetzt sind, und sich somit von den von Fleet (1981, 1982) bestimmten Defektstrukturen unterscheiden. Die Kationradien für Fe²⁺ und Fe³⁺ in Oktaeder- und Tetraeder-Koordinationen wurden für reine und fast reine Magnetite verbessert. Dabei wurde eine gute Korrelation zwischen beobachteten und berechneten Werten der beiden unabhängigen Parameter in der Struktur, d.h. Gitterkonstante und Sauerstoff-Ortsparameter gefunden. Die vorliegenden Ergebnisse bringen einen Umkehrparameter i in (Fe ²⁺_1−i Fe ³⁺ _i )(Fe ²⁺ _i Fe ³⁺_2−i )O₄ von ungefähr 0.90, der in allen reinen Magnetiten gleich und unabhängig von dem Strukturtyp sowie dem Abkühlverhalten ist.