Si l'on compare la formule de l'åkermanite et celle de la gehlénite, on voit que dans le groupement [Si2O7]6− un atome de silicium est remplacé par un atome d'aluminium, l'électro-neutralité provenant du remplacement d'un cation bivalent (le magnésium) par un cation trivalent (l'aluminium).
Dans la mélilite, les substitutions sont plus complexes et concernent aussi une partie du calcium, qui est remplacée par le sodium.
Structure cristalline
La structure des minéraux du groupe de la mélilite consiste en feuillets de tétraèdres entre lesquels trouvent leur place des cations à coordination supérieure (8, en absence de déformation). La topologie est donc celle d'un phyllosilicate et de fait la classification de Zoltai place ces minéraux parmi les phyllosilicates.
Toutefois, dans la structure on peut reconnaître deux types de tétraèdres :
les tétraèdres occupés par des atomes autres que le silicium ([4]Y dans la formule générale) ;
les tétraèdres occupés par le silicium, éventuellement partiellement remplacé par d'autres atomes ([4]Z dans la formule générale).
L’okayamalite se trouve dans les skarns, probablement formée par désilication – déhydroxylation de la datolite.
L'hardystonite se trouve dans les gîtes de zinc métamorphosés.
En présence de vapeur d’eau, les minéraux du groupe de la mélilite sont instables à 500 °C sous 5 à 6bars et se décomposent en hydrogrossulaire, vésuvianite, clinopyroxènes.