Coffinite - Coffinite
Coffinite | |
---|---|
![]() Smolinec a coffinite ve vzorku z českého dolu | |
Všeobecné | |
Kategorie | Nesosilikát |
Vzorec (opakující se jednotka) | U (SiO4)1 − x(ACH)4x |
Strunzova klasifikace | 9. AD.30 |
Krystalový systém | Čtyřúhelníkový |
Křišťálová třída | Ditetragonal dipyramidový (4 / mmm) Symbol HM: (4 / m 2 / m 2 / m) |
Vesmírná skupina | Já41/ pozm |
Jednotková buňka | a = 6,97 Á, c = 6,25 Á; Z = 4 |
Identifikace | |
Barva | Černá (od organických inkluzí; bledá až tmavě hnědá v tenký řez |
Krystalický zvyk | Zřídka jako krystaly, obvykle jako koloforma až botryoidní inkrustace, vláknité, práškovité hmoty |
Zlomenina | Nepravidelné až subkonchoidní |
Houževnatost | Křehký až drobivý |
Mohsova stupnice tvrdost | 5–6 |
Lesk | Tupý k Adamantinu |
Pruh | Šedavě černá |
Diaphaneity | Neprůhledné, průhledné na tenkých hranách |
Specifická gravitace | 5.1 |
Optické vlastnosti | Jednoosý (+/-) |
Index lomu | nα = 1,730–1,750 nβ = 1.730–1.750 |
Dvojlom | 5 = 1,730 |
Pleochroismus | Mírný; bledě žlutohnědý rovnoběžný se a středně hnědý kolmý k dlouhé ose |
Změní se na | Metamict |
Další vlastnosti | ![]() |
Reference | [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13] |
Coffinite je uran -ložisko silikátový minerál se vzorcem: U (SiO4)1 − x(ACH)4x.
Vyskytuje se jako černé inkrustace, tmavé až světle hnědé tenký řez. Má šedočerný pruh. Má křehký až konchoidní zlomenina. Tvrdost coffinitu je mezi 5 a 6.
Poprvé to bylo popsáno v roce 1954 pro výskyt v dole La Sal č. 2 Beaver Mesa, Mesa County, Colorado, USA,[4] a pojmenován pro amerického geologa Reuben Clare Coffin (1886–1972).[2]To má rozšířený globální výskyt v Colorado Plateau -typ ložiska uranové rudy uranu a vanadium. Nahrazuje organickou hmotu v pískovec a v hydrotermální žíla vklady typu.[2] Vyskytuje se ve spojení s uraninit, Thorite, pyrit, markazit, roscoelit, jílové minerály a amorfní organická hmota.[2]
Složení
Chemický vzorec coffinitu je U (SiO4)1 − x(ACH)4x.[5] Rentgenové práškové vzory ze vzorků coffinitu umožnily geologům klasifikovat jej jako nový minerál v roce 1955.[5] Srovnání s rentgenovým práškovým obrazcem zirkon (ZrSiO4) a thorite (ThSiO4) byl základem pro tuto klasifikaci.[6] Předběžná chemická analýza ukázala, že uranový křemičitan vykazoval hydroxylovou substituci.[6] Výsledky předběžné chemické analýzy společnosti Sherwood byly založeny na vzorcích ze tří míst. Hydroxylové vazby a vazby křemík-kyslík se také prokázaly po provedení infračervené absorpční spektrální analýzy.[7] K hydroxylové substituci dochází jako (OH)44− pro (SiO4)4−.[7] Hydroxylová složka v coffinitu se později ukázala jako nepodstatná při tvorbě stabilního syntetického minerálu.[8] Nedávno elektronová mikrosonda analýza submikroskopických krystalů odhalila hojnost vápník, ytrium, fosfor a minimální náhrady olova spolu se stopami dalších prvků vzácných zemin.[8]
Krystalická struktura
Coffinite je izostrukturální s orthosilikáty zirkonem (ZrSiO4) a thorite (ThSiO4).[14] Stieff a kol. analyzoval coffinit pomocí rentgenové práškové difrakční techniky a určil, že má tetragonální strukturu.[7] Přirozeně se vyskytující s U4+ kationty, UO8 trojúhelníková dodecahedra koordinovat se sdílením hran, střídáním SiO4 čtyřstěn v řetězech podél osy c.[11] Centrální uranové místo coffinite je obklopeno osmi SiO4 čtyřstěn. Mřížkové rozměry přirozeně se vyskytujícího a syntetického coffinitu jsou podobné, přičemž přirozeně se vyskytující vzorek z Arrowhead Mine v okrese Mesa v Coloradu má a = 6,93 kB, c = 6,30 kB a vzorek syntetizovaný Hoekstrou a Fuchsem s a = 6 977 kx a c = 6,307kx.[12]
Fyzikální vlastnosti
Počáteční zkoumání coffinite Stieff et al. popsal minerál jako černou barvu s Adamantinovým leskem, k nerozeznání od uraninit (UO2).[7] Objevitelé dále uváděli, že i když u coffinitu není vidět žádné štěpení, vykazuje subkonchoidní štěpení a je velmi jemnozrnný. Počáteční vzorky vykazovaly křehkou strukturu a tvrdost mezi 5 a 6, se specifickou hmotností 5,1.[7] Pozdější vzorky z dolu Woodrow v Novém Mexiku shromážděné Moenchem vykazovaly vláknitou vnitřní strukturu a výjimečnou krystalizaci.[9] Leštěný tenký řez coffinite má hnědou barvu a vykazuje anizotropní přenos světla.[9] Optická analýza poskytla index lomu asi 1,74.[9]
Geologický výskyt
Coffinite byl poprvé objeven v sedimentárních uranových ložiskách v oblasti Colorado Plateau,[10] ale byl také objeven v usazeninách usazeného uranu a hydrotermálních žilách na mnoha dalších místech.[8] Byly nalezeny vzorky coffinitu z Colorado Plateau s černou jemnozrnnou nízkovalencí vanadium minerály, uraninit a jemně rozptýlený černý organický materiál.[7] Další materiály spojené s pozdějšími nálezy ze stejné oblasti byly jíl a křemen.[10] Na žilních ložiskách dolu Copper King v Coloradu byl také zjištěn výskyt coffinitu uraninit a smolinec.[7] Coffinite je metastabilní[13] ve srovnání s uraninit a křemen, tedy tvorba coffinitu vyžaduje a uran zdroj v redukční podmínky, o čemž svědčí související přítomnost málo valenčních minerálů vanadu.[7] Řešení bohaté na oxid křemičitý poskytuje takovou redukční podmínku v případech, kdy je výsledkem coffinite jako produkt alterace uraninit.[11] Hansley a Fitzpatrick také poznamenali, že hnědou barvu jejich vzorků coffinite způsobil organický materiál, což je vedlo k závěru, že coffinite se může také tvořit za podmínek nízké teploty, pokud je přítomen organický uhlík.[8] Toto zjištění je v souladu s coffinitovými vzorky Colorado Plateau, které zahrnovaly zkamenělé dřevo.[10] V Číně lze coffinit nalézt v žula navíc pískovec.[10] Hansley a Fitzpatrick dospěli k závěru, že hrubozrnný rakev se nejpravděpodobněji tvoří v prostředí s vysokou teplotou.[8] Coffinit a uraninit se vysráží uvnitř brekciovaných a zlomených oblastí změněné žuly při tlacích mezi 500 a 800 bary a teplotách při 126 až 178 ° C.[10]
Speciální charakteristika
Velké procento dodávek uranu na Zemi je obsaženo v rakvinových ložiscích,[15] což je významné kvůli použití uranu v jaderné energii. Sedimentární ložiska obsahují nejvíce radioaktivních vzorků,[7] o čemž svědčí intenzivně radioaktivní coffinit nalezený na Colorado Plateau.[5] Výzkumní pracovníci v Harvardská Univerzita, Geologický průzkum Spojených států (USGS) a několik dalších institucí se v polovině 50. let po počátečním objevu neúspěšně pokusilo syntetizovat coffinit.[5] V roce 1956 se Hoekstrovi a Fuchsovi podařilo vytvořit stabilní vzorky syntetického coffinitu. Celý tento výzkum byl prováděn pro Komise pro atomovou energii Spojených států.[12]
Reference
- ^ Mineralienatlas
- ^ A b C d Minerální příručka
- ^ Webminerální data
- ^ A b Mindat
- ^ A b C d E Stieff, L.R .; Stern, T.W; Sherwood, A.M. (1955). „Předběžný popis coffinitu - nový uranový minerál“. Věda. 121: 608–609. doi:10.1126 / science.121.3147.608-a. hdl:2027 / mdp. 39015095016906.
- ^ A b C Fuchs, L.H .; Gebert, E. (1958). "Rentgenové studie syntetického coffinitu, thoritu a uranothoritů". Americký mineralog. 43: 243–248.
- ^ A b C d E F G h i j Stieff, L.R .; Stern, T.W; Sherwood, A.M. (1956). „Coffinite, uranový křemičitan s hydroxylovou substitucí - nový minerál“. Americký mineralog. 41: 675–688.
- ^ A b C d E F Hansley, P.L .; Fitzpatrick, J.J. (1989). „Kompoziční a krystalografická data o koefinitu nesoucím REE z uranové oblasti Grants v severozápadním Novém Mexiku“. Americký mineralog. 74: 263–270.
- ^ A b C d Moench, R.H. (1962). "Vlastnosti a parageneze koffinitu z dolu Woodrow v Novém Mexiku". Americký mineralog. 47: 26–33.
- ^ A b C d E F Min, M.Z .; Fang, C.Q .; Fayek, M. (2005). „Petrografie a genetická historie coffinitu a uranitu z ložiska uranu v Liueryiqi, kde se nachází žula, Čína“. Recenze geologické rudy. 26: 187–197. doi:10.1016 / j.oregeorev.2004.10.006.
- ^ A b C Zhang, F. X .; Pointeau, V .; Shuller, L. C .; et al. (2009). "Odezva syntetického coffinitu na energetické ozáření iontovým paprskem". Americký mineralog. 94: 916–920.
- ^ A b C Hoekstra, H.R .; Fuchs, L.H. (1956). "Syntéza Coffinite-USiO4". Věda. 123: 105–105. doi:10.1126 / science.123.3186.105.
- ^ A b Guo X .; Szenknect S .; Mesbah A .; Labs S .; Clavier N .; Poinssot C .; Ushakov S.V .; Curtius H .; Bosbach D .; Rodney R.C .; Burns P .; Navrotsky A .; http://www.classicgems.net/info_Radioactive.htm (2015). "Termodynamika formování coffinitu, USiO4". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 112 (21): 6551–6555. doi:10.1073 / pnas.1507441112. PMC 4450415. PMID 25964321.
- ^ Pointeau, V .; et al. (2009). "Syntéza a charakterizace coffinitu". Journal of Nuclear Materials. 393: 449–458. doi:10.1016 / j.jnucmat.2009.06.030.
- ^ Deditius, Arthur P., Utsunomiya, Satoshi, Ewing, Rodney C. (2008) The Chemical Stability of Coffinite, USiO4 Center Dot NH (2) O; 0
Chemická geologie, 251, 33-49.