Coffinite es un uranio llevando los mineral de silicato con la fórmula: U (SiO 4 ) 1-x (OH) 4x .
Coffinite | |
---|---|
General | |
Categoría | Nesosilicato |
Fórmula (unidad de repetición) | U (SiO 4 ) 1 − x (OH) 4x |
Clasificación de Strunz | 9.AD.30 |
Sistema de cristal | Tetragonal |
Clase de cristal | Ditetragonal dipiramidal (4 / mmm) Símbolo HM : (4 / m 2 / m 2 / m) |
Grupo espacial | Yo 4 1 / amd |
Celda unitaria | a = 6,97 Å, c = 6,25 Å; Z = 4 |
Identificación | |
Color | Negro (de inclusiones orgánicas; marrón pálido a oscuro en una sección delgada |
Hábito de cristal | Rara vez como cristales, comúnmente como coloformas a incrustaciones botrioidales, masas fibrosas y pulverulentas |
Fractura | Irregular a subconcoidal |
Tenacidad | Quebradizo a friable |
Escala de Mohs de dureza | 5-6 |
Lustre | Aburrido a adamantino |
Racha | Negro grisáceo |
Diafanidad | Opaco, transparente en bordes delgados |
Gravedad específica | 5.1 |
Propiedades ópticas | Uniaxial (+/-) |
Índice de refracción | n α = 1.730–1.750 n β = 1.730–1.750 |
Birrefringencia | δ = 1.730 |
Pleocroísmo | Moderar; marrón amarillo pálido paralelo y marrón medio perpendicular al eje largo |
Altera a | Metamict |
Otras características | Radiactivo 72,63% (U) |
Referencias | [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] |
Se presenta como incrustaciones negras, oscuras a marrón pálido en secciones delgadas . Tiene una racha de color negro grisáceo. Tiene una fractura quebradiza a concoidea . La dureza de la ataúd está entre 5 y 6.
Se describió por primera vez en 1954 para un incidente en la mina La Sal No. 2, Beaver Mesa, condado de Mesa, Colorado , EE. UU., [4] y recibió su nombre del geólogo estadounidense Reuben Clare Coffin (1886-1972). [2] Tiene una presencia global generalizada en depósitos de mineral de uranio de tipo Meseta de Colorado de uranio y vanadio . Reemplaza materia orgánica en areniscas y en depósitos de tipo veta hidrotermal . [2] Ocurre en asociación con uraninita , torita , pirita , marcasita , roscoelita , minerales arcillosos y materia orgánica amorfa . [2]
Composición
La fórmula química de Coffinite es U (SiO 4 ) 1 − x (OH) 4x . [5] Los patrones de rayos X de polvo de muestras de coffinita permitieron a los geólogos clasificarlo como un nuevo mineral en 1955. [5] Una comparación con el patrón de rayos X de polvo de circón (ZrSiO 4 ) y torita (ThSiO 4 ) fue el base para esta clasificación. [6] El análisis químico preliminar indicó que el silicato de urano exhibía sustitución de hidroxilo. [6] Los resultados del análisis químico preliminar de Sherwood se basaron en muestras de tres lugares. También se demostró que existen enlaces hidroxilo y enlaces silicio-oxígeno después de que se realizaron análisis espectrales de absorción infrarroja. [7] La sustitución de hidroxilo ocurre como (OH) 4 4− por (SiO 4 ) 4− . [7] El constituyente hidroxilo en la coffinita demostró más tarde que no era esencial en la formación de un mineral sintético estable. [8] Un análisis reciente de microsonda de electrones de los cristales submicroscópicos descubrió una abundancia de calcio , itrio , fósforo y sustituciones mínimas de plomo junto con trazas de otros elementos de tierras raras. [8]
Estructura cristalina
La coffinita es isoestructural con los ortosilicatos zircón (ZrSiO 4 ) y torita (ThSiO 4 ). [14] Stieff y col. analizó la coffinita mediante la técnica de difracción de rayos X en polvo y determinó que tiene una estructura tetragonal. [7] Ocurriendo naturalmente con los cationes U 4+ , el dodecaedro triangular UO 8 coordenada con borde compartido, alternando tetraedros de SiO 4 en cadenas a lo largo del eje c. [11] El sitio central de uranio de la ataúd está rodeado por ocho tetraedros de SiO 4 . Las dimensiones de la celosía de la ataúd natural y sintética son similares, con una muestra natural de Arrowhead Mine, condado de Mesa, Colorado que tiene a = 6,93 kx, c = 6,30 kx, y una muestra sintetizada por Hoekstra y Fuchs que tiene a = 6,977 kx yc = 6.307kx. [12]
Propiedades físicas
El examen inicial de ataúd por Stieff et al. describió el mineral como de color negro con un brillo adamantino, indistinguible de la uraninita (UO 2 ). [7] Además, los descubridores informaron que aunque no se observa división en coffinite, sí exhibe fractura subconcoidal y es de grano muy fino. Las muestras iniciales mostraron una textura quebradiza y una dureza entre 5 y 6, con un peso específico de 5,1. [7] Las muestras posteriores de la mina Woodrow en Nuevo México recolectadas por Moench mostraron una estructura interna fibrosa y una cristalización excepcional. [9] Una sección delgada pulida de ataúd tiene un color marrón y muestra una transmisión de luz anisotrópica. [9] El análisis óptico arrojó un índice de refracción de aproximadamente 1,74. [9]
Ocurrencia geológica
La coffinita se descubrió por primera vez en depósitos de uranio sedimentario en la región de la meseta de Colorado, [10] pero también se ha descubierto en depósitos de uranio sedimentario y vetas hidrotermales en muchos otros lugares. [8] Se encontraron muestras de coffinita de la meseta de Colorado con minerales de vanadio de baja valencia de grano fino negro , uraninita y material orgánico negro finamente disperso. [7] Otros materiales asociados con hallazgos posteriores de la misma región fueron arcilla y cuarzo . [10] En los depósitos de vetas de la mina Copper King en Colorado, también se encontró que la coffinita se encontraba con la uraninita y la pecblenda . [7] La coffinita es metaestable [13] en comparación con la uraninita y el cuarzo , por lo que la formación de la coffinita requiere una fuente de uranio en condiciones reductoras , como lo demuestra la presencia asociada de minerales de vanadio de baja valencia. [7] La solución rica en sílice proporciona tal condición reductora en los casos en que la coffinita resulta como un producto de alteración de la uraninita . [11] Hansley y Fitzpatrick también notaron que el color pardusco de sus muestras de coffinita fue causado por material orgánico, lo que los llevó a concluir que la coffinita también se puede formar en condiciones de baja temperatura si hay carbono orgánico presente. [8] Este hallazgo es consistente con las muestras de ataúdes de la meseta de Colorado, que incluían madera fosilizada. [10] En China, la ataúd se puede encontrar en granito además de en piedra arenisca . [10] Hansley y Fitzpatrick concluyeron que la ataúd de grano grueso probablemente se forma en ambientes de alta temperatura. [8] La coffinita y la uraninita precipitan dentro de regiones brechadas y fracturadas de granito alterado a presiones entre 500 y 800 bares y temperaturas de 126 a 178 ° C. [10]
Características especiales
Un gran porcentaje del suministro de uranio de la Tierra está contenido en depósitos de ataúd, [15] lo cual es significativo debido al uso de uranio en energía nuclear. Los depósitos sedimentarios contienen las muestras más radiactivas, [7] como lo demuestra el ataúd intensamente radiactivo que se encuentra en la meseta de Colorado. [5] Investigadores de la Universidad de Harvard , el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y varias otras instituciones intentaron sin éxito sintetizar la ataúd a mediados de la década de 1950 después de su descubrimiento inicial. [5] En 1956, Hoekstra y Fuchs lograron crear muestras estables de ataúd sintético. Toda esta investigación se realizó para la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos . [12]
Referencias
- ^ Mineralienatlas
- ^ a b c d Manual de minerales
- ^ Datos webmineral
- ^ a b Mindat
- ^ a b c d e Stieff, LR; Stern, TW; Sherwood, AM (1955). "Descripción preliminar de Coffinite - un nuevo mineral de uranio". Ciencia . 121 : 608–609. doi : 10.1126 / science.121.3147.608-a . hdl : 2027 / mdp.39015095016906 .
- ^ a b c Fuchs, LH; Gebert, E. (1958). "Estudios de rayos X de Coffinite sintético, Thorita y Uranotoritas". Mineralogista estadounidense . 43 : 243–248.
- ^ a b c d e f g h yo j Stieff, LR; Stern, TW; Sherwood, AM (1956). "Coffinite, un silicato uranoso con sustitución de hidroxilo - un nuevo mineral". Mineralogista estadounidense . 41 : 675–688.
- ^ a b c d e f Hansley, PL; Fitzpatrick, JJ (1989). "Datos composicionales y cristalográficos sobre coffinita con REE de la región de uranio de Grants, noroeste de Nuevo México". Mineralogista estadounidense . 74 : 263–270.
- ^ a b c d Moench, RH (1962). "Propiedades y paragénesis de Coffinite de Woodrow Mine, Nuevo México". Mineralogista estadounidense . 47 : 26–33.
- ^ a b c d e f Min, MZ; Fang, CQ; Fayek, M. (2005). "Petrografía e historia genética de coffinita y uraninita del depósito de uranio alojado en granito Liueryiqi, sureste de China". Reseñas de geología de minerales . 26 : 187-197. doi : 10.1016 / j.oregeorev.2004.10.006 .
- ^ a b c Zhang, FX; Pointeau, V .; Shuller, LC; et al. (2009). "Respuesta de Coffinite sintético a la irradiación de haz de iones energéticos". Mineralogista estadounidense . 94 : 916–920.
- ^ a b c Hoekstra, HR; Fuchs, LH (1956). "Síntesis de Coffinite-USiO4". Ciencia . 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 SV; Curtius H .; Bosbach D .; Rodney RC; Burns P .; Navrotsky A .; http://www.classicgems.net/info_Radioactive.htm (2015). "Termodinámica de formación de coffinita, USiO4" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 112 (21): 6551–6555. doi : 10.1073 / pnas.1507441112 . PMC 4450415 . PMID 25964321 .
- ^ Pointeau, V .; et al. (2009). "Síntesis y Caracterización de Coffinite". Revista de materiales nucleares . 393 : 449–458. doi : 10.1016 / j.jnucmat.2009.06.030 .
- ^ Deditius, Arthur P., Utsunomiya, Satoshi, Ewing, Rodney C. (2008) La estabilidad química de Coffinite, USiO4 Center Dot NH (2) O; 0
Geología química , 251, 33-49.