| coffinit | |
|---|---|
| coffinit a uranová smola ve vzorku z dolu v ČR | |
| Vzorec | U(Si04 ) 1 -x (OH) 4x |
| Fyzikální vlastnosti | |
| Barva | Černá (kvůli organickým inkluzím); světle až tmavě hnědá v tenkém řezu |
| Tvrdost | 5-6 |
| Hustota | 5,1 g/cm³ |
| Krystalografické vlastnosti | |
| Syngonie | tetragonální syngonie [1] |
| Optické vlastnosti | |
| Rozptyl optických os | nα = 1,730–1,750 nβ = 1,730–1,750 |
| Pleochroismus | mírný; světle žlutohnědá rovnoběžná a středně hnědá kolmo k dlouhé ose |
| Optická anizotropie | 5 = 1,730 |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Coffinit je silikátový minerál obsahující uran s chemickým a strukturním vzorcem: U(SiO 4 ) 1-x (OH) 4x [2] a U 4+ [(SiO 4 ), (OH) 4 ] 4- .
Vyskytuje se jako černé plaky, od tmavě až po světle hnědé na tenkých částech . Má šedočernou páskovanou strukturu a křehký lasturovitý (konchoidní) lom . Tvrdost coffinitu na Mohsově stupnici je 5 až 6.
Poprvé popsán v roce 1954 po objevu v dole La Sal č. 2, Beaver Mesa, Mesa County, Colorado , USA [3] a pojmenován po americkém geologovi Reubenu Claire Coffinovi [4] (1886-1972). Je široce rozšířen po celém světě v uranových rudných ložiskách uranu a vanadu , jako je Colorado Plateau . Nahrazuje organické látky v pískovcích a hydrotermálních ložiscích [4] . Spojuje se s uraninitem , thoritem , pyritem , markazitem , roscoelitem , jílovými minerály a amorfní organickou hmotou [4] .
Chemický vzorec coffinitu je U(SiO 4 ) 1-x (OH) 4x [5] . Rentgenové difrakční obrazce prášků ze vzorků coffinitu umožnily geologům klasifikovat jej jako nový minerál v roce 1955 [5] . Základem pro tuto klasifikaci se stalo srovnání s rentgenovými práškovými difrakčními obrazci zirkonu (ZrSiO 4 ) a thoritu (ThSiO 4 ) [6] . Předběžná chemická analýza ukázala, že křemičitan uranu má hydroxylovou substituci [6] . Výsledky Sherwoodovy předběžné chemické analýzy jsou založeny na vzorcích ze tří míst. Hydroxylové vazby a vazby křemík-kyslík byly také detekovány při provádění spektrální analýzy infračervené absorpce [7] . Hydroxylová substituce (OH) 44- se vyskytuje za (Si04 ) 4- [ 7 ] . Hydroxylová složka v coffinitu se ukázala jako nevýznamná při tvorbě stabilního syntetického minerálu [8] . Analýza submikroskopických krystalů mikrosondou odhalila přítomnost substituce vápníkem , ytriem , fosforem a minimálním množstvím olova spolu se stopami dalších prvků vzácných zemin [8] .
Coffinit je izostrukturní s ortokřemičitany zirkonem (ZrSiO 4 ) a thoritem (ThSiO 4 ) [9] . Stiff et al. analyzovali coffinit pomocí rentgenové práškové difrakce a určili, že má tetragonální strukturu [7] . V přírodě se vyskytující kationty U 4+ , trojúhelníkové dvanáctistěny UO 8 koordinující se podél hran spojů, střídající se s tetraedry SiO 4 v řetězcích podél osy c [10] . Centrální atom uranu coffinitu je obklopen osmi tetraedry SiO 4 . Velikosti mřížek přirozeně se vyskytujícího a syntetického coffinitu jsou podobné, přičemž přirozeně se vyskytující vzorek z Arrowhead Mine, Mesa County, Colorado má a = 6,93 Á, c = 6,30 Á, a vzorek syntetizovaný společnostmi Hextra a Futsch měl a = 6,977 Á a c = 6,307 Á [11] .
Stiff et al . _ _ _ Kromě toho vědci uvedli, že ačkoli u coffinitu není pozorováno žádné štěpení , má subkonchoidální zlomeninu a je velmi jemnozrnný. Počáteční vzorky vykazovaly křehkou texturu, tvrdost podle Mohse 5 až 6 a měrnou hmotnost 5,1 [7] . Novější vzorky z dolu Woodrow v Novém Mexiku shromážděné Munchem vykazovaly vláknitou vnitřní strukturu a neobvyklou krystalizaci [12] . Leštěný tenký řez coffinitu má hnědou barvu a vykazuje anizotropní prostup světla. Optická analýza poskytla index lomu asi 1,74 [12] .
Coffinit byl poprvé objeven v sedimentárních uranových ložiskách na Coloradské plošině [13] , ale byl nalezen i v sedimentárních uranových ložiskách a hydrotermálních žilách na mnoha dalších místech [8] . Byly nalezeny vzorky coffinitu z Coloradské plošiny s černými jemnozrnnými nízkovalenčními minerály vanadu , uraninitem a jemně rozptýleným černým organickým materiálem [7] . Dalšími materiály spojenými s pozdějšími nálezy ze stejného regionu byly hlína a křemen [13] . Coffinit s uraninitem a smolným uranem byl také nalezen v žilných ložiskách v dole Copper King v Coloradu [7] . Coffinit je ve srovnání s uraninitem a křemenem metastabilní [14] , takže jeho vznik vyžaduje zdroj uranu a redukční podmínky , jak dokazuje související přítomnost nízkovalenčních minerálů vanadu [7] . Roztok obohacený oxidem křemičitým poskytuje redukční podmínky v případech, kdy je coffinit produktem alterace uraninitu [10] . Hansley a Fitzpatrick také poznamenali, že nahnědlá barva jejich vzorků coffinitu byla způsobena organickým materiálem, což je vedlo k závěru, že coffinit se může tvořit také při nízkých teplotách v přítomnosti organického uhlíku [8] . Tento závěr je v souladu se vzorky coffinitu z Colorado Plateau, které rovněž obsahovaly bituminózní uhlí [13] . V Číně byl coffinit nalezen v pískovci a žule [13] . Hansley a Fitzpatrick dospěli k závěru, že hrubozrnný coffinit se s největší pravděpodobností tvoří za podmínek vysoké teploty [8] . Koffinit a uraninit se srážejí uvnitř brekciovaných a lomových oblastí pozměněné žuly při tlacích od 500 do 800 barů a teplotách od 126 do 178 °C [13] .
Velké procento uranu na Zemi je obsaženo v coffinitových ložiskách [15] , což je důležitý fakt vzhledem k využití uranu v jaderné energetice. Sedimentární ložiska obsahují nejvíce radioaktivních vzorků [7] , o čemž svědčí vysoce radioaktivní coffinit nalezený na Coloradské plošině [5] . Výzkumníci z Harvardské univerzity , United States Geological Survey (USGS) a řada dalších institucí se neúspěšně pokusili syntetizovat coffinit v polovině 50. let po jeho počátečním objevu [5] . V roce 1956 se Gekstrovi a Fuchovi podařilo syntetizovat stabilní vzorky coffinitu. Všechny tyto studie byly podpořeny americkou komisí pro atomovou energii [11] .